飞机目标的一维距离像特性

一维距离像已广泛应用于雷达自动目标识别 ,虽然一维距离像已将目标按距离分辨单元分割开 ,但每个分辨单元里还有许多散射点 ,该单元回波的复振幅为众多散射点子回波之和。当视角有微小变化时 ,其相位差的变化相当大 ,从而使各分辨单元的复振幅有大的起伏 ,所以一维距离像的方向敏感性十分强。对一维距离像的特性进行了研究 ,并通过预处理得到相对稳定的一维距离像。     

雷达高距离分辨率一维像目标识别

随着雷达技术的快速发展和军事应用的迫切需求,目标识别问题日益受到重视,利用高分辨率雷达一维距离像进行目标识别成为雷达和信号处理领域的一个研究热点。雷达目标一维距离像能够反映目标形状及结构特征,而且易于获取,迄今为止采用一维距离像进行非合作目标识别已经取得了丰富的研究成果。总结了近年来研究的基于目标一维距离像的特征提取方法、分类方法和联合跟踪与识别方法,分析了当前研究中亟需解决的关键问题,探讨了这些问题的可能解决思路和发展方向。     

目标一维距离像特征提取方法研究

针对雷达目标一维距离像的姿态敏感性和平移敏感性,直接将一维距离像用于目标识别很难取得好的识别效果,用目前的普遍做法进行目标识别存在计算量和存储量大的问题,提出把一维距离像作为随姿态变化的序列及强散射中心维数、目标特征尺寸、散射中心分布熵三个特征,并以这三个特征采用外场实测数据进行目标识别实验,取得了较好的识别效果。     

基于FSVM的雷达多目标识别

重点分析了支撑矢量机多分类问题中存在的误分、拒分现象,针对雷达目标提出解决这一现象的模糊支撑矢量机。采用模糊支撑矢量机的分类机理对样本数据有限且残缺不全的高分辨一维雷达距离像进行多目标识别。实测数据(4种飞机雷达距离像)的多目标识别结果表明,模糊支撑矢量机与一般多类支撑矢量机相比在多目标识别时简单易行,而且在识别率上有显著的提高。     

调频步进雷达的目标速度估计方法

针对调频步进雷达目标运动对合成距离像的影响,提出了一种快速的速度估计方法.根据调频步进雷达运动目标的回波特性,首先对压缩后的子脉冲进行包络平移.然后将前后两帧中同一频率的信号进行相关处理,对消相位项中距离信息及距离和速度交叉信息,只保留速度信息.再通过快速傅里叶变换处理,完成速度的快速估计.最后利用估计的速度对回波进行补偿,得到了清晰的一维距离像.仿真结果证明了该方法的有效性.     

高分辨率雷达距离像用于目标识别的研究

针对飞机目标的分类问题,研究将雷达目标的高距离分辨率(high range resolution,HRR)像用于识别的方法。介绍两类基于目标HRR像的特征:差分功率谱和微分倒谱,并选择基于SARPROP(simulated anneal-ing resilient propagation)算法的多层前馈神经网络作为分类器。利用4种飞机缩比模型的重点散射源二维分布测试数据和频率步进法,得到目标的一维距离像。对上述两类距离像特征进行了分类,结果表明,差分功率谱特征对于一维距离像具有较高的识别率,并具有较好的抗噪性能。     

目标高速运动对一维像的影响及其校正方法

针对目标高速运动引起回波脉冲压缩结果展宽从而严重影响一维距离像质量的问题,提出了基于多分量调幅线性调频信号参数估计的校正方法。首先建立了宽带目标的多散射中心回波模型,定量分析了目标高速运动对高分辨雷达回波的影响。然后提出了多分量调幅线性调频信号参数估计快速算法,估计出目标高速运动引起的回波变化从而加以校正。仿真结果表明,提出的方法能有效校正目标高速运动对一维距离像的影响,并且对噪声具有很好的鲁棒性。     

地面目标HRRP识别的稳健性特征选择方法

特征选择是雷达高分辨一维距离像目标识别的关键步骤，可降低特征维度，提高特征稳健性。提出一种基于散度的特征选择方法，采用该方法对适用于距离像地面目标识别的特征集合进行特征选择，得到优选的特征子集后再进入分类器网络进行识别。采用地面目标仿真数据和实测数据进行神经网络分类器识别实验。实验结果表明：在距离像信噪比、俯仰角和距离分辨力参数变化的情况下，基于散度的特征选择方法在基本保持或提升特征集的识别性能的前提下，能保持甚至提升识别的稳健性，具有较好的应用价值。     

基于最优投影平面的雷达目标一维距离像识别

基于将多类目标的识别转化为两类目标的识别这一思想,提出一种雷达目标一维距离像识别方法。首先将多类目标组分为多个子组,每一子组包含两类目标;对每一子组中的目标,由其训练一维距离像建立最优投影平面;对输入目标,利用最小距离准则进行分类,以确定输入目标在每一子组中的类别。然后,应用投票机制最终决定输入目标所属类别。仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

高分辨雷达目标回波模拟器设计

研究实现了一种基于宽带数字射频存储器和数字图像合成器的高分辨雷达目标回波模拟器。该模拟器采用去斜率解调和调制处理来降低系统中频处理带宽,从而降低了系统复杂程度。设计了一种基于高性能FPGA的数字图像合成器来实现高分辨雷达目标回波的模拟功能,推导并分析了数字图像合成器的工作过程。最后,以一个128个距离单元的数字图像合成器来合成一个运动飞机目标为例,将其压缩图像与计算得到的该飞机距离像进行了比较,结果表明该模拟器可以逼真的模拟复杂目标一维距离像。     

