基于微多普勒特征的空间锥体目标识别

空间锥体目标在大气层外飞行过程中存在不同的微动,目标的微动为进动,诱饵的微动为摆动或自旋.根据真假目标的微动差异,提出了低分辨雷达的目标识别方法.在多散射中心信号模型下分析了真假目标的微多普勒特性,指出目标回波信号微多普勒谱与其进动参数密切相关,而诱饵回波信号微多普勒谱与其摆动＼自旋频率密切相关.应用低分辨雷达多次回波...     

基于瞬时频率估计的进动锥体目标微多普勒频率提取方法

该文针对进动锥体目标的微动特性提取,建立等效散射点模型下的微多普勒频率与目标运动参数关系。结合进动调制的微多普勒频率近似正弦变化规律的特点,提出基于瞬时频率估计和随机抽样一致性(RANSAC)的进动目标微多普勒频率提取方法。该方法将回波信号分为若干段,每一段的回波信号近似为若干线性调频(LFM)信号分量之和,通过调频Relax算法估计各信号分量的瞬时频率,并通过随机抽样一致性算法估计散射点的微多普勒曲线。基于仿真数据和电磁计算数据的实验验证了该方法的有效性及稳健性。     

基于参数化时频分析的进动锥裙目标瞬时微多普勒频率提取方法

微动目标散射点的微多普勒对目标运动、结构参数的估计具有重要意义。该文针对表面光滑的锥裙目标,首先依据进动锥裙目标的等效散射点模型,推导出散射点的理论微多普勒曲线表达式。结合进动调制的锥裙目标微多普勒曲线为多阶正弦级数叠加的先验信息,提出一种基于参数化时频分析的进动锥裙目标微多普勒曲线提取方法。针对多分量信号组成的锥裙目标回波,该方法利用相干信号单距离多普勒干涉(CSRDI)方法估计锥旋频率,进而利用参数化时频分析估计散射点的微多普勒曲线,之后利用带阻滤波器分离估计得到的散射点回波信号。基于电磁仿真数据验证了所提方法的有效性。     

基于时间-距离像的弹道目标进动特征提取新方法

进动是弹道目标最常见的微动形式,进动特征的差异为雷达识别真实弹头和诱饵提供了一种新的途径。针对弹道目标的进动特性,推导了弹道目标上任意一散射点的进动径向距离变化数学模型。通过分析散射点一维距离像随时间变化的规律,提出了一种基于时间-距离像的弹道目标进动特征提取新方法。该方法首先从弹道目标时间-距离像信号中准确提取出所有强散射点径向距离变化的线性和信号,进而通过分析这一信号的频谱特性,估计出了弹道目标的自旋、锥旋频率及进动角。计算机仿真结果表明:该方法具有很高的估计精度和良好的抗噪性。      

基于特征谱的空间锥体目标识别方法

弹头与诱饵在中段飞行过程中存在不同的微动。弹头的微动为进动,诱饵的微动为自旋或摆动。根据弹头与诱饵在飞行过程中微动差异,提出了应用特征谱作为识别特征的分类方法。首先分析了进动、摆动及自旋目标回波信号的微多普勒特性。分析结果表明进动、摆动与自旋目标的微多普勒谱均可以近似为线谱,但是存在明显差异。因此提出应用谐波和的数学模型提取特征谱作为分类特征。最后给出特征谱提取方法及特征的降维方法。仿真结果表明,该方法能够有效地识别目标。     

基于一维距离像序列的进动目标参数估计

高分辨一维距离像为识别弹道目标的重要方式,但单幅距离像并不能得到目标真实尺寸,也不能得到目标的进动参数。利用弹道目标的一维距离像尺寸序列的信号模型,提出一种估计弹道目标真实尺寸、进动周期和进动角的新方法。该方法先对尺寸序列采用四参数模型进行曲线拟合,估计出包括进动周期在内的信号参数,得到包括目标真实尺寸、进动角和目标姿态角三个未知数在内的二个方程;再利用弹道目标零攻角的再入特性,得到目标姿态角,从而解出目标真实尺寸和进动角。仿真结果表明该方法的有效性。     

