低分辨雷达基于波形特征的飞机架次判别方法.pdf

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1、国防科技大学学报第25卷第4期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFdEFENSETEC~NOLOGYVol.25No.42003文章编号：1001-2486（2003）04-0038-04!低分辨雷达基于波形特征的飞机架次判别方法张汉华，王伟，姜卫东，陈曾平（国防科技大学ATR国家重点实验室，湖南长沙410073）摘要：通过分析低分辨雷达飞机目标回波波形，提取出低分辨雷达飞机目标架次可资分类的特征参数作为飞机目标架次判别的特征向量。最后，采用模糊极大极小神经网络作为分类器，在低分辨雷达目标识别样机系统对机群目标进行分类识别试验中，验证了所提取特征的有效性。关键词

2、：低分辨雷达；特征提取；目标识别中图分类号：TN957.52文献标识码：AClassificationoftheaircraftFormationforLowresolutionradarbasedonthewaveformFeatureZ~ANG~an-hua，WANGWei，JIANGWei-dong，C~ENZeng-ping（ATRLab，NationalUniv.ofdefenseTechnology，Changsha410073，China）abstract：AfteranalyZingtheechodataofaircraftsbasedonlow-resolution

3、radar，thispaperhasdefinedandobtainedsomefeaturesofaircraftsasaninputforclassificationbyFMMneuralnetworks.TheresultsprovethatthefeaturesareusefultoidentifythesiZeandnumbersoftheaircraftsformation.Keywords：lowresolutionradar；featureextraction；targetidentification低分辨雷达自动目标识别一直是雷达目标识别研究领域的难点。特别是对非相

4、参雷达，由于回波之间缺少相位信息，目前国内比较流行的基于ISAR思想的横向超分辨［1，2］和角度超分辨［3!5］方法均无法应用。低分辨雷达测量可以用于目标分类识别的信息主要来自雷达的视频回波［6!8］。1理想雷达飞机目标的架次判别在理想雷达情况下，雷达的径向距离分辨力只与发射信号频谱的模有关，而与相角无关［9］。设理想雷达发射一个持续时间为!的非调频矩形信号（其相关函数是以2!为底的三角形）。当出现两个径向速度相同、径向距离相差!的相同目标时，雷达输出信号的包络如图1所示。在理想雷达情况下认为：!"!（见图1（c）、（d）），可以分辨两个相同的信号（不管接收信号同相或反相，都能获得两

5、个最大值）；!［9］。#!（如图1（a）、（b）），无法分辨两个相同的信号在此，我们考虑!#!的情况。当接收信号同相，有一个最大值区域；当信号反相，可获得两个最大值区域。如果噪声可以忽略不计，若已知每个信号都是时间宽度为2!的三角形，在!#!的情况下，则可以通过证实回波信号长度大于2!，就可以推断出在信号开始点再加上!时刻有一目标，而在信号结束点减去!时刻有另一目标。在存在噪声的情况下，虽然不能如上精确估计出目标的峰值位置，但依据Bayes准则设定门限值，回波信号长度大于该门限值，判定存在两个以上的目标是可能的。另一方面，编队飞行的两架飞机既要相互靠近（间距小于低分辨雷达分辨率），又

6、要避免碰撞（保持飞行的安全距离）；再加上飞机的偏航、横滚等因素影响，回波信号径向距离差!是时变的。在!#!的情况下，!的变化可能使回波信号在多个回波中一会儿同相，一会儿反相（即多个回波中交替出现图1（a）和图1（b）的情况），在这种情况下，可以判定飞机的架次；大多数情况下，!的变化使回波信号在多个回波中的变化介于完全同相和完全反相之间，回波可能不会交替出现图1（a）和图1（b）的情况，但由于回波信号的幅度!收稿日期：2003-01-14基金项目：国家部委项目资助（4130304-01）作者简介：张汉华（1975—），女，博士生。张汉华，等：低分辨雷达基于波形特征的飞机架次判别方法39

7、（a）T同相信号（b）T反相信号（c）T同相信号（d）T反相信号（a）Tin-phase（b）TCuadrature-phase（c）Tin-phase（d）TCuadrature-phase图1当T和T以及两个目标的接收信号同相或反向时雷达输出信号的包络Fig.1Identifytwosametargetsunderidealcondition值将周期性地起伏［10］或抖动，目标的无线电波纹图［7］边缘将出现或深或浅的“疏齿”纹理，在这种情况下，“疏齿”