频率步进宽带雷达微动目标成像特征提取与分析
雷达目标识别特征 时域频域极化域
雷达目标识别特征时域频域极化域雷达目标识别是雷达技术应用的一个重要方向，其目的是通过分析和提取目标的特征信息，实现对目标的自动识别和分类。
在雷达目标识别中，时域、频域和极化域是常用的特征表示方式。
本文将从这三个方面介绍雷达目标识别的特征提取方法和应用。
一、时域特征时域特征是指雷达回波信号在时间上的变化规律。
时域特征包括回波信号的脉冲宽度、脉冲重复频率、脉冲重复间隔等。
这些特征能够反映目标的物理尺寸、运动状态等信息。
例如，目标的尺寸越大，回波信号的脉冲宽度就越宽；目标的速度越快，脉冲重复频率就越高。
通过分析时域特征，可以实现对目标的运动状态和形态的判断。
二、频域特征频域特征是指雷达回波信号在频率上的变化规律。
频域特征包括回波信号的频谱分布、频率偏移、频率调制等。
这些特征能够反映目标的散射特性、材料成分等信息。
例如，回波信号的频谱分布可以反映目标的散射截面积，不同目标具有不同的频谱分布特性。
通过分析频域特征，可以实现对目标的散射特性和材料成分的识别。
三、极化域特征极化域特征是指雷达回波信号的极化状态。
雷达回波信号可以分为水平极化和垂直极化两个方向。
目标的极化特性可以通过分析回波信号的极化矩阵来描述。
极化矩阵包括目标对水平极化和垂直极化的散射系数，可以用来表征目标对不同极化状态的响应差异。
通过分析极化域特征，可以实现对目标的极化特性和材料性质的判断。
时域、频域和极化域是雷达目标识别中常用的特征表示方式。
通过分析这些特征，可以提取出目标的运动状态、形态、散射特性、材料成分和极化特性等信息，实现对目标的自动识别和分类。
在实际应用中，可以根据目标的不同特征选择合适的特征提取方法，并结合机器学习算法进行目标识别。
雷达目标识别技术在军事、航空、交通等领域具有重要的应用价值，对提高雷达系统的性能和智能化水平有着重要意义。
雷达图像处理中的特征提取算法
雷达图像处理中的特征提取算法雷达是一种主要用于探测和跟踪目标的电子设备。
雷达探测信号传输距离远、速度快、精度高等优点，因此在现代化战争和民用领域得到广泛应用。
雷达系统要求对采集的信号进行实时处理和分析，以提取目标特征信息。
而特征提取算法是实现这一目标的重要手段之一。
在雷达图像处理中，特征提取算法主要有以下三类：基础特征提取、纹理特征提取和形态学特征提取。
基础特征提取基础特征提取是指从雷达信号中提取目标基本特征的算法，如目标大小、速度等。
其中，最常用的基础特征提取算法是峰值检测。
峰值检测算法利用雷达信号的强度信息，检测出信号中最强的峰值点。
这些峰值点对应着目标反射的最大能量，因此可以用来确定目标的距离和速度等基本特征。
纹理特征提取纹理特征提取是指从雷达图像中提取被测对象纹理信息的算法。
纹理是指物体表面在较小尺度下的结构和规律，通常表现为不规则的暗、亮斑点或其他复杂的形态。
利用不同的纹理特征提取算法，可以实现对不同类型目标的识别和分类。
最常用的纹理特征提取算法是灰度共生矩阵（GLCM）和小波变换。
GLCM算法是一种基于灰度值的局部纹理特征提取方法，通过计算图像像素灰度值之间的共生统计参数，得到目标的材质特征和空间分布特征。
小波变换算法通过将雷达信号分解成不同频率的小波成分，利用小波尺度变化的特性得到相应的纹理信息。
形态学特征提取形态学特征提取是指从雷达信号中提取目标形态信息的算法。
目标形态信息包括目标的大小、形状、边界和几何特性等。
形态学特征提取算法通常基于二值化或灰度图像，利用形态学运算和结构元素对目标形态信息进行分析。
最常用的形态学特征提取算法是边缘检测和区域生长。
边缘检测算法通过检测目标与背景之间的亮度差异或梯度信息，提取目标轮廓和边缘信息。
区域生长算法则通过对像素相似度进行比较、合并相邻像素来实现目标分割和形态信息提取。
总之，特征提取是雷达图像处理中的重要环节，不同特征提取算法各有优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
