小波变换在毫米波雷达目标识别中的应用new

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1、维普资讯http://www.cqvip.com一弓第17卷第4期红外与毫米波学报Vo1．17．No．41998年8月J．InfraredMdlim．WavesAugust，1998一小波变换在毫米波雷达目标识别中的应用陈明奇(北京邮电大学信息安垒中心，北京，100876)娄国伟李兴国TVf~7，(南京理工大学毫米波光波近感技术研究所江⋯苏，南一京，210094)。摘要将小玻分析引^了毫米波雷达日标识别中，提出了基于小玻分析的能量特征失量法．谪方法结合小玻分析和毫米波信号的特点，克服了传统方法的局限，提高了毫米波雷达的日标识别性能，获得了仿真试验良好的识别结果，并具有

2、筒便高教的优点．关键词小渡变换，毫米波雷达，日标识别————、——————7——二固瓤引言提高毫米波雷达的目标识别性能是提高精确制导武器系统战斗力的关键之一．传统的毫米波目标识别技术往往是基于付氏分析的，其缺点是只能获得整个信号的频谱，难以获得信号的局部频谱．但实际上，在许多情况下，我们往往更关心信号的局部特征．虽然加窗付氏变换可在一定程度上弥补这一不足，但对于毫米波雷达回波信号这样的突变信号和非平稳信号仍难以获得较理想的结果．近年来，小渡分析(WaveletAnalysis)理论已经引起了众多领域专家的关注．目前，小波分析在信号与图像分析，地震信号处理，计算机视觉与

3、编码，语音合成与分析及信号的奇异性检测与谱估计等方面都取得了很多成果]．对于毫米波目标识别的应用，小波分析则不仅保持了传统付氏分析的直观简便的优点，同时，也弥补了付氏分析的不足．小波分析在时域频域都具有良好的局部(Localization)性质，适于分析突变信号及非平稳信号，它具有可变的分辨率，还可对信号进行整体至局部的分析，这正是我们所期望的性质．因为毫米渡雷达的目标回波具有突变信号及大量平稳信号的特征．基于上述对小波分析与毫米波雷达信号关系的认识，我们提出了基于小波变换的毫米波雷达目标识别，得到了满意的结果，并与时域波形编码技术，目标中心识别技术及最佳辨识矢量算法

4、等目标特征提取方法进行了比较．本文介绍了小波变换及其实现算法，从理论上分析探讨了基于小波分析的毫米波雷达目标识别的优势．为了克服传统目标识别方法的局限，结合考虑了小波分析和毫米波信号的特点，提出了基于小波分析的能量特征矢量法，并给出了分析实例及结果．·国防科技预研基金(编号：95J5，1，置BQ02O$)资助项目稿件收刭日期1997—10-22，謦改穑收到日期1998—04—20维普资讯http://www.cqvip.com4期陈明奇等；小坡变换在毫米坡雷达目标识别中的应用3091小波变换及其实现1．1小波变换与付氏分析类似，根据信号域与变换域的不同，小波变换可分为

5、连续小波变换(CWT)，小波级数变换(WST)与离散小波变换(DwT)[z_．CWT在理论上有重要地位，其定义为：CWT(口，)fz(￡)(})出，(1)JR式(1)中(￡)∈(R)，(t)一f口r()，*为取共轭运算，口∈R一{0}为尺度因子，6∈R为时移因子，(t)为母小波函数．rC十ll)l／<。。，(2)式(2)中，(∞)为(￡)的付氏变换．我们称式(2)为允许条件(Admissiblecondition)．母小渡函数在满足该条件时才有理想恢复式成立．即存在逆连续小波变换(ICWT)：rrz(￡)=lICWT~(a，6)0)／adadb．(3)．由于信号的CW

6、T是高度冗余的，所以。我们能以一定方式对(a’b)平面进行采样，从而得到wsT和DWT．但WST是计算CWT的采样系数，这涉及到模拟信号的积分运算，不便于在计算机上实现，而DWT的输入输出都是离散的，并且可采用Mallat算法，易于在计．．算机上实现，因此，DWT在实际中得到广泛的应用．。1．2小波变换的实现S．Mallat口提出的多分辨分析实质是小波变换在信号处理中一种具体实现方法．由文献[33定义的一组多分辨分析空问：⋯CV2CVtCVoCV一。CV一：[．．．存在函数()∈v。，使集合={％．(￡)l∈z}构成V的标准正交基，式中％(t)一2一t一2～)，我们称

7、t)为尺度函数．由t)可导出函数(￡)，对于给定的m∈Z，可以证明集合=(，(t)ln∈z}构成的正交补空间Ⅳ的标准正交基，其中：(t)一2一“-n2一)，即qt(t)为小波函数．从实际实现的角度看，实现多分辨分析的分解和综合算法的关键在于实现由t)决定的低通滤波器H(oD及由(t)决定的高通滤波器G()．通常采用的Mallat分解和综合算法如图1所示．，为信号序列，()在空间V上的逼近信号，D，则表示由Ajf再投影到⋯，时所损失的细节信号．(图1中的2+为从相邻的两个样本中取一个样本；2十为在相邻的两个样本中插入一个零值样本．)1．3毫米波雷达目标