基于微多普勒特征的空中目標識別技術研究.pdf

1、摘要摘要在雷達空中目標運動過程中，一般稱雷達空目標處質心以外的轉動、振動或者其他的高階運動稱作為微動。比如螺旋槳、噴氣引擎的渦輪葉片、直升機旋翼或尾翼，其反射雷達信號時隨時間的變化情況都較有規(guī)律。微動目標的電磁散射中包含了很多的微動多普勒信息。不同的空中目標，其微多普勒特征也不同，利用微多普勒特征可以實現(xiàn)對目標的分類。本文在當前國內外最新雷達目標識別和統(tǒng)計理論的基礎上，針對空中目標旋轉部件的本身的物理結構，研究空中目標旋轉部件對雷達回波

2、的調制現(xiàn)象，提出了可用于分類的調制特征，并進行建模、仿真，通過采集大量的雷達真實回波數(shù)據(jù)對模型以及微多普勒效應進行驗證。本文的重點在于模擬空中目標旋轉部件對雷達回波的調制作用，分析調制譜的特點以及獲得穩(wěn)健微多普勒特征所需要的雷達參數(shù)。尤其是分析所需要的雷達參數(shù)這一點對于實際工程中應用微多普勒特征進行目標識別分類具有非常重要的作用。本文的主要工作內容如下：一是從目標本身的物理結構特點出發(fā)，詳細分析了不同目標的物理結構特征；二是對不同的目標

3、進行建模仿真分析，并代入實際的目標結構參數(shù)、雷達參數(shù)為條件，得出不同空中目標旋轉部件的時、頻域的調制特征，并采集大量實際回波數(shù)據(jù)，驗證空中目標模型的正確性，找出一組穩(wěn)健的區(qū)分度好的微多普勒特征；三是提出結合周期特征、相移散射角以及幅度偏差系數(shù)的特征，利用最近鄰的分類方法實現(xiàn)對空中目標進行分類的方法，并分析分類效果；四是分析獲得穩(wěn)健有效的分類特征所需要的雷達參數(shù)條件。關鍵詞：目標識別，旋轉部件，物理結構特征，調制特征，特征分析，最近鄰，雷

4、達參數(shù)I目錄目錄mmiABSTRACTIIm~M艦l1.1課題背景及意義11.2基于微多普勒識別的現(xiàn)狀31.3論文主要內容4第二章空中目標旋轉部件的物理特性研究72.1観72.2直升飛機旋轉部件物理特性的研究72.2.1直升飛機主翼的物理特性82.2.1.1直升飛機主翼雙數(shù)槳情況92.2.1.2直升飛機主翼單數(shù)槳情況102.2.2直升飛機尾翼物理特性112.3渦噴引擎旋轉部件的物理特性132.3.1渦噴引擎壓氣級首級轉142.3.2渦噴

5、引擎后續(xù)各級轉子162.4本章小結18第三章雷達回波調制模型的建立和實際數(shù)據(jù)驗證203.1概述203.2飛機目標局部散射機理與局部散射RCS模型203.3旋轉部件回波理論參數(shù)模型的推導223.4旋轉部件微多普勒特征的仿真分析253.4.1在44毫秒脈沖駐留時間下改變脈沖重復頻率273.4.1.1仿真分析273.4.1.2仿真分析結果293.4.2在11毫秒脈沖駐留時間下改變脈沖重復頻率293.4.2.1仿真分析303.3.2.2仿真分析