空間錐體目標(biāo)微動(dòng)特性與識(shí)別方法研究.pdf

1、自從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，空間錐體真假目標(biāo)識(shí)別一直就是雷達(dá)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。其識(shí)別能力在很大程度上反映了防御系統(tǒng)探測(cè)能力的總體水平。隨著雷達(dá)工藝水平的提高和信號(hào)處理技術(shù)的進(jìn)步，微動(dòng)及微多普勒近年來(lái)成為研究的熱點(diǎn)，并在目標(biāo)檢測(cè)、分辨與識(shí)別領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力?？臻g錐體目標(biāo)在外太空飛行過(guò)程中存在自旋、進(jìn)動(dòng)、擺動(dòng)、章動(dòng)等不同形式的微動(dòng)，被認(rèn)為是反映目標(biāo)屬性的固有特征。因此，深入研究空間錐體目標(biāo)的微動(dòng)特性以及基于微動(dòng)特性的識(shí)別方法

2、，對(duì)于發(fā)展我國(guó)新體制雷達(dá)技術(shù)以及增強(qiáng)我國(guó)國(guó)土防御能力具有十分重大的軍事意義和理論價(jià)值。
　　 本論文主要圍繞國(guó)防預(yù)研等相關(guān)項(xiàng)目，結(jié)合空間錐體目標(biāo)識(shí)別的工程應(yīng)用背景，從信號(hào)預(yù)處理、特征分析與特征提取、窄帶成像三個(gè)主要方面展開(kāi)相關(guān)理論和技術(shù)的研究。論文的主要工作概括如下：
　　 1、介紹了微動(dòng)及微多普勒的原理。首先分析了空間錐體目標(biāo)的典型微動(dòng)，隨后建立了等效散射點(diǎn)模型以及固定散射點(diǎn)模型。最后分析了遮擋效應(yīng)對(duì)空間錐體目標(biāo)微多普

3、勒的影響。
　　 2、研究了回波信號(hào)的預(yù)處理。首先分析了目標(biāo)的高速運(yùn)動(dòng)以及加速度對(duì)回波信號(hào)包絡(luò)、相位和微多普勒頻率的影響。隨后指出在保持目標(biāo)微多普勒特性不變的基礎(chǔ)上，應(yīng)用包絡(luò)對(duì)齊方法或Kevstone算法均可以實(shí)現(xiàn)距離徙動(dòng)的校正。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了加速度對(duì)回波信號(hào)微多普勒頻譜的影響，并提出加速度估計(jì)與補(bǔ)償?shù)男路椒āＴ摲椒ㄍㄟ^(guò)在一定范圍內(nèi)對(duì)加速度進(jìn)行搜索，利用頻域熵最小準(zhǔn)則，有效實(shí)現(xiàn)了加速度的估計(jì)。為后續(xù)微多普勒特征的提取奠

4、定了基礎(chǔ)。
　　 3、提出了基于目標(biāo)微動(dòng)特征的群目標(biāo)分辨算法。首先分析了傳統(tǒng)群目標(biāo)分辨算法的實(shí)質(zhì)與局限性。在多普勒域、距離域以及方位域均無(wú)法分辨目標(biāo)的情況下，指出目標(biāo)微動(dòng)特性是實(shí)現(xiàn)群目標(biāo)分辨的新途徑。隨后提出了實(shí)現(xiàn)群目標(biāo)分辨的新方法。該方法將Viterbi算法與B分布相結(jié)合抽取群目標(biāo)的微多普勒特征，并應(yīng)用譜分析抽取目標(biāo)的微動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)群目標(biāo)分辨。
　　 4、提出了基于目標(biāo)微動(dòng)特性差異的空間錐體目標(biāo)識(shí)別方法?？臻g錐體目標(biāo)在

5、大氣層外飛行過(guò)程中存在不同的微動(dòng)。進(jìn)動(dòng)是目標(biāo)的特有屬性，而誘餌的特有屬性為擺動(dòng)或自旋等。基于這一現(xiàn)象，首先詳細(xì)分析了進(jìn)動(dòng)、擺動(dòng)以及自旋目標(biāo)調(diào)制信號(hào)的多普勒特性。分析指出進(jìn)動(dòng)、擺動(dòng)與自旋目標(biāo)的微多普勒頻譜雖然均可以近似為線譜，但是頻譜分布存在明顯的差異。在此基礎(chǔ)上，提出從微多普勒域或特征譜提取識(shí)別特征的分類方法。
　　 在微多普勒域，提取多普勒譜波形熵和標(biāo)準(zhǔn)差作為識(shí)別特征。依據(jù)回波信號(hào)的頻譜為線譜的特點(diǎn)，提出了應(yīng)用諧波和的形式描述

6、回波信號(hào)并采用特征值分解提取特征譜作為識(shí)別特征的識(shí)別方法。并討論了脈沖重復(fù)頻率、積累時(shí)間對(duì)識(shí)別性能的影響。
　　 5、研究了進(jìn)動(dòng)目標(biāo)窄帶成像以及微動(dòng)參數(shù)的估計(jì)方法。首先依據(jù)目標(biāo)回波信號(hào)的微多普勒特性，提出了應(yīng)用匹配濾波的方法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)窄帶成像的快速算法。隨后提出了進(jìn)動(dòng)目標(biāo)微動(dòng)參數(shù)估計(jì)的新算法。該方法分為粗估計(jì)與精估計(jì)兩步。第一步通過(guò)計(jì)算信號(hào)瞬時(shí)頻率的方法抽取目標(biāo)的微多普勒頻率，然后應(yīng)用傅立葉變換對(duì)目標(biāo)的進(jìn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行粗估計(jì)；第二步基