雷达目标微多普勒特征分析及其应用
雷达目标微多普勒特征分析及其应用雷达目标微多普勒特征分析及其应用摘要：雷达是一种常用的探测和测距手段，其广泛应用于军事、航空、航天等领域。
而雷达目标微多普勒特征分析作为雷达信号处理的重要一环，对于目标的分类和识别具有重要意义。
本文将介绍雷达目标微多普勒特征的概念和分析方法，并深入探讨其在军事目标识别、空域监测、智能交通等领域的应用。
关键词：雷达目标；微多普勒特征；信号处理；目标识别；应用一、引言雷达（Radar）是利用电磁波对目标物进行探测和测距的技术手段，其基本原理是通过向目标物发射一定频率的电磁波，并接收目标物反射回来的电磁波，通过测量发射与接收之间的时间差来确定目标物与雷达的距离。
在雷达探测中，常常需要对目标物的微弱运动进行分析，以获取目标物的微多普勒特征。
二、雷达目标微多普勒特征分析方法1. 微多普勒效应当目标物以一定速度相对于雷达发射源而运动时，目标物所反射回来的电磁波频率将会发生变化，这种现象被称为多普勒效应。
微多普勒效应是指目标物中存在的微小运动引起的多普勒效应。
微多普勒效应可以通过测量接收到的雷达信号的频率变化来估计目标物的速度和运动状态。
2. 特征提取与分析微多普勒特征的提取和分析是雷达信号处理的核心。
常用的微多普勒特征包括目标物的速度、加速度、运动轨迹等。
在频域上，可以通过对雷达接收到的信号进行傅里叶变换，得到频谱图来分析目标物的多普勒频率。
在时域上，可以通过对信号进行相关分析、差分运算等处理，提取目标物的多普勒频移。
三、雷达目标微多普勒特征的应用1. 军事目标识别雷达目标微多普勒特征可以用于军事目标的识别和分类。
通过分析目标物在速度、加速度等方面的微小变化，可以判断目标物的类型、动机和行动意图。
这对于敌方目标的迅速识别和判断具有重要意义。
2. 空域监测在航空和航天领域，雷达目标微多普勒特征的分析可以用于空域的监测和航空器的自主导航。
通过分析航空器的速度、加速度等特征，可以实现对其运行状态的监测和预测，并及时做出相应的调整和控制。
雷达图像分析与目标检测
雷达图像分析与目标检测雷达图像分析与目标检测是一门重要的研究领域，它在军事、航空航天、气象、地质勘探等领域具有广泛的应用。
本文将介绍雷达图像分析与目标检测的基本概念、技术原理以及应用领域，以及当前研究中存在的挑战和未来发展方向。
一、基本概念雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的技术。
它通过发射电磁波并接收其反射信号来获取目标物体的位置和速度等信息。
雷达图像是将接收到的信号进行处理和展示后得到的二维或三维图像。
雷达图像分析与目标检测是指通过对雷达图像进行处理和分析，提取出其中包含的有用信息，并对其中存在的目标物体进行检测和识别。
二、技术原理1. 雷达信号处理：首先需要对接收到的原始信号进行预处理，包括去除杂波干扰、增强信号质量等。
然后通过调制解调等技术将模拟信号转换为数字信号，并对其进行滤波、降噪等处理，最后得到雷达图像。
2. 图像处理与分析：雷达图像通常具有复杂的特征和噪声，需要进行图像增强、去噪、边缘检测等处理，以便更好地提取目标物体的特征。
常用的图像处理技术包括滤波、变换、分割等。
3. 目标检测与识别：目标检测是指在雷达图像中自动识别和定位目标物体。
常用的目标检测算法包括基于特征提取和分类器的方法，如支持向量机（SVM）、卷积神经网络（CNN）等。
目标识别则是在检测到目标后对其进行分类和识别，通常采用模式匹配或机器学习方法。
三、应用领域1. 军事应用：雷达图像分析与目标检测在军事领域具有重要意义。
它可以应用于军事侦察、导弹防御系统以及无人机和舰船上的自动导航系统中，实现对敌方军事设施和装备的监视和打击。
2. 航空航天应用：在航空航天领域，雷达图像分析与目标检测可以应用于飞行器的导航和避障系统中，提高飞行安全性和精确性。
