弹道目标雷达微动特征提取与识别研究综述

弹道目标雷达微动特征提取与识别是雷达目标识别领域的重要研究方向之一。在简要阐述弹道目标识别重要研究价值的基础上，结合国内外研究现状，从点散射模型、滑动散射模型、属性散射中心模型等出发，总结了现有的弹道目标微动回波建模方法，进一步分别从单基、双基、多基等不同雷达观测视角出发，梳理了弹道目标微动特征提取与成像方法，对基于人工特征和传统分类器、及基于深度学习的弹道目标分类识别方法进行了总结，最后对弹道目标雷达微动特征提取与识别方向的技术难点和未来发展趋势进行了分析与展望。     

雷达目标微多普勒效应研究概述

近年来雷达目标微多普勒效应得到了较为广泛的关注,基于微多普勒特征的目标识别技术被认为是雷达目标精确识别领域中极具发展潜力的技术途径之一。从微多普勒效应概念、微多普勒分析及特征提取、微多普勒应用等方面论综述了当前国内外雷达目标微多普勒效应研究的发展和应用现状,并对未来的技术发展趋势做了进一步展望。     

粗糙地面上复杂目标的电磁散射特性

粗糙地面与复杂目标的耦合散射特性研究一直是雷达目标识别领域比较有应用价值的课题.针对粗糙地面与目标的复合电磁散射特性进行重构,包括复合模型的雷达截面积(radar cross section,RCS)特性以及合成孔径雷达(synthetic aper-ture radar,SAR)成像特性.首先,对复杂目标进行几何建模并对粗糙面进行数值建模,构建地面与目标的一体化几何模型.然后基于空间射线分集技术、射线追踪技术以及劈边结构识别算法分离出复合模型中散射中心,包括面结构和劈边结构对应的散射中心,基于属性散射中心模型正向的确定散射中心对应的各个参数,最终建立起粗糙地面上复杂目标的散射中心参数化模型.并通过对其重构的散射特性与实测结果进行对比,分析了地面与目标的耦合作用.研究对雷达目标识别领域具有很大的应用价值.     

基于电磁散射模型的宽带雷达海杂波特性分析

宽带雷达在抗干扰、目标识别与跟踪等方面具有独特优势。基于粗糙面电磁散射模型对宽带雷达海杂波特性进行了分析。首先利用PM谱函数建立二维海洋粗糙面,引入锥形入射波来克服粗糙面的边缘衍射;然后利用物理光学电磁散射模型,并结合子带合成法,得到宽带条件下散射单元的杂波幅度;最后对宽带雷达杂波回波信号进行建模与仿真,得到海面环境杂波的频谱特性和一维距离像,进而分析了雷达工作带宽、入射擦地角和海面风速对海杂波特性的影响。仿真结果表明:雷达工作带宽增加,入射擦地角减小,海杂波回波幅值均有明显下降,而海面风速对海杂波幅值影响不太明显。     

智能化武器系统发展的关键技术--雷达自动目标识别技术

雷达目标识别作为智能化武器发展的关键技术,在未来信息化条件下一体化联合作战中发挥着极为重要的作用。简要回顾了雷达目标识别技术的发展,重点介绍了在雷达目标识别方面取得的技术进展和主要成果,并概括了该领域的发展趋势。     

AWE技术在三维介质目标宽带电磁散射特性中的应用

本文主要研究应用渐近波形估计(AWE)技术分析三维介质目标的电磁散射特性,首先应用AWE技术在介质目标中心频点求解一次积分方程,通过求解可得中心频点的电流系数;给定频段内未知电流系数则是利用外推得到,进而求得介质目标的宽频带电磁特性.文章对典型的三维介质目标:介质圆柱、介质立方体的雷达散射截面进行了计算.从计算结果上看,渐近波形估计技术和矩量法吻合得较好,但AWE技术的效率远远高于矩量法,证明了渐近波形估计技术是分析三维介质目标电磁散射特性的有效方法.文章研究的创新之处在于从计算结果、计算频率点数、CPU时间等方面证实了AWE技术的优势.     

