空間錐體目標微動特性與識別方法研究.pdf

1、自從上世紀50年代開始，空間錐體真假目標識別一直就是雷達自動目標識別領(lǐng)域研究的熱點和重點。其識別能力在很大程度上反映了防御系統(tǒng)探測能力的總體水平。隨著雷達工藝水平的提高和信號處理技術(shù)的進步，微動及微多普勒近年來成為研究的熱點，并在目標檢測、分辨與識別領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力?？臻g錐體目標在外太空飛行過程中存在自旋、進動、擺動、章動等不同形式的微動，被認為是反映目標屬性的固有特征。因此，深入研究空間錐體目標的微動特性以及基于微動特性的識別方法

2、，對于發(fā)展我國新體制雷達技術(shù)以及增強我國國土防御能力具有十分重大的軍事意義和理論價值。
　　 本論文主要圍繞國防預研等相關(guān)項目，結(jié)合空間錐體目標識別的工程應用背景，從信號預處理、特征分析與特征提取、窄帶成像三個主要方面展開相關(guān)理論和技術(shù)的研究。論文的主要工作概括如下：
　　 1、介紹了微動及微多普勒的原理。首先分析了空間錐體目標的典型微動，隨后建立了等效散射點模型以及固定散射點模型。最后分析了遮擋效應對空間錐體目標微多普

3、勒的影響。
　　 2、研究了回波信號的預處理。首先分析了目標的高速運動以及加速度對回波信號包絡、相位和微多普勒頻率的影響。隨后指出在保持目標微多普勒特性不變的基礎上，應用包絡對齊方法或Kevstone算法均可以實現(xiàn)距離徙動的校正。在此基礎上，進一步分析了加速度對回波信號微多普勒頻譜的影響，并提出加速度估計與補償?shù)男路椒āＴ摲椒ㄍㄟ^在一定范圍內(nèi)對加速度進行搜索，利用頻域熵最小準則，有效實現(xiàn)了加速度的估計。為后續(xù)微多普勒特征的提取奠

4、定了基礎。
　　 3、提出了基于目標微動特征的群目標分辨算法。首先分析了傳統(tǒng)群目標分辨算法的實質(zhì)與局限性。在多普勒域、距離域以及方位域均無法分辨目標的情況下，指出目標微動特性是實現(xiàn)群目標分辨的新途徑。隨后提出了實現(xiàn)群目標分辨的新方法。該方法將Viterbi算法與B分布相結(jié)合抽取群目標的微多普勒特征，并應用譜分析抽取目標的微動參數(shù)，實現(xiàn)群目標分辨。
　　 4、提出了基于目標微動特性差異的空間錐體目標識別方法。空間錐體目標在

5、大氣層外飛行過程中存在不同的微動。進動是目標的特有屬性，而誘餌的特有屬性為擺動或自旋等?；谶@一現(xiàn)象，首先詳細分析了進動、擺動以及自旋目標調(diào)制信號的多普勒特性。分析指出進動、擺動與自旋目標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。在此基礎上，提出從微多普勒域或特征譜提取識別特征的分類方法。
　　 在微多普勒域，提取多普勒譜波形熵和標準差作為識別特征。依據(jù)回波信號的頻譜為線譜的特點，提出了應用諧波和的形式描述

6、回波信號并采用特征值分解提取特征譜作為識別特征的識別方法。并討論了脈沖重復頻率、積累時間對識別性能的影響。
　　 5、研究了進動目標窄帶成像以及微動參數(shù)的估計方法。首先依據(jù)目標回波信號的微多普勒特性，提出了應用匹配濾波的方法實現(xiàn)目標窄帶成像的快速算法。隨后提出了進動目標微動參數(shù)估計的新算法。該方法分為粗估計與精估計兩步。第一步通過計算信號瞬時頻率的方法抽取目標的微多普勒頻率，然后應用傅立葉變換對目標的進動參數(shù)進行粗估計；第二步基