同时，它也可以用于航空器的目标跟踪和探测系统中，实现对空中目标的监视和追踪。
3. 气象应用：雷达图像分析与目标检测在气象领域具有广泛的应用。
它可以用于气象雷达图像的分析和解译，实现对天气变化、降水量等气象要素的监测和预测。
雷达目标特征提取的一种方法
雷达目标特征提取的一种方法叶其泳;李辉【摘要】针对雷达高分辨率距离像（HRRP）方位敏感性和平移敏感性的问题，在对一维距离像进行预处理的基础上，提取两个平移不变特征：中心矩和熵，并将二者形成组合特征，采用Karhunen—Loeve变换进一步进行特征压缩，运用并比较了最大最小距离判别法和SVM分类器的识别性能．实验结果表明中心矩一熵组合特征提取方法能够显著增强目标的可分性，大大提高识别率。
%In this paper,based on preprocessing technique to radar one-dimensional range profiles,two translation-invariant features-central moments and entropy have been extracted to solve the sensitivity of translation and Orientation,and combined to form new features database, then using Karhunen-Loeve transform for further feature compression. The maximum and minimum distance criterion and the SVM classifier are designed to evaluate and compare the recognition performance. The experimental results show that the new feature extraction methods ,based on combination of the central moments-entropy, can significantly enhance the objectives of separability, and greatly improve the recognition rate.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2012(020)021【总页数】4页(P116-118,125)【关键词】高分辨距离像;中心矩;熵;特征提取【作者】叶其泳;李辉【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129【正文语种】中文【中图分类】TP391.4雷达目标距离像实际上是目标散射回波沿距离维度的发布，含有目标的几何结构信息，对目标识别与分类有重要作用。
步进频率雷达高分辨成像处理算法的开题报告
步进频率雷达高分辨成像处理算法的开题报告【摘要】步进频率雷达（SAR）成像技术是一种成熟的高分辨雷达成像技术，已广泛应用于军事、民用等领域。
本文将探讨步进频率雷达成像技术的原理、步进频率雷达成像处理算法的研究进展以及针对高分辨率SAR成像的图像先验知识辅助图像重建算法。
【关键词】步进频率雷达，高分辨成像，成像处理算法，先验知识，图像重建。
【引言】步进频率雷达（SAR）成像技术由于其高空间分辨率、强干扰抑制能力、成像距离远等优点，已广泛应用于军事、民用等领域 [1]。
SAR成像技术的核心是利用雷达信号与地面目标相互作用的特性，通过对反射信号进行处理，生成高精度的地面目标图像。
步进频率雷达成像技术在采集信号的过程中，发射一系列相同的波形，每个波形的频率随时间步进变化，接收到的信号与之前的信号相关，从而得到目标反射率的二维图像。
SAR成像处理算法是SAR成像技术的关键技术之一。