基于机器学习算法的合成孔径雷达图像的目标识别

合成孔径雷达有着观测范围广和分辨率高的特点,可以全天候工作,并能有效地识别伪装和穿透掩盖物,但也存在雷达图像数据量大且目标电磁散射特征复杂等特点,为目标的识别引入了噪声和干扰,因此发展快速和智能化的SAR图像目标识别技术得到越来越多的关注.本文针对美国空军研究实验室SAR图像中的8个目标物引入3种机器学习算法和一些数据处理方法构建了相关的识别模型,并对其识别能力进行对比分析,结果显示这3种机器学习算法通过优化算法都可以获得较高的识别准确率(> 80%),尤其是KNN算法的测试集准确率都可以高达97%.本文研究结果可为SAR目标识别的人工智能化技术提供一些方法上的参考和指导.     

基于密度峰值聚类的宽角域散射中心聚类

宽角域合成孔径雷达（Wide-Angle Synthetic Aperture Radar, WA-SAR）有着更广泛的角度覆盖范围,基于此得到的宽角域散射中心（Wide-Angle Scattering Centers, WA-SCs）包含了目标物体更加丰富的电磁散射特征,这对雷达的目标建模、目标识别等有着重要的意义。为了克服WA-SCs数据维度高、所含信息复杂的特点,并从中提取出所需的目标物体特征,本文采取密度峰值聚类（Density Peak Clustering, DPC）算法研究WA-SCs。基于SLICY模型数据,从聚类内部评价指标、聚类可视化和算法自动化程度三个方面,将本文算法与经典的KMeans、DBSCAN和MeanShift算法进行了对比实验。结果表明,DPC算法具有自动化程度高、高维数据适应性强、聚类精度高等优点,有望为后续的一系列基于WA-SCs的目标建模、目标识别等工作提供技术支撑。     

雷达目标微动特性研究

 雷达目标微动特性是当前目标探测与识别领域的新兴研究方向和热点课题,随着近10年的发展积累了一些研究成果。本文重点综述了微动目标雷达回波调制效应、微动特征提取、微动目标雷达成像、微动特性测量及雷达波形设计等方面的研究成果,部分成果已应用于空间/空中目标探测与识别等领域。本文的研究成果及结论为进一步推动国内微动特性研究提供参考和基础。     

HRRP自动目标识别方法综述

雷达高分辨距离像自动目标识别是近年来雷达目标识别广受关注的一个研究领域. 基于国内外HRRP自动目标识别方法的研究现状,指出目前研究工作中亟待解决的两个问题:非合作目标的识别与分类超平面的获取;针对待解决问题提出目前研究工作中的3个重点:信噪比失配问题的研究,少量不完备样本的研究以及分类超平面获取方法的研究;对每个研究重点的研究思路进行详细划分,包括移除噪声成分、特征提取以及支持向量等,并归纳每种思路的研究现状;最后,对3个重点的研究现状进行总结评述并指出未来的发展方向.      

基于卷积神经网络的低分辨雷达目标一步识别技术

现有低分辨雷达目标识别通常采用先特征提取、再进行目标分类的两步识别算法,存在识别率难以提高和方法泛化性不足的问题,因此提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的低分辨雷达目标一步识别算法。该算法直接将采样数据作为输入,利用设计的一维CNN,通过卷积池化等操作自动获取数据深层本质特征,无需特征提取,实现对目标的一步识别。仿真实验结果表明:基于CNN的低分辨雷达目标一步识别方法的识别率较传统基于提取特征的两步识别方法提高了10.31%,识别时间较传统两步识别方法减少了0.142 s,充分证明了一步识别方法的有效性,为低分辨雷达目标识别问题提供了新的解决途径。     

基于局部双谱的高分辨距离像雷达目标识别

针对飞机目标的分类问题 ,介绍了一种基于局部双谱的高分辨雷达目标距离像识别方法 ,利用 Fisher类别可分性鉴别测度在距离像的双谱平面选择用于分类的局部双谱。将局部双谱方法与现有的几种基于双谱的方法进行比较 ,分析出局部双谱既利用了双谱的平移不变性 ,实现了一维匹配 ,又避免了在识别过程中计算整个双谱 ,减少了计算量 ,而且不需考虑极坐标双谱的插值与积分步长问题。利用三种缩比模型飞机的微波暗室转台数据对局部双谱的分类性能进行了测试 ,结果表明局部双谱是一种很有价值的平移不变特征 ,对于高分辨雷达目标距离像具有较高的识别率     