基于窄带微多普勒调制的锥体目标参数估计

当雷达对锥体目标发射窄带信号时,进动调制会使回波中包含的散射中心瞬时频率发生周期性变化,这种变化可以反映出目标几何尺寸与结构特性,针对此该文提出一种基于窄带微多普勒调制的空间锥体目标参数估计方法。首先对目标散射特性进行分析,推导进动引起的目标散射中心瞬时频率变化公式;然后利用时变自回归模型估计散射中心瞬时频率,并对估计结果进行重新关联以消除其中出现的关联错误;最后根据锥顶和锥底散射中心瞬时频率变化性质,结合目标弹道估计得到目标几何尺寸参数及微动参数。基于电磁计算数据的实验结果验证了该文所提方法的有效性和精确性。     

基于三维重构的空间目标进动参数估计方法

空间目标进动参数的估计在目标姿态确定、再入后落点预测和目标识别等方面具有重要意义.针对存在稳定散射中心的进动空间目标,提出了一种基于宽带雷达观测的进动参数估计方法.该方法的优点是无需利用目标形状信息,只利用3个以上非共面散射中心的一维距离历程就可以对空间目标进动参数进行估计.推导了进动目标的运动学模型,利用多散射中心径向距离历程的关联结果获得了目标的三维运动和三维成像结果,基于三维运动的欧式重构采用序列二次规划优化和非线性最小二乘循环迭代的方法估计目标的进动参数.最后,利用电磁仿真数据验证了算法的有效性.     

弹道导弹目标回波信号建模与雷达特征分析

介绍了弹道导弹运动目标特征提取和雷达识别的研究概况,针对锥顶不动、进动角固定的匀速进动锥形弹头目标,对其典型运动进行建模,给出了回波的解析表达式,利用数值解的方法,对回波信号进行了频谱分析和时频分析,提取了频谱调制特征和微RCS特征,使用Wigner-Ville分布峰值检测法,提取了回波信号的微多普勒特征,给出了使用雷达微动特征识别弹道导弹弹头的途径.最后给出了回波信号时频分布、微多普勒、多普勒谱和微RCS的仿真结果,证明了理论分析的正确性.     

空间进动目标的宽带雷达特征信号研究

 本文将空间目标进动模型、宽带电磁散射计算模型以及线性调频(LFM)雷达回波信号模型相结合,提出了一种空间进动目标宽带雷达特征信号预测与高逼真度仿真的方法.利用进动目标的微波暗室测量数据,从雷达散射截面(RCS)和高分辨一维距离像时间序列两方面对模型的逼真度进行了验证,并在此基础上仿真了空间目标的动态宽带LFM雷达回波,分析了理想点散射体仿真进动目标特征信号的局限性和成对回波对雷达成像的影响.     

基于HRRP序列的空间进动目标参数估计方法

空间目标的微动特征可以用来识别空间目标并估计目标参数。在空间进动锥体目标参数估计过程中,针对缺少目标结构参数等先验信息以及部分参数存在耦合问题,本文提出一种基于高分辨距离测量以实现进动参数和形状参数估计的新方法。该方法首先利用弹头目标的径向长度序列的极值信息估计出进动参数和形状参数的耦合结果,然后再根据径向长度序列构造一个辅助函数来实现进动参数和形状参数解耦。最后利用电磁仿真数据实验验证了该方法的有效性和适应性。     

基于高分辨距离像序列的锥柱体目标进动和结构参数估计

 弹道目标特征参数估计是进行目标识别的基础。针对缺少先验参数信息时锥柱组合类弹头目标进动和结构参数联合估计难题,该文提出一种基于高分辨距离像序列实现锥柱体目标进动和结构参数联合估计新方法。以旋转对称锥柱体目标为研究对象,基于静态电磁散射数据,结合目标运动模型仿真生成了目标高分辨距离像序列,分析了4个观测区域内锥柱体目标的1维距离像特性。研究了常见雷达观测视角内锥柱体各散射中心的1维距离像序列变化规律,建立了序列中散射中心间的相对位置变化的极值与目标参数之间的关系式,据此完成了锥柱体目标进动和结构参数的联合估计。最后,仿真实验结果验证了文中方法的有效性和适应性。     

