彈道目標(biāo)微動(dòng)特征分析與提取技術(shù)研究.pdf

1、彈道目標(biāo)的特征提取與分類識(shí)別作為彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中必須解決的問題。本文以微動(dòng)目標(biāo)雷達(dá)識(shí)別應(yīng)用為背景，遵循目標(biāo)建?！走_(dá)特性分析—特征提取—分類識(shí)別的邏輯結(jié)構(gòu)，以單/多分量正弦調(diào)頻信號(hào)的參數(shù)估計(jì)為主線，研究微動(dòng)目標(biāo)的特征提取技術(shù)及參數(shù)估計(jì)等問題。本文的主要工作和研究成果包括：
　　1）建立了彈道目標(biāo)微動(dòng)模型和全極化散射模型。其一，基于微動(dòng)基本模型，給出了與目標(biāo)幾何結(jié)構(gòu)、微動(dòng)參數(shù)相關(guān)的回波微多普勒頻率的閉合表達(dá)

2、式，對(duì)基本微動(dòng)類型的微多普勒頻率給出了統(tǒng)一的表征，并分析了其時(shí)頻特性；其二，建立了全極化散射幾何模型，推導(dǎo)了雷達(dá)發(fā)射極化基與目標(biāo)極化基的變換關(guān)系。并利用姿態(tài)角和極化基角將兩個(gè)模型聯(lián)系起來。
　　2）提出了全姿態(tài)全極化雷達(dá)回波和極化欺騙式干擾信號(hào)的合成方法。兩種方法都能準(zhǔn)確模擬目標(biāo)的微動(dòng)特性、結(jié)構(gòu)特性、極化特性。其一，給出的回波合成流程能模擬特定的微動(dòng)目標(biāo)，能產(chǎn)生多種具有微動(dòng)特性的極化雷達(dá)波形；其二，改進(jìn)了基于固定圖像模板的傳統(tǒng)DI

3、S方法，提出的極化欺騙式干擾信號(hào)合成方法，能動(dòng)態(tài)產(chǎn)生假目標(biāo)的調(diào)制系數(shù)，逼真度高、實(shí)時(shí)性好。為特征提取和分類識(shí)別提供數(shù)據(jù)支撐。
　　3）提出了基于RCS特征來估計(jì)單分量正弦調(diào)頻信號(hào)參數(shù)的MLE方法。簡(jiǎn)述了彈道微動(dòng)目標(biāo)的RCS起伏特性，對(duì)比了常數(shù)和復(fù)高斯幅度下調(diào)頻參數(shù)的MLE，并推導(dǎo)了CRLB。同信噪比時(shí)，后者的估計(jì)性能高于前者，表明利用RCS特征估計(jì)調(diào)頻參數(shù)時(shí)需要考慮RCS的起伏；
　　4）給出了基于時(shí)頻重排-霍夫變換來估計(jì)多

4、分量正弦調(diào)頻信號(hào)參數(shù)。時(shí)頻重排算法既保留了雙線性時(shí)頻分析方法具有的交叉項(xiàng)抑制性能和良好的抗噪性能，又提升了其能量聚集性，能有效提高霍夫變換提取時(shí)頻曲線的精度；
　　5）提出了基于微多普勒時(shí)頻曲線的層次聚類方法來識(shí)別有源欺騙式目標(biāo)。基于組網(wǎng)雷達(dá)的空間分集特性，提取時(shí)頻曲線后利用聚類方法即可分類識(shí)別；
　　6）設(shè)計(jì)了彈道有源欺騙式微動(dòng)目標(biāo)的組網(wǎng)雷達(dá)識(shí)別系統(tǒng)。給出了有源欺騙式目標(biāo)雷達(dá)識(shí)別仿真系統(tǒng)，并進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，驗(yàn)證了全文所提出