雷達目標微多普勒特征分析及其應用.pdf

1、隨著目標識別技術的快速發(fā)展，各種反探測、反識別的技術也獲得了快速發(fā)展，為目標的探測與識別帶來了新的困難，同時也對目標探測與識別提出了更高的技術要求，越來越要求對目標細節(jié)的描述及運動狀態(tài)的精細刻畫。雷達目標微運動產生的微多普勒特征包含著目標的運動和結構信息，從中可提取出微動目標固有的特性。自從雷達目標微多普勒特征被發(fā)現以來，其在目標探測、分類與識別領域的重要價值已經引起了國內外學術界和工程界的廣泛關注。因此，深入研究雷達目標的微多普勒特征

2、及其在軍事和民用領域的應用具有重要的理論及應用價值。
　　本文主要圍繞雷達目標的微運動產生的微多普勒特征數學分析、微多普勒特征提取方法、微動信號分離及微多普勒特征在微動參數估計和目標識別中的應用等方面展開研究，論文主要工作有以下幾個方面：
　　1．研究了微多普勒特征的產生原理，建立了加速、振動、旋轉、錐旋、擺動等典型微動模型，推導了其產生的微多普勒特征的數學表達式及其與微運動參數之間的對應關系；針對目標微運動特征的復雜性和差

3、異性，以有旋翼和無旋翼目標識別為研究背景，建立了具有平動、加速與振動運動特征的復合運動微動模型和具有平動、加速、振動及旋轉運動特征的復合運動微動模型，推導了兩種復合運動產生的微多普勒特征及其與目標結構和微運動參數的關系，比較了其微多普勒特征的差異性，為識別這兩類目標奠定了理論基礎。
　　2．針對微多普勒特征的提取問題，研究了從微動目標雷達回波中提取微多普勒特征的常用方法，并分析了各自的優(yōu)缺點，提出了使用重排平滑偽Wigner-Vi

4、lle分布提取目標微多普勒特征的方法，該方法能夠有效地提取微動信號的微多普勒特征；研究了運動目標的平動速度、加速度、雷達的載頻和雷達PRF對提取微多普勒特征的影響及相應對策，為有效提取雷達目標微多普勒特征提供了理論指導。
　　3．提出了基于Radon變換的目標主體信號與微動信號的分離方法,首先對回波信號進行時頻變換，然后在時頻平面上通過Radon變換來分離目標主體信號與微動信號，再通過逆Radon變換得到分離信號的時頻分布；針對常

5、見微動信號表現為正弦調頻信號的特點，提出了基于時頻分析和相關搜索法的正弦調頻信號的分離方法，首先在時頻域采用時頻分析的方法預估計信號的類別和相關參數范圍，進而在時域通過相關法搜索參數對多分量正弦調頻信號進行分離。
　　4．提出了利用提取時頻分析矩陣頻率向最大值的峰值提取和最小二乘擬合直線相結合估計目標微動參數的方法，通過該方法有效地估計了加速與振動目標的加速度、振動頻率和振動幅度；估計了加速與旋轉目標的加速度、旋轉角速度及旋轉半徑

6、；在此基礎上，建立了線性旋轉剛體目標的微動模型并分析了其產生的微多普勒特征，估計了線性旋轉剛體目標的旋轉角速度及剛體長度；進而，建立了直升機旋翼目標的微動模型，分析了其產生的微多普勒特征，估計了直升機旋翼旋轉角速度、旋翼長度和旋翼葉片數，為對目標進行精確識別奠定了基礎。
　　5．針對真假彈頭的辨識問題，建立了錐體彈頭進動、章動和誘餌目標擺動的微動模型，分析了它們產生的微多普勒特征，比較了彈頭的進動、章動和誘餌擺動所具有的不同的微多