基于雷达回波的特征提取算法研究

特征提取是目标自动识别的关键。本文给出了改进的回波预处理算法、基于图像处理理论的目标特征提取算法以及基于统计和变换特征的目标回波特征提取算法。第一种算法能有效提高识别效率,后两种算法相互补充,在实际工程应用中有较强的适应性。     

单目标一维成像及特征提取方法性能分析

为后续目标识别作准备,针对采集并且存储之后的飞机目标雷达回波信号,完成后端雷达信号处理.首先,基于MATLAB提取波门内采样的回波信号并且实现目标的一维成像.然后,采用传统的傅里叶变换模值、双谱奇异值分解法对目标的一维距离像进行特征提取.为了获得较为稳定的目标特征,针对以上两种方法,主要从特征相似性的测量角度分析单一目标特征提取方法的性能优劣.最后通过实验,从相关系数概率密度分布情况得出双谱奇异值分解特征提取法性能较佳,所得到的目标特征较稳定.     

多重观测矢量模型下的微动目标特征提取

针对传统基于压缩感知(CS)理论的微动目标特征提取方法不适用于宽带雷达目标的情况,以线性调频信号体制雷达为例,通过分析微动目标回波的内在特性,构建了一种微动目标回波的多重观测矢量(MMV)模型。结合频率估计算法与正交匹配追踪(OMP)算法进行MMV模型的稀疏表达求解,从而获得微动目标的特征参数。仿真结果表明,与传统基于单重观测矢量(SMV)模型的微动特征提取方法相比,噪声环境下采用MMV模型进行微动特征提取具有更强的鲁棒性。     

基于一维距离像的飞机目标识别

针对基于多散射中心模型回波的一维距离像(High Resolution Range Profile, HRRP)难以真实反映复杂目标散射特性的问题,研究了基于电磁散射模型回波的生成方法和HRRP 宽带特征提取方法。首先应用等效电磁流法(Method of Equivalent Currents, MEC)棱边修正的物理光学(Physical Optics, PO)算法解算飞机目标动静态电磁散射特性;其次基于目标散射场数据,生成目标回波、仿真HRRP 序列,提取目标宽带特征信息;最后求解了目标在设定航迹下的平均识别率,量化分析了信噪比对目标识别率的影响。理论分析与仿真结果表明:当信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)大于5 dB 时,基于电磁散射建模的平均识别率相对基于传统的多散射中心模型提升了20%。     

非相参雷达目标回波的特征提取方法研究

在着重研究非相参雷达视频回波的基础上，对目标视频回波数据作预处理，借鉴波形特征树的波形特征描述方法，研究了一种基于非相参雷达目标回波的特征提取算法，并用大量的真实雷达目标数据对这种方法进行检验，实验结果表明，这种方法能有效描述目标特性。     

一种基于一维小波包分解的信号特征提取方法

本文主要针对主动声纳的水中目标回波信号,使用一维二进离散小波包分解技术进行信号的特征提取,研究了信号特征的提取方法和分解节点与实际频带对应列表的计算方法,并通过不同的仿真实验对特征提取算法进行了验证和分析,旨在为基于信号处理提取水中目标回波信号的特征提供一种新的方法和思路。     

微动目标雷达特征提取、成像与识别研究进展

微动目标的雷达特征提取、成像与识别技术是雷达目标精确识别领域极具发展潜力的研究方向之一。该文首先简要阐述了微动的相关概念,然后综述了近年来微动目标回波建模、微动特征提取、微动目标成像以及基于微动特征的雷达目标分类与识别等方面的研究现状,并介绍了几种典型前沿应用,最后对微动目标雷达特征提取、成像与识别的研究发展趋势进行了展望。      

一种基于非相参雷达目标回波的特征提取算法

在着重研究了非相参雷达视频回波的基础上，提出了一种基于线性预测系数及离散Ｋ－Ｌ正交变换的雷达目标回波的特征提取算法。采用实地录取到的大量雷达目标数据对这种算法进行检验，实验结果表明，这种方法具有较高的识别率。     

高分辨雷达目标回波信号模拟与分析

对高频区复杂目标的散射特性进行分析,建立了基于多散射中心的高分辨雷达目标回波模型,在此基础上对线性调频信号进行模拟,生成目标的回波数据,同时给出了脉冲体制雷达数据采集和存储方法的模型。为验证回波模型的有效性,对仿真的回波数据分别进行脉冲压缩和多普勒处理,处理结果正确反映出目标特征,表明模型可行有效。研究结果可为目标特征提取、目标识别提供技术基础。     

一种基于波形匹配的目标检测和识别方法

基于对目标回波信号的波形匹配，提出了一种新的目标检测和识别的方法，该方法不需要进行特征提取，而是直接利用目标回波进行匹配处理来同时检测和识别目标，这种方法也可用于隐身目标的检测和识别，通过不同条件下的仿真试验可以看出这种方法能有效地检测和识别目标。     

基于高斯短时分数阶Fourier变换 的海面微动目标检测方法

海上目标随海面颠簸导致姿态变化,引起回波功率调制效应,导致回波多普勒体现时变和非平稳特性.为此,本文将微多普勒理论应用于海杂波中弱目标检测,提出一种基于高斯短时分数阶Fourier变换(GSTFRFT)的海面微动目标检测方法.首先,建立海面目标的平动和三维转动回波模型;然后,基于海尖峰判别方法对回波信号进行数据筛选,改善信杂比,并采用GSTFRFT对微动信号进行增强处理,利用海面目标与海杂波的微动特征差异设计恒虚警检测方法;最后,通过GSTFRFT域滤波,提取信号的微动特征并得到瞬时频率.实测雷达数据仿真结果验证了算法的有效性,具有在强海杂波中检测微弱目标的能力.     