SAR成像处理算法的主要任务是对接收到的信号进行滤波、解调和重建，从而得到高质量的目标图像 [2]。
本文将首先介绍步进频率雷达成像技术的原理，接着探讨步进频率雷达成像处理算法的研究进展以及针对高分辨率SAR成像的图像先验知识辅助图像重建算法。
【步进频率雷达成像技术原理】步进频率雷达成像技术根据调频连续波雷达（FMCW）工作原理，使用持续波载频信号调制线性调频信号，并对接收到的信号进行自相关处理，得到反射率的二维图像 [3]。
具体的工作流程如下：1. 发射信号。
步进频率雷达发射一个带有持续波载频信号的线性调频信号，同时记录其带宽和中心频率。
2. 接收信号。
目标反射信号经过多次反射、衰减后返回到雷达接收器，接收器采样并记录接收到的信号。
3. 自相关处理。
对接收到的信号进行自相关处理，得到目标的反射率二维图像。
自相关处理时需要考虑信号的幅度和相位信息。
4. 图像生成。
从自相关处理得到的信号中提取目标反射率特征，对目标进行图像重建，得到反射率二维图像。
频率步进相控阵雷达原理与实现方案的研究
【摘要 】 宽带相控阵雷达是当前雷达技术的发展方向之一 ;瞬时宽 带相控阵雷 达的带宽 受孔径渡 越时间的 限制 ,会 造成雷达波束指向的变化 。由于频率步进信号是一种瞬时窄 带 、合 成宽带 的雷达 信号 ,可以通 过脉间配 相的改 变解决 孔 径渡越时间 、波束指向 变化等问题 。文中提出了频率步进宽带相控 阵雷达 的基本 原理 ,并给出 了几种频 率步进 相控阵 雷 达的实现方案 。
【关键词 】 宽带 ;相控阵 ;频率步进 中图分类号 : TN958. 92 文献标识码 :A
Resea r ch on th e P lan of Fr eq uen cy Stepp ed P ha sed A r ra y Radar
YUAN Hai2p eng1 , ZENG D a2zh i2 , LONG Teng2 (1. Advanced Re sea rch D epa rtment, China Electronics Technology Group Corporation, Beijing 100846ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ China)
【 Key word s】wide band; p hased array; frequency stepped radar
0 引 言
相控阵雷达是当前雷达技术的发展方向之一 [ 1 ] 。 为了提高相控阵雷达的抗干扰能力 、分辨 /识别目标能 力和解决多目标成像的问题 ,相控阵雷达必须具有大 的信号带宽 [ 2 ] 。但是由于相控阵天线的特点 ,对瞬时 大带宽信号具有以下限制 [ 2 ] : (1 ) 频率变化会改变波 束指向 ; (2) 孔径渡越时间会限制瞬时信号带宽 ; (3) 阵列天线会限制 Chirp信号的调频速率 。目前宽带相 控阵雷达多采用子阵级延迟线来解决以上问题 , 但是 这种解决方案的设备量相对较大 [ 2 ] 。
浅谈频率步进雷达及其系统实现
浅谈频率步进雷达及其系统实现作者：张炜来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2015年第05期摘要：目前越来越多的宽频带雷达投入到空管监视领域，一次雷达经常采用CHIRP技术实现远距离探测并提高距离分辨率。
采用合成技术，将一串窄带脉冲合成大带宽信号从而实现高分辨力，该信号以波形易于生成、对接收机带宽要求低、ADC采样率容易满足等优点成为复杂目标探测的主要信号形式。
因此频率步进信号在新体制雷达中将会占有重要的位置，具有非常重要的意义。
关键词：频率步进信号1 频率步进信号理论采用矩形子脉冲合成频率进步信号是比较典型的做法，当频率进步信号的合成带宽一定时，其距离分辨率也就决定了，而矩形子脉冲模式下，脉冲重复频率决定了雷达的不模糊作用距离，重复频率越高，不模糊距离越大，相应数据率就很低，反之数据率就会很高，因此矩形脉冲的数据率与不模糊作用距离就成了一对矛盾。
