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弹道靶是研究超高速目标及其等离子体尾迹雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的实验设备。在弹道靶中开展RCS的测量实验时,遭遇了一些测量相关的问题。主要问题包括白噪声(White Noise)干扰问题,近场测量问题和动态测量问题。本文以近场测量问题的研究为中心,辅以其他两个问题的研究,研究了弹道靶中超高速目标及其等离子体RCS的反演方法。具体研究内容主要分为三个部分:首先,针对弹道靶实验中的噪声干扰问题,本文提出了一种基于离散小波变换(Descrete Wavelet Transform,DWT)的小波阈值(Wavelet Shrinkage,WS)降噪方法。白噪声是弹道靶实验中的主要噪声干扰源。虽然现有的WS方法能极为有效地抑制白噪声,但是对于低信噪比(Signal-to-Noise,SNR)信号,其表现欠佳。本文所提方法能够在信噪比较低的情况下提取有用信号。本方法定义“部分系数和比”(Local Sum Ratio,LSR)的概念以确定在给定时间窗内是否存在接收信号。本文还引入SSIM(Structure Similarity Index Measure)和均方误差(Mean-Square Error,MSE)两项指标用于衡量方法的降噪效果。在与现有WS方法的对比中,本方法展现出最为优异的降噪性能。当带噪信号SNR由0 dB减小为-10 dB时,本方法的优点逐渐凸显。然后,本文重点研究了RCS的近场反演方法。现有的近场测量方法大多针对静止目标的RCS测量,在弹道靶实验中,被测目标以超高速飞行,与传统方法存在一定区别。本文基于逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)成像技术中的时域相关法,研究了适用于弹道靶测试环境的RCS反演方法——聚焦函数法。同时,本文基于近远场变换(Near Field to Far Field Transform,NFFFT)方法,结合实验的测试场景,将NFFFT方法推广至高速测量场景。本文以聚焦函数法和现有的权重函数法作为参考,对比了所提的基于NFFFT的反演方法对超高速目标本体的反演结果。对比结果表明三种方法得到的RCS测量结果具有一致性,本文所给出的方法能够准确地反演超高速目标的RCS。最后,本文针对等离子体尾迹速度的动态特性,提出了一种测量尾迹速度分布的微波方法。该方法基于连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)以测量尾迹散射信号的Doppler频偏,并基于Doppler效应推得尾迹速度。本文通过对比本方法求得的超高速目标本体的速度与激光测速仪测得的速度,验证了该方法的有效性。作为一种微波方法,本方法的非接触性不影响尾迹的流场分布,因此相较于其他需要接触测速的方法,本方法具有更好的准确性。基于测得的尾迹速度分布,本文将聚焦函数法推广到速度时变的情况,反演得到尾迹的RCS分布。