基于微多普勒特征的空中目標(biāo)識別技術(shù)研究.pdf

1、摘要摘要在雷達(dá)空中目標(biāo)運(yùn)動過程中，一般稱雷達(dá)空目標(biāo)處質(zhì)心以外的轉(zhuǎn)動、振動或者其他的高階運(yùn)動稱作為微動。比如螺旋槳、噴氣引擎的渦輪葉片、直升機(jī)旋翼或尾翼，其反射雷達(dá)信號時隨時間的變化情況都較有規(guī)律。微動目標(biāo)的電磁散射中包含了很多的微動多普勒信息。不同的空中目標(biāo)，其微多普勒特征也不同，利用微多普勒特征可以實現(xiàn)對目標(biāo)的分類。本文在當(dāng)前國內(nèi)外最新雷達(dá)目標(biāo)識別和統(tǒng)計理論的基礎(chǔ)上，針對空中目標(biāo)旋轉(zhuǎn)部件的本身的物理結(jié)構(gòu)，研究空中目標(biāo)旋轉(zhuǎn)部件對雷達(dá)回波

2、的調(diào)制現(xiàn)象，提出了可用于分類的調(diào)制特征，并進(jìn)行建模、仿真，通過采集大量的雷達(dá)真實回波數(shù)據(jù)對模型以及微多普勒效應(yīng)進(jìn)行驗證。本文的重點(diǎn)在于模擬空中目標(biāo)旋轉(zhuǎn)部件對雷達(dá)回波的調(diào)制作用，分析調(diào)制譜的特點(diǎn)以及獲得穩(wěn)健微多普勒特征所需要的雷達(dá)參數(shù)。尤其是分析所需要的雷達(dá)參數(shù)這一點(diǎn)對于實際工程中應(yīng)用微多普勒特征進(jìn)行目標(biāo)識別分類具有非常重要的作用。本文的主要工作內(nèi)容如下：一是從目標(biāo)本身的物理結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，詳細(xì)分析了不同目標(biāo)的物理結(jié)構(gòu)特征；二是對不同的目標(biāo)

3、進(jìn)行建模仿真分析，并代入實際的目標(biāo)結(jié)構(gòu)參數(shù)、雷達(dá)參數(shù)為條件，得出不同空中目標(biāo)旋轉(zhuǎn)部件的時、頻域的調(diào)制特征，并采集大量實際回波數(shù)據(jù)，驗證空中目標(biāo)模型的正確性，找出一組穩(wěn)健的區(qū)分度好的微多普勒特征；三是提出結(jié)合周期特征、相移散射角以及幅度偏差系數(shù)的特征，利用最近鄰的分類方法實現(xiàn)對空中目標(biāo)進(jìn)行分類的方法，并分析分類效果；四是分析獲得穩(wěn)健有效的分類特征所需要的雷達(dá)參數(shù)條件。關(guān)鍵詞：目標(biāo)識別，旋轉(zhuǎn)部件，物理結(jié)構(gòu)特征，調(diào)制特征，特征分析，最近鄰，雷

4、達(dá)參數(shù)I目錄目錄mmiABSTRACTIIm~M艦l1.1課題背景及意義11.2基于微多普勒識別的現(xiàn)狀31.3論文主要內(nèi)容4第二章空中目標(biāo)旋轉(zhuǎn)部件的物理特性研究72.1観72.2直升飛機(jī)旋轉(zhuǎn)部件物理特性的研究72.2.1直升飛機(jī)主翼的物理特性82.2.1.1直升飛機(jī)主翼雙數(shù)槳情況92.2.1.2直升飛機(jī)主翼單數(shù)槳情況102.2.2直升飛機(jī)尾翼物理特性112.3渦噴引擎旋轉(zhuǎn)部件的物理特性132.3.1渦噴引擎壓氣級首級轉(zhuǎn)142.3.2渦噴

5、引擎后續(xù)各級轉(zhuǎn)子162.4本章小結(jié)18第三章雷達(dá)回波調(diào)制模型的建立和實際數(shù)據(jù)驗證203.1概述203.2飛機(jī)目標(biāo)局部散射機(jī)理與局部散射RCS模型203.3旋轉(zhuǎn)部件回波理論參數(shù)模型的推導(dǎo)223.4旋轉(zhuǎn)部件微多普勒特征的仿真分析253.4.1在44毫秒脈沖駐留時間下改變脈沖重復(fù)頻率273.4.1.1仿真分析273.4.1.2仿真分析結(jié)果293.4.2在11毫秒脈沖駐留時間下改變脈沖重復(fù)頻率293.4.2.1仿真分析303.3.2.2仿真分析