弹道中段进动目标高精度平动补偿方法

该文针对中段进动目标平动补偿问题,分析了中段目标平动及进动的运动特性,指出中段目标进动具有轴对称性,并利用这一特性提出一种基于对称共轭相乘的进动目标平动参数估计方法。该方法通过对称数据的共轭相乘处理消除微动的影响,仅保留平动参数信息,然后根据共轭相乘后数据傅里叶变换的峰值信息估计平动参数,并基于所估计平动参数实现了中段进动目标平动的高精度补偿。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

多视角距离像序列弹道目标的进动参数估计

进动参数是中段目标识别的重要特征来源,该文以锥形弹头为研究对象,分析了进动参数、目标结构参数对一维距离像上目标长度的影响,建立了高分辨雷达多视角观测模型。在此基础上,提出了一种基于多视角时间-距离像对进动特征及结构特征进行联合估计的算法,并对其CRB进行了推导。该算法利用多部高分辨雷达所观测的目标投影长度变化信息实现了无先验信息下进动参数与目标结构参数的高精度估计。仿真结果验证了所提算法的有效性。      

基于游标测距的微动参数估计

精确地估计微动参数有利于对微动目标进行分类识别。本文根据目标微动在全相参脉冲多普勒雷达体制下的回波特点,提出了一种基于游标测距(Range Vernier)的微动参数估计方法。首先建立微动目标雷达回波模型,主要是进动目标回波模型。以某一回波脉冲为参考,采用游标测距技术测量后续回波脉冲接收时刻目标的距离,该距离与时间的关系反映了目标的运动规律,最后通过正弦基分解(Sin FM Basis Decomposition)的方法从测量结果中估计出微动参数,包括振幅、角频率和初始相位。参数估计过程中峰值搜索的范围由经验知识和雷达测量信息确定。算法性能分析推导了雷达测速误差、测相位误差以及脉冲重复频率(PRF)和载频之间的约束关系,以保证游标测距正常进行。仿真结果验证了在现有雷达体制和测量精度条件下,游标测距可以正常应用,并且微动参数估计的精度非常高。      

利用HRRP序列估计弹道中段目标进动频率

弹道导弹中段的真、假诱饵受质量分布等因素的影响,其进动频率等特征存在较大差别。微动特性作为弹道导弹目标识别中的稳定特征,可以通过旋转目标的微多普勒信息进行提取,这也是当前弹道导弹目标识别的研究热点。本文以弹道中段的锥柱状弹头为研究对象,建立了该类目标的散射点模型和进动模型,通过分析一维距离像上散射中心位置变化特点,提出基于散射点时频分布图估计进动频率的算法。该算法首先应用短时傅里叶变换得到强散射中心单元的时频图,再利用自适应阈值法提取时频脊线,从而估计出目标进动频率。实验仿真了弹道回波数据,并利用该数据验证算法的有效性。实验结果证明了算法具有良好的抗噪性能。      

空间锥体目标进动周期估计

该文通过对空间锥体目标的弹道建模,根据进动锥体目标对雷达波的姿态角计算公式,推导了目标回波RCS随姿态角余弦的计算公式。通过分析姿态角余弦的频谱特性和RCS随姿态角余弦的频率传输特性,给出RCS序列的频谱特性,并以此为特征,提出一种RCS序列进动周期估计的新方法。仿真结果验证了方法的有效性。     

基于单站一维距离像序列的进动锥柱体目标特征提取

惯量比是中段弹道目标识别的重要特征,要求得惯量比需要得到目标的进动参数。锥柱体目标的进动参数估计需要其结构参数方面的某些先验信息。本文在分析锥柱体目标进动特性的基础上,提出了“伪惯量比”特征量,该特征量不需要目标结构参数的先验信息,并给出了通过一维距离像序列提取“伪惯量比”的方法,降低了目标特征提取的复杂度。仿真结果验证了“伪惯量比”和其提取方法的有效性。