用CHIRP子脉冲代替矩形脉冲，可以解决数据率与作用距离的关系，子脉冲为CHIRP的频率步进信号称为调频步进信号。
2 调频频率步进信号处理流程对于调频步进信号处理，首先要进行子脉冲匹配滤波得到压缩后的窄脉冲，其次对窄脉冲作脉间IFFT处理。
调频步进高分辨处理成像。
上述关于调频步进信号处理的方法是在目标静止的前提下，实际目标经常是运动的，其处理方法也会有所不同。
3 宽带频率步进雷达系统的设计3.1 参数设计本文参考CAMBER雷达的设计方法，采用脉冲压缩比为320的线性调频信号，脉冲宽度20微秒，占空比20%，重复频率10K。
权衡系统的各方面性能及同时能满足所需的距离分辨率要求（0.3米），信号的合成带宽定为1024M赫兹，调频点设计为128个，子脉冲带宽16M 赫兹。
3.2 系统总体组成及部件设计3.2.1 频率综合器设计频率综合器主要实现宽频带雷达信号的产生，包括中频信号生成和射频信号生成两个部分。
其中中频信号的产生采用直接数字频率合成原理（DDS），射频段则采用倍频器和混频器实现。
基于宽带模糊函数的步进频雷达成像特性分析
Ｉ ａ ｉ ｇ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ａ ａ ｙ ｉ ｆＳ ｍ ｇ ｎ ｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ｏ ＦＲ ｄ ｂ ｎ ｍ ｂｉ ｕ ｔ ｕ ｔｏ ｂｙ ｗｉ ｅ ａ ｄ ａ ｇ ｉｙ ｆ ｎｃ ｉ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｒｅ ｕ ｎ ｄ ｂｕ ｓ ｓｏ ｈ ｔ ｐ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ａ ａ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｒ ｔ ｆ ｅ ｓ ｅ ｐ ｄ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｒ ｄ ｒ（ ＦＲ）ｈ ｖ ｅ ｙ ｌ ｒ ｅ ｔｍｅ ｂ ｎ ｗ ｉ ｔ ｒ ｄ ｃ ． ｔ ａ ｅ ａ ｖ ｒ ａ ｇ ｉ — ａ ｄ ｄ ｈ ｐ ｏ ｕ ｔ Ｃｏ ｓ ｑ ｅ ｔｙ，ｔ ｅ Ｗ ｏ ｄ ｎｅｕｎｌ ｈ ｏ ｗａ ｄ ｎ ｒ ｏ ｒ ａ ｒ ｗｂ ｎ ｍ ｂ ｇ ｔ ｕ ｃ ｉ ｎ ｉ ａ ａ ｌ ｆｄ ｓ ｒｂ ｎ ｃ ｕ ａ ｅ ｙ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ａ ｄａ ｉ ｕｉ ｆ ｎ ｔ ｉ ｐ ｂ ｅｏ ｅ ｃ ｉ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｔ ｌ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ — ｙ ｏ ｓ ｎｃ
基 于 宽 带 模 糊 函 数 的 步 进 频 雷 达 成 像 特 性 分 析
朱 永 锋 ，赵 宏 钟 ，付 强
（ 防 科 学 技 术 大 学 ＡＴＲ 重 点 实 验 室 ，湖 南 长 沙 ４ ０ ７ ） 国 １ ０ ３
摘 要 ：频 率 步 进 雷 达 回 波 脉 冲序 列 时 宽一 宽 积 很 大 ， 此 当 目标 沿 雷 达 视 线 高 速 运 动 时 ， 用 Ｗ ｏ ｄ ａｄ 带 因 采 ｏ ｗ ｒ 窄 带模 糊 函数 不 能 准 确 描 述 高 分 辨 成 像 的 特 性 。 为 此 ， 先 分 析 频 率 步 进 雷 达 运 动 目标 的 回 波 模 型 ， 后 推 导 频 首 然 率 步 进 信 号 的 宽 带 模 糊 函数 ， 最后 通 过 宽 带 模 糊 函数 的 几 个 特 殊 切 面 分 析 频 率 步 进 雷 达 高 速 目标 成 像 在 时 延 域 与 多普 勒 域 的 特 性 ， 通 过 仿 真 与 窄 带 模 糊 函 数 进 行 对 。 并 匕