基于不同准则函数的雷达目标特征空间变换

为解决雷达目标高分辨距离像的识别问题 ,将 4种基于不同准则推导出的线性特征空间变换进行了归纳。分别用这几种变换方法对 6类飞机缩比目标高分辨距离像数据进行特征空间变换 ,然后用同一分类器判决 ,并对其识别结果加以分析与比较 ,得出在该应用条件下的有益结论。     

基于距离-方位二维聚类的海上编队目标距离像提取

在观测编队目标时波束内容易出现多个目标,可能引起距离像邻近甚至混叠,难以判断距离像簇与目标之间的对应关系,导致无法准确提取单个目标的距离像信息。本文基于距离像目标识别的需求,在海面编队结构信息的约束下,分析了波束内多目标出现概率,定义了多目标距离像之间的4 种关系,利用目标的距离和方位角信息进行二维聚类来判断距离像簇与多目标之间的对应关系,从而实现波束内多个舰船目标的距离像提取。仿真实验表明该算法能够在不同信噪比和带宽条件下很好地区分编队内不同目标的距离像,为下一步基于距离像信息的目标识别和稳定跟踪提供了重要条件。     

极化毫米波雷达目标识别方法的研究

本文针对毫米波雷达距离像识别这一应用背景,提出了一种应用极化信息使距离像幅值趋于平稳,用神经学习来提取距离像角不变特征的模式识别新方法;其特点是通过极化处理减弱斑纹可增强对目标的确认,经神经学习获取的子类型特征与常规方法相比载有更多信息因而识别率高;实验结果证明了该方法的有效性.     

空间目标动态电磁测量数据仿真方法研究

空间目标由于高速运动和微运动在电磁波上的调制效应,其动态实测的雷达散射截面(radar cross section,RCS)和高分辨一维距离像(high resolution range profile,HRRP)与暗室测量或电磁计算数据存在较大的差异。针对空间目标外场动态测量数据难以获取的难题,提出了用目标静态数据生成动态RCS和一维距离像数据的方法。该方法首先确定目标的轨道和雷达的布站坐标及工作模式,而后计算目标在雷达观测视线(line of sight,LOS)方向上的姿态和运动参数,最后根据空间目标高速运动、自旋、进动等在电磁波上调制的数学模型生成动态测量数据。给出了该方法的具体步骤,仿真实验证明了方法的有效性。     

高速目标的相位编码步进频率信号分析

首先分析用步进频率雷达信号实现高分辨率的优缺点,给出了利用相位调制子脉冲来提高性能的相位编码步进频率信号形式;然后分析了其信号处理过程。与步进频率信号在高速目标下成像失真相比,相位编码步进频率信号的多普勒性能有很明显改善。同时,结合相位编码步进频率信号形式提出在高速目标情况下实现精确速度测量的两步估计方法。     

基于参数估计的步进频ISAR成像运动补偿方法

分析了基于步进频雷达运动目标的回波信号模型,讨论了目标运动对ISAR成像的影响,针对当目标有速度或加速度时会造成高分辨距离像移位和畸变,并使二维像散焦的情况,提出了一种基于高斯包络线性调频信号自适应分解、高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵法的运动补偿算法。该算法利用高斯包络线性调频信号自适应分解得到回波多普勒调频率和目标运动的加速度,通过距离像移动对目标运动速度进行初估计,并用高分辨距离像互相关法及多普勒横向像最小熵准则提高目标速度及加速度的估计精度,然后进行运动补偿。该算法计算量小,估计精度高,仿真结果验证了它补偿效果好,能获得清晰的ISAR像。     

基于微动参数估计的非对称进动目标三维成像

具有非对称结构的进动目标成像是目前空间目标成像的一个难点。在构建非对称进动目标回波模型的基础上,分析了成像所需的4个微动参数并给出了相应的参数估计方法。在微动参数已知的前提下,提出了一种基于三维复数逆投影变换的进动目标三维成像的方法。首先利用微动参数构建相位补偿因子,之后对时间距离像进行三维搜索,进而实现进动目标的三维成像。最后通过仿真实验验证了所提方法的有效性,同时仿真分析了微动参数估计误差对成像的影响。     

ISAR运动补偿的快速方法

本文提出的一种新的ＩＳＡＲ运动补偿方法，是在文献［１］的复相关包给对准及相位中心对准补偿方法基础上进行改进的。这种方法减少了运动补偿的运算量，提高了距离和相位对准的精度，并能显著地改善回波信号起伏时的目标成像质量。     

一种基于谐波数估计的距离扩展目标检测算法

宽带雷达的目标回波信号分布在多个距离分辨单元内,被称为距离扩展目标。距离扩展目标信号傅里叶变换后在距离频率域可表示为由散射点强度和相对位置决定的不同幅度、频率和相位谐波叠加的谐波过程。将高斯白噪声中距离扩展目标检测问题转换为谐波过程的谐波数估计问题来进行目标检测。给出了高斯白噪声中使用总体最小二乘奇异值分解的谐波数估计的距离扩展目标检测器,对检测器的性能分析表明该检测器具有恒虚警性能。使用模拟数据和实测飞机数据的计算机仿真实验表明,本文提出的检测器比能量积累检测器有更好的检测能力。