窄帶雷達(dá)中段目標(biāo)識別技術(shù)研究.pdf

1、深入挖掘窄帶雷達(dá)潛力，研究基于窄帶信息的彈道中段目標(biāo)識別和特征提取技術(shù)對于彈道中段攻防對抗具有重要意義。本文以彈道導(dǎo)彈防御為背景，針對彈道中段目標(biāo)識別難題，重點研究了基于軌道特征的有源假目標(biāo)識別技術(shù)、基于窄帶RCS（Radar Cross Section，RCS）序列的進(jìn)動目標(biāo)周期特征提取技術(shù)和基于時頻變換域的進(jìn)動目標(biāo)成像技術(shù)。
　　第一章闡述了課題研究背景及意義，簡要介紹了彈道導(dǎo)彈攻防對抗的現(xiàn)狀，對基于窄帶雷達(dá)信息的彈道中段目標(biāo)

2、識別和特征提取相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié)和分析，最后介紹了本文的主要研究工作。
　　第二章為彈道目標(biāo)跟蹤基礎(chǔ)理論研究。首先介紹了跟蹤濾波的基本原理，對基于動力學(xué)模型和基于運動學(xué)模型的彈道目標(biāo)跟蹤濾波的數(shù)學(xué)模型及關(guān)鍵要素進(jìn)行了分析和討論；然后從狀態(tài)方程的預(yù)測性能和濾波過程的線性化兩個方面，分別提出了基于運動學(xué)與動力學(xué)混合模型的彈道中段目標(biāo)跟蹤算法和基于變換觀測量的雷達(dá)垂直坐標(biāo)系下的彈道中段目標(biāo)跟蹤算法。所提方法兼具動力學(xué)和運動學(xué)兩種模型

3、的優(yōu)點，即既具有與動力學(xué)模型相近的性能，又具有運動學(xué)模型線性化的結(jié)構(gòu)。
　　第三章研究了基于彈道中段目標(biāo)軌道特征的有源假目標(biāo)識別技術(shù)。首先深入分析了彈道目標(biāo)和有源假目標(biāo)的動量矩、近拱點矢量和軌道根數(shù)等軌道特征量。在此基礎(chǔ)上，提出了基于軌道根數(shù)時不變特性的有源假目標(biāo)識別技術(shù)，給出了時不變判定準(zhǔn)則，基于軌道可逆性原理實現(xiàn)了初始觀測數(shù)據(jù)的精確估計。最后對三種典型布站情況進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果驗證了所提方法的有效性。
　　第四章研究了

4、基于窄帶RCS序列的彈道中段進(jìn)動目標(biāo)周期特征提取技術(shù)。首先利用電磁計算軟件計算得到典型中段目標(biāo)的RCS數(shù)據(jù)，通過樣條擬合生成其動態(tài)RCS序列；簡要介紹了傳統(tǒng)的RCS特征提取方法，指出了傳統(tǒng)方法在基于RCS序列提取進(jìn)動目標(biāo)周期特征時的局限性。然后從周期的定義和性質(zhì)出發(fā)，分別提出了基于分組數(shù)據(jù)相似性度量和基于分組數(shù)據(jù)非參數(shù)統(tǒng)計特征的周期估計方法，給出了周期判定準(zhǔn)則。仿真結(jié)果表明，所提方法能有效克服傳統(tǒng)方法的缺陷。
　　第五章研究了基于

5、時頻域的彈道中段進(jìn)動目標(biāo)窄帶成像技術(shù)。首先概述了傳統(tǒng)基于理想散射中心的進(jìn)動目標(biāo)窄帶回波建模方法、時頻分析技術(shù)和基于時頻變換域的窄帶成像方法，通過仿真分析指出了當(dāng)存在非理想散射現(xiàn)象時傳統(tǒng)成像方法的不足。然后建立了基于非理想散射中心的彈道中段進(jìn)動目標(biāo)窄帶回波模型，提出在時頻變換之前基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解對信號進(jìn)行分解，然后對各本征模態(tài)分別進(jìn)行時頻變換域成像的方法。最后通過暗室測量數(shù)據(jù)和暗室進(jìn)動實驗分別驗證了模型的正確性和所提成像方法的有效性。