基于SFCW雷达时间-距离像的摆动目标微动特征提取
第 ２期
信 号 处 理
ＳＩ ＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳ Ｉ Ｓ ＮＧ
ＶＯ ． １２７．
Ｎｏ． ２
Ｆｅ ２ ｂ． ０１１ 源自基 于 Ｓ Ｃ 雷 达 时 间 一 离 像 的 摆 动 目标 Ｆ Ｗ 距 微 动 特 征 提 取
贺 峰 朱 国 富 黄 晓 涛 周 智 敏
处理的幅度峰值搜 索法和幅度 阂值 检测法能够有 效估计摆动 日标 距离 、摆 动幅度 及摆 动周 期等参 数 ，此 时摆 动幅度估 计值 是 对其真实值在 雷达 视线方 向上 的投影值 的估计 。改进算法 对 目标距 离 和摆动 幅度 的估计 精度 与幅度 峰值 搜索法 相 同 ，对 摆 动周期的估计 远远高于 幅度 峰值搜索法 ，可分别达到 和优 于采 样周 期的数 量级 。本 文提 出 的改进算 法可 扩展应 用 于 精度
律 ，提 出基 于 时 间 一 离 像 的 摆 动 目标 微 动 特 征 提 取 思 路 。 针 对 幅 度 峰 值 搜 索 法 对 微 摆 动 周 期 估 计 误 差 较 大 的 问 题 ，提 出 结 距
合数据预处理 的幅度峰值搜索法 和幅度 阈值 检测 法等两种改 进算法 。仿真 实验表 明 ，在信 噪 比高于一１ Ｂ时 ，结 合数据 预 ０ｄ
Ｔ ｅ ｉ ｈ ｒ ｓ ｌ ｔ ｎ ｒ ｎ ｅ ｐ ｏ ｌ ｆｔ ｅ ｖｂ ａｉ ｇ ｔｒ ｅ ｓ ｄ ｒｖ ｄ ｆｏ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ．Ａｆ ｒ ｔ ｅ ｐ ｒ ｄ ｃ ｌ ｗ ｆ ａ ｇ ｒｆｌ ｆｔｅ ｔｒ ｅ ｈ ｎ ｈ ｇ ｅ ｏｕ ｉ ａ ｇ ｒｆ ｅ ｏ ｉ ｒ ｔ ａ ｇ ｔｉ ｅ ｉ ｅ ｒｍ ｈ ｄ １ ｏ ｉ ｈ ｎ ｔ ｅ ｉ ｉ ａ ｓ ｏ ｎ ｅ ｐ ｏ ｅ ｏ ａ ｇ ｔ ｅ ｈ ｏ ｒ ｉ ｈ
雷达信号处理中的目标识别技术
雷达信号处理中的目标识别技术雷达作为现代武器系统中不可缺少的一部分，具有广泛的应用。
在使用过程中，雷达需要将接收到的信号进行处理，以实现对目标的探测与识别。
其中，目标识别技术是雷达信号处理中的重要组成部分，也是决定雷达性能和作战效果的关键因素之一。
一、目标特征提取目标识别技术的核心是目标特征提取，即通过对雷达接收到的信号进行分析和处理，提取出与目标相关的特征信息。
目标特征主要包括散射特征、运动特征和形态特征等。
其中，散射特征是指目标使雷达接收到的电磁波在空间和时间上的分布特性，通常用雷达截面积（RCS）来描述；运动特征是指目标运动的速度、方向和加速度等，可以通过多普勒频移和相位变化等特征进行提取；形态特征是指目标的几何形状、轮廓和纹理等，常用的提取方法包括边缘检测、轮廓提取、特征点匹配等。
目标特征的提取方法有很多种，如时域分析、频域分析、小波分析、深度学习等。
其中，时域分析是最基本和常用的方法之一，目标的散射信号通常通过时域信号处理进行分析和处理，得到目标的距离、径向速度和加速度等信息；频域分析则是通过傅里叶变换等方法将信号变换到频域，从而获得目标的频率和幅值等信息；小波分析是一种新型的信号处理方法，它通过小波变换将信号分解为多个不同频率的子带，以提高信号处理的精度和效率；深度学习则是近年来兴起的一种人工智能技术，通过神经网络等方法对海量数据进行学习和训练，以实现目标特征的高效提取和识别。
二、目标分类和识别目标特征提取后，还需要对目标进行分类和识别，即根据特征信息将目标归类到不同的目标库中，并判断目标是否是敌我识别。
目标分类和识别的方法主要包括基于特征匹配、基于统计分类、基于神经网络等多种方法。