Gabor原子网络法在雷达目标高分辨距离像识别中的应用

针对飞机目标的分类问题 ,介绍了一种称为 Gabor原子网络的高分辨雷达目标距离像识别算法。 Gabor原子网络的输入层采用 Gabor原子变换作为预处理单元 ,完成对特征的提取。Gabor原子网络的隐层和输出层组成一个多层前馈网络 ,采用改进的反向传播算法对权值进行调整。文中同时给出了网络在训练过程中自动调整 Gabor原子节点的特征参数的算法。对 3种缩比模型飞机的微波暗室转台数据进行了分类 ,结果表明三维空间内的 Gabor原子网络方法比一维空间内的原始距离像或 Fourier幅度方法和二维空间内的 Gabor变换或小波变换方法更适合高分辨雷达目标距离像的识别     

用频率步进技术识别雷达目标的方法

利用频率步进脉冲技术提取一种坦克简化模型的距离回波形。然后针对该模型就识别特征的提取，模式识别库的建立和几种背景条件下的识别概率等问题进行了探讨。通过实验获得了几种简单目标模型的高距离回波形，说明了高距离分辨技术在目标识别领域的可行性。     

舰船目标识别技术研究进展

 舰船目标的有效识别和监控对维护海洋权益、保障海上航行安全至关重要。根据舰船目标信息的获取形式，从辐射噪声信号、雷达回波信号、卫星遥感图像、合成孔径雷达图像、红外图像、可见光图像几个舰船目标的主要信息获取来源出发，阐述了舰船目标识别技术的研究进展，总结分析了目前基于不同信号源的舰船目标识别方法普遍存在的具有高度任务相关性、计算成本高与运行时间长等问题。结合深度学习技术在语音识别、图像识别等领域的发展，建议将基于深度学习技术的典型目标识别方法Faster R-CNN及YOLO引入舰船目标识别领域，以研究鲁棒性更好、准确率更高、实时性更强的舰船目标识别方法。     

基于去冲激响应的UWB雷达目标识别

提出了基于去冲激响应的UWB雷达目标识别方法,在理论上对该识别方法进行了详细地推导,并给出了该方法中所用到的窄脉冲的选取准则;最后,通过计算机模拟,给出了两种飞机模型不同姿态下的近似冲激响应数学模型,在此基础上对这两种飞机模型进行了识别仿真。从仿真结果来看,此识别方法效果良好。     

基于流形的分类算法及其在毫米波雷达目标识别中的应用

针对毫米波高分辨率雷达一维距离像目标识别的多类分类问题．基于局部线性嵌入（Locally Linear Embedding,LLE）算法思想,考虑样本与其所在低维流形之间的关系,提出一种多类分类算法．该算法先确定样本所在低维流形的结构,然后通过比较未知样本与各类已知样本流形间的关系来分类．将其应用于毫米波高分辨率雷达一维距离像目标识别,实验结果表明,该算法能够有效地进行分类。性能优于其他常用多类分类算法．且对输入参数不敏感．     

一种基于模糊聚类的自动目标识别算法

研究利用低分辨率雷达视频回波信号实现可靠的自动目标识别问题 ,提出了一种基于模糊聚类的自动目标识别算法 .基于这种算法 ,对三类船目标进行实验 ,获得平均近 90 %的正确识别率 .理论和实验表明 ,采用这种算法可以设计出可靠的自动目标识别系统     

基于距离分类准则的雷达目标识别方法

雷达目标信号是非平稳信号，对于这样的非平稳信号，用于分类的特征往往包含在局部的时一频信息中，用一般的变换提取有效的特征比较困难。利用小波包基的性质，提出了一种雷达目标识别方法。首先，对雷达回波信号进行小波分解，利用距离准则，选择最优小波包基，从被识别的信号中提取具有最大可分性的特征，得到目标识别的特征向量，由此进行目标识别。仿真实验结果表明，该方法具有高的识别率。