基于HRRP和JEM信號(hào)的雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的不斷信息化、智能化，雷達(dá)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)受到廣泛關(guān)注?，F(xiàn)代雷達(dá)工藝技術(shù)的發(fā)展為雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別提供了多種可用的信號(hào)形式，近年來(lái)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域不斷有新的成果面世，使其逐漸從理論研究向工程實(shí)現(xiàn)邁進(jìn)。本文主要圍繞著預(yù)研項(xiàng)目“目標(biāo)識(shí)別技術(shù)”以及“重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目”等的研究任務(wù)，從寬帶雷達(dá)一維高分辨距離像（HRRP）自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和窄帶雷達(dá)自動(dòng)目標(biāo)分類(lèi)兩方面進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容概括如下： 1．基于寬帶雷達(dá)HRRP的目標(biāo)識(shí)別研究

2、包括四部分內(nèi)容： 第一部分：較為詳細(xì)地分析了HRRP的姿態(tài)敏感性，主要討論了飛機(jī)類(lèi)目標(biāo)對(duì)偏航、俯仰、側(cè)擺三維姿態(tài)角變化的敏感性、飛機(jī)類(lèi)目標(biāo)在正側(cè)視附近的特點(diǎn)以及測(cè)試樣本的“相干峰”現(xiàn)象。進(jìn)而，為了合理劃分HRRP方位角域，提出了一種自適應(yīng)遞歸劃分角域的建模方法，利用有概率含義的統(tǒng)計(jì)模型分類(lèi)器，從雷達(dá)數(shù)據(jù)中提取連續(xù)HRRP序列中包含的非線性結(jié)構(gòu)信息，遞歸地對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)自適應(yīng)劃分角域。 第二部分：研究了HRRP強(qiáng)度和平移敏感性

3、。現(xiàn)有HRRP雷達(dá)自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別（RATR）方法一般對(duì)平移敏感性采用包絡(luò)對(duì)齊及一些改進(jìn)方法，對(duì)強(qiáng)度敏感性簡(jiǎn)單地能量歸一化。顯然，現(xiàn)有處理方式對(duì)強(qiáng)度敏感性與平移敏感性的優(yōu)化是分離開(kāi)來(lái)的，因此其匹配精度并不高。我們提出強(qiáng)度和平移聯(lián)合優(yōu)化匹配思想，并將其應(yīng)用到獨(dú)立高斯模型、PCA子空間統(tǒng)計(jì)模型和PPCA子空間統(tǒng)計(jì)模型，以提高平移和強(qiáng)度匹配精度。該思想可用于模板庫(kù)建立和測(cè)試階段。 第三部分：提出了一種穩(wěn)健噪聲的自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法。雷達(dá)目標(biāo)

4、識(shí)別希望能夠在較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)，因此識(shí)別算法對(duì)噪聲的穩(wěn)健性是HRRP目標(biāo)識(shí)別工程化需要研究的一個(gè)問(wèn)題。我們分別基于PPCA和FA統(tǒng)計(jì)模型提出了強(qiáng)噪聲污染的測(cè)試樣本如何匹配無(wú)噪聲或弱噪聲樣本訓(xùn)練的模板。 第四部分：在線建庫(kù)是HRRP目標(biāo)識(shí)別工程化的一條途徑。這一部分提出兩種在線自適應(yīng)HRRP識(shí)別方法：1）．通過(guò)一種在線混合專(zhuān)家（OME）將HRRP數(shù)據(jù)在線地分割成若干個(gè)近似平穩(wěn)的區(qū)域，在各個(gè)區(qū)域內(nèi)使用平穩(wěn)協(xié)方差函數(shù)的在線高斯過(guò)程分類(lèi)器（

5、OGPC）。針對(duì)迭代在線高斯過(guò)程分類(lèi)器（IOGPC）的參數(shù)學(xué)習(xí)算法EP和EM，提出了一種雙鏈高斯過(guò)程（Bi-OGP）來(lái)使OGPC的參數(shù)得以在單次數(shù)據(jù)掃掠的情況下實(shí)現(xiàn)在線更新。針對(duì)迭代在線混合專(zhuān)家門(mén)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的學(xué)習(xí)算法EM，提出了基于初值選擇的單次數(shù)據(jù)掃掠學(xué)習(xí)方法。2）．在獨(dú)立高斯模型假設(shè)下，推導(dǎo)了參數(shù)在線學(xué)習(xí)的公式，提出雙門(mén)限法來(lái)剔除“壞值”樣本并適當(dāng)緩減假設(shè)模型與實(shí)時(shí)HRRp多模數(shù)據(jù)的失配。 2．基于窄帶雷達(dá)的目標(biāo)分類(lèi)研究?jī)?nèi)容

6、 由于窄帶信號(hào)分類(lèi)可以作為寬帶HRRP識(shí)別的一種預(yù)處理，并且大量現(xiàn)役裝備雷達(dá)是分辨率較低的窄帶雷達(dá)，本論文研究了如何利用窄帶信號(hào)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)制（JEM）特征實(shí)現(xiàn)對(duì)噴氣式飛機(jī)、螺旋槳飛機(jī)和直升機(jī)目標(biāo)的分類(lèi)。 大多數(shù)雷達(dá)，特別是地面警戒雷達(dá)，其脈沖重復(fù)頻率相對(duì)較低，會(huì)導(dǎo)致JEM回波多普勒模糊，此外，對(duì)目標(biāo)的觀測(cè)時(shí)間（掃掠時(shí)間）相對(duì)較短，多普勒分辨率較低，會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)分類(lèi)性能下降，這正是利用JEM特征進(jìn)行目標(biāo)分類(lèi)的需要克服的困難。