基于特征匹配的方法是将目标特征与目标库中已知的目标特征进行比对，通过一定的相似度判断将目标归类到相应的目标类型中。
该方法需要建立大量的目标库，对目标特征的匹配精度以及库中目标的类型和数量要求较高，适用于目标类型比较固定的场景。
LFM和步进频雷达成像技术比较
Ｖ １ １Ｎ ｏ４ ０ ． ． ２
Ｄｅ ． Ｏ ８ ｃ２Ｏ
Ｌ Ｍ和 步进频 雷达成 像技术 比较 Ｆ
蓝 云 ，李金梁２ ，赵 锋２ 雪松２ ，王
（． １ 装备指挥技术学 院 光电装备系 ，北京 １ １ １ ； ０ ４ ６
２ ．国防科学技术大学 电子科学 与工程学 院 ，长沙 ４ ０ ７ １ ０ ３）
引 言
雷达成像技术是 ２ 世纪 ５ 年代发展起来的， ０Байду номын сангаас０ 它是雷达发展的一个重要里程牌． 从此 ， 雷达的功能不
仅仅是 将 观测 的对 象视 为“ 目标 ， 测定 它 的位 置和 运动 参数 ，而且 能 获得 目标 和 场景 的 图像 ． 简单 点” 来 最
的雷达成像是只利用高距离分辨 的一维距离像 ． 一维距离像与 目 标相对于雷达的径向结构状况有关 ， 可
第 ２ 卷 第 ４期 ｌ
２０ 年 １ ０８ ２月
湖南理工学院学报（ 然科学版） 自
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｌ ｎ Ｉ ｓｉ ｔ ｆＳ ｉ ｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ￣ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｒ ａ ｌ ｔ ｕ ｅｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｖ（ ｔ ｒ ｌ ｉ ｎ ｅ ｏ Ｈａ ａ ｎ ｔ Ｓ
制进 行 系统 的分析 比较 ，得 到 了一些 有意 义 的结论 ．
ｆ．ｅ ａｔ ｎ ｆ ｔ－ｌ ｔ ｎｃ ｑ ｉｍｅ ｔＴ ｅ ａ ｅ ｆ ｏ １ ｐ ｒ ｔ Ｏｐｏｅ ｃ ｏ ｉ Ｅ ｕｐ ｎ， ｈ ｄｍｙｏ Ｃ ｍｍａｄ＆Ｔ ｃｎ ｌ ｙ，Ｂ ｉｎ ０４ ６ Ｃ ｉａ Ｄ ｍｅ ｏ ｅｒ ｓ Ａｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ｅ ｉｇ１ １ １， ｈｎ； ｇ ｊ ２ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｅｅｔ ｎｃ ｃｅｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ ． ｃｏ ｌ ｆ ｌｃ ｏ ｉ Ｓ ｉ ｅ ｄ ｇ ｅ ｎ ，Ｎａｉ ａ Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｄ ｆｎｅ ｅｈ ｏｏ ，Ｃ ａｇｈ １ ０ ３ Ｃ ｉａ ｒ ｎ ａ Ｅ ｎ ｉ ｔ ｎ ｌ ｎｖ ｒ ｔ ｆ ｅｅｓ ｃｎ ｌｇ ｏ ｉ Ｔ ｙ ｈｎ ｓａ ０ ７ ， ｈｎ） ４
雷达目标特征提取本科毕业设计题目
雷达目标特征提取本科毕业设计题目《雷达目标特征提取本科毕业设计题目》一、引言雷达技术作为现代武器系统中的重要部分，广泛应用于军事防御、航空航天、气象监测、地质勘探等领域。
在雷达目标特征提取方面，是雷达技术研究的重要内容之一。
本文将从基本概念出发，深入探讨雷达目标特征提取的相关问题。
二、雷达目标特征提取的基本概念雷达目标特征提取是通过对雷达回波信号进行分析和处理，提取目标的形状、大小、运动状态等信息。
在现代雷达系统中，目标特征提取是实现目标识别、跟踪和分类的重要环节。
在本科毕业设计中，可以选择某一特定领域或应用场景，对雷达目标特征提取进行深入研究和探讨。
三、雷达目标特征提取的方法和技术1. 时域分析：时域分析是最基本的信号处理方法之一，通过对雷达回波信号的幅度、相位、频率等特征进行分析，可以提取目标的基本特征。