基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法

根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用宽带单个脉冲对运动目标测速和测距的方法。该方法首先对回波信号进行STRETCH处理,然后对处理后的回波进行快速解线性调频,并用ESPRIT方法取代传统的FFT方法,从而大大提高了参数估计精度,实现了采用宽带单个脉冲对运动目标的同时测距与测速。仿真试验表明该方法具有良好的测量精度。     

强海水混响背景下水中兵器攻击目标检测研究

水中兵器在对舰船目标攻击过程中受到海水混响杂波的影响,导致目标检测性能下降。传统方法采用时频分析方法进行目标检测,在信混比较低的情况下受到的干扰较强,导致虚警概率较高。提出一种舰船目标回波盲源分离的强海水混响背景下的水中兵器攻击目标检测算法。首先构建强海水混响干扰下的舰船目标回波模型,对舰船目标回波模型进行自相关匹配滤波,提取回波信号的高阶谱特征,实现目标信号的盲源分离,达到目标检测的目的。仿真结果表明,采用该算法进行目标检测,准确检测概率较高,降低了虚警概率,提高了水中兵器对目标的准确打击能力。     

机载平台动态杂波背景下多脉冲激光距离扩展目标回波滤波算法研究

现代飞机装备机载光电探测系统,采用红外热像仪搜索空域飞机目标的方位,利用脉冲激光测距机测量目标的径向距离。机载脉冲激光目标检测是一个动态过程,当光斑在目标上移动或大气湍流折射导致回波光束偏离接收天线时,目标时有时无,导致无法稳定跟踪目标。仅利用目标回波脉冲的幅度信息进行检测,限制了激光目标的有效作用距离。在机载平台的动态杂波背景下,将脉冲激光目标视为距离扩展目标,回波信号看作目标波形像,结合时间宽度上的波形特征开展检测,可较好解决动态目标检测问题。鉴于此,文中提出了一种基于小波变换的多脉冲激光距离扩展目标回波滤波算法。实验结果表明,所提算法能够较好地保持波形特征。     

DOPPLER PARAMETER EXTRACTION OF MOVING TARGETS IN SAR IMAGING BY WAVELET TRANSFORM

In this paper, the shortages of Wigner-Ville Distribution(WVD) double-linearity in extracting the Doppler parameters of moving-targets are discussed, especially in multi-point moving-target imaging processing based on the spectrum characteristics of moving-target echo signals in Synthetic Aperture Radar (SAR) imaging processing and the properties of WVD. Combined with the characteristics of Continuous Wavelet Transform (CWT), the responsibility and advantages of CWT in multi-point moving-target Doppler parameter extraction are analyzed. Finally a kind of multi-point moving-target Doppler parameter extracting algorithm based on CWT are developed, and the computer stimulating results demonstrate the correctness of the algorithm.     

SOJ与虚假目标复合干扰下目标跟踪技术

在远距离支援干扰下,由于目标检测概率降低,雷达容易出现检测不到目标真实回波的现象,如果此时再施放虚假目标干扰,由于虚假目标回波比目标回波幅度强,雷达更容易误将虚假目标干扰回波当成真实目标的回波。针对上述特点,提出了采用卡方检验,SNR检验鉴别虚假目标,采用集中式雷达网数据处理方法对目标进行跟踪。仿真实验表明,此种方法降低了虚假目标的误鉴别概率,同时也可以较好地实现了干扰下目标的跟踪,具有一定的实际工程意义。     

基于自适应波束形成的鱼雷对潜目标识别技术

通过鱼雷对潜目标准确识别,实现对目标的精确打击。当前的目标识别算法采用时频特征提取算法,随着海洋背景噪声强度的增大,准确识别概率不高。提出一种采用亮点回波信号自适应波束形成的鱼雷对潜目标识别算法,首先进行了鱼雷对潜攻击声探测亮点回波模型构建,采用级联滤波器进行回波信号降噪处理,对滤波后的输出信号进行自适应波束形成处理,实现信号的特征提取和指向性聚焦,提高目标亮点回波信号的检测性能,实现目标准确识别。仿真结果表明,采用该算法进行鱼雷对潜目标检测识别,准确检测概率高于传统算法,在低信混比下仍具有较好的准确识别率,抗干扰性能较好。     

基于压缩感知的弹道导弹微多普勒提取方法

利用微多普勒识别弹道目标的关键是宽带雷达回波信号的微多普勒提取。宽带雷达回波信号的高速采样对硬件和算法提出了更高的要求。将压缩感知方法应用到宽带雷达回波信号的微多普勒提取中,并给出了弹道导弹目标的微多普勒计算公式和利用压缩感知重构弹道导弹微多普勒的方法。在低采样频率下利用压缩感知理论从回波信号中提取的微多普勒,与在高采样频率下利用Gabor变换提取的微多普勒是一致的,这表明利用压缩感知理论以低频率采样弹道导弹回波信号,提取微多普勒,降低工程实现难度的方法是可行的、有效的。     

基于离散小波变换的低分辨雷达空间目标识别算法

针对低分辨率雷达体制下的空间目标识别问题,提出了基于离散小波变换的低分辨雷达空间目标识别算法。该算法首先对于空间目标的雷达回波信号进行离散小波变换,然后在时间-尺度平面上提取十个有效的统计特征,最后基于模糊分类来识别六类空间目标。计算机仿真实验表明,即使在较低的输入信噪比下,该算法依然对六类目标取得了比较好的识别效果。