基于散射中心特征提取的雷达目标识别方法.pdf

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1、基于散射中心特征提取的雷达目标识别方法王文峰孙德轶瞿建新(装甲兵技术学院吉林·长春130117)摘要研究高分辨一维距离像的物理特性，根据雷达目标散射中心的一般模型和特定条件下简化模型，利用RELAX方法从高分辨雷达回波中提取目标散射中心分布的位置信息和幅度信息，定义具有平移不变的中心矩特征和只保留散射中心幅度信息的幅度HRRP特征，并将其用于目标识别。通过三类飞机目标外场实测数据的识别实验结果显示，上述特征提取方法能够获得较好的目标识别率。关键词雷达目标识别特征提取散射中心一维距离像中图分类号：TN95文献标识码：A0引言于该算法提取模型参数具有精度高、数值可靠、对散射中

2、心选随着宽带雷达技术的发展，宽带高分辨雷达信号的带宽择具有鲁棒性等优点，而常被用于由多个散射中心组成的雷一般为几百兆赫兹，分辨单元往往是飞机线尺寸的数十分之达目标作特征提取。一甚至数百分之一，相应的距离分辨率为亚米级。飞机一类1RELAX算法提取一维散射中心参数目标己不再是点目标，目标在距离上呈现出多个散射中心，其考虑到接收回波的噪声，则带噪声的雷达目标简单散射回波是与目标散射中心分布有关的高分辨一维距离像。高分点模型为辨一维距离像是目标大量散射中心子回波的矢量和在雷达径∑exp(j2rfkn)+e(n)，n=0，1，⋯，N一1(1)向上的一维投影，含有目标沿雷达径向上精

3、密的结构分布，这其中，K表示在特定的目标方位角时雷达照射到的散射种信息对目标识别来说非常重要。因此，提取高分辨一维距点个数；EtK是第K个散射点回波的复包络，是时间的函数，表离像的散射中心参数并将其用于自动目标识别已成为当前国示雷达目标强度信息；fK是第K个正弦波频率，表示距离向位内外雷达目标识别研究的一个热点。置信息；e(n)表示噪声过程。一般情况下，e(n)为白噪声。高分辨一维距离像具有很强的方位敏感性、平移敏感性Y=[y0，yl，⋯，yS—l】和幅度敏感性，而且目标的一维距离像维数较高，直接用来识∞(丘)=[1，exp(j2rfD，exp(j2(2nf~,))，⋯，

4、exp(j(N一1)2rcl~)]别很难获得较好的识别效果。因此，研究高分辨雷达目标特c0=[o(fi)，∞(￡)，⋯，∞()]征提取和选择的方法是十分必要的。对于高分辨一维距离像ct=[ct1，0【2，⋯，】T识别，在进行特征提取时既要考虑对原始距离像的降维，还要于是(1)式可以写成矩阵形式考虑前文所提到的距离像敏感性，同时还要考虑提取的特征F(2)=∞口+en⋯是否能够反映不同目标间的差异，是否有利于提高目标的识别率。而散射中心特征具有明确的物理意义，且可以对原始则通过最小化-+可以得到参数对C(fl，al，f2，a2，距离像大幅度降维，在识别运算量、系统存储空间及识

5、别性能lY-toaI⋯方面都有明显的优点。因此，基于散射中心特征提取方法的，l，，即研究越来越受到学者们的关注，发展了许多从高分辨雷达距{厂五七，)：瓤arg{，}IJ一∞臼I离像中提取目标散射中心的方法。然而其基本的方法分为两这个参数估计问题可以用最小二乘方法来求解，下面是种，即非参数化方法和参数化方法。本文主要采用参数化方这个参数估计具体实现方法。假定参数{fk，ak}。。已经估法来提取雷达目标的散射中心，并用于雷达目标识别中。计得到，则由简单散射点模型重构的信号为∑a。c0(f3，由(2)高分辨雷达工作在光学区，当雷达频率足够高时，雷达信式可知，残差信号为：号波长远

6、远小于目标的几何尺寸，此时，目标的电磁特征可以用许多散射中心回波的矢量和来表示，这些散射中心提供了：一圭q)(4)目标的特征信息，为雷达目标特性分析和目标识别提供了依或∞(fi)o(fi)a~=o()yk据。本文从简单散射中心模型理论出发，利用RELAX算法来其中()(I)()_N，所以a，(5)提取目标散射中心分布的位置信息和幅度信息，然后用得到经过计算化简得的散射中心的位置信息和幅度信息来构造中心矩特征向量和幅度HRRP特征向量，再利用线性辨识分析方法(LDA)找到：峨最优的分类子空间，从而实现对原始一维距离像降维和特征提取的目的，接着采用最近邻中心分类器对三种飞机目

7、标的嘴鹕l)=arg“l(。)一fl外场实测数据进行分类，可以得到较好的识别率。本文所采以上是Relax算法基本原理的简单描述，在数值计算上，用的RELAX算法是在CLEAN算法基础上发展起来的一种过程如下：读入一次距离像回波数据X，设定散射点个数K和求解简单散射中心模型参数的非线性最小二乘松弛算法。由控制收敛条件，一般为(3)式中的均方误差在相邻两次更新中138一科教导刊r电子版·2014年第9期r上一的变化小于给定的阀值。本节利用RELAX算法提取的参数是由雷达回波数据得步骤1：到的散射中心沿距离向分布的位置和强度信息，可