2. 频域分析：频域分析是对雷达回波信号进行傅立叶变换或小波变换，从频率域的角度提取目标的特征信息。
3. 形状特征提取：通过对雷达回波信号的形状进行分析，可以提取目标的轮廓、边缘等形状特征。
4. 运动特征提取：利用雷达回波信号的多普勒频移特性，可以提取目标的运动状态和速度信息。
四、雷达目标特征提取的应用领域在军事领域，雷达目标特征提取可以应用于目标识别和打击指示；在航空航天领域，可以应用于飞行器的导航和避障；在气象监测和地质勘探领域，可以应用于环境监测和资源勘探。
在本科毕业设计中，可以选择特定领域进行深入研究和应用。
五、个人观点和总结雷达目标特征提取是现代雷达技术研究的重要方向之一，具有广泛的应用前景和深远的意义。
在本科毕业设计中，选择雷达目标特征提取作为课题，将有助于深入理解雷达技术的原理和应用，为未来的科研和工程实践打下坚实的基础。
总结：本文从雷达目标特征提取的基本概念、方法和技术、应用领域等方面进行了全面的介绍和探讨，旨在帮助读者全面、深入地理解这一领域的重要内容。
希望本文能够为读者提供有益的参考和启发，促进相关领域的研究和应用。
雷达信号处理中的微动目标检测与跟踪技术研究
雷达信号处理中的微动目标检测与跟踪技术研究雷达信号处理是一项重要的技术，它可以侦测到大范围内的物体，甚至是微动的目标。
其中，微动目标检测和跟踪技术是研究的重点之一。
在雷达应用中，微动目标通常指的是航空器，舰船等运动对象，其运动状态是复杂的，存在多个参数，比如位置、速度、方向等。
因此，检测和跟踪微动目标需要精确的算法和模型，以便准确地估算其运动状态。
I、微动目标检测技术微动目标检测技术是指对目标的微小运动进行检测的过程，其主要目标是提高雷达目标检测的精度和可靠性。
目标的微小运动通常由以下两个方面产生：一是由于目标自身的运动导致所发出的信号的频率和相位发生了变化，其次是由于目标所处环境的影响导致信号发生衰减。
因此，微动目标的检测需要将雷达信号进行变换，以便准确地提取目标的微小变化。
雷达信号常用的变换方法有：快速傅里叶变换（FFT）、小波变换（WT）和时频分析（TFA）。
这些方法可以将雷达信号从一个时域信号转化为另一个频域信号或时频域信号，通过这些变换可以准确地提取目标的微小运动。
此外，也可以使用一些先进的深度学习网络，比如卷积神经网络（CNN）和递归神经网络（RNN），以便对雷达信号进行更精确的分析和识别，提高微动目标的检测精度。
II、微动目标跟踪技术微动目标跟踪技术是指目标的位置、速度和方向等参数随时间变化的过程，其目的是保持对目标的实时跟踪和监视。
在雷达信号处理中，微动目标跟踪技术的研究主要集中在参考脉冲序列（PRF）和平均脉冲序列（PRT）等方面。
其中的PRF主要是用于改变雷达所发送脉冲的发射频率，在每个周期内发送多个脉冲，以便对目标进行更精确的跟踪。
而PRT 则可以在跟踪目标时通过调整积分时间来实现光谱的动态调整，进而提高目标的检测精度。
此外，针对特殊情况下的微动目标，比如非结构化噪声环境下的目标，可以使用多目标跟踪技术和卡尔曼滤波器等算法来处理和优化跟踪模型，以便提高跟踪的效率和精度。
总之，雷达信号处理中的微动目标检测和跟踪技术是研究的重点之一。
频率步进雷达数字信号处理
收稿日期!"##$%#&%"#’修订日期!"##$%#(%"#基金项目!国防预研基金资助)**&$+&+&,-#$#./项目文章网址!0112!33444+0567+891+:8305673"##$3;#3#;$.3文章编号!$###%.<*&)"##$/;#%#;$.%$#频率步进雷达数字信号处理毛二可=龙腾=韩月秋)北京理工大学电子工程系雷达技术研究所=北京$###<$/>?@?A B CD ?@E B CF G H I J D D ?E @H KD A J F F J >K G J L M J E I NG B >B GO P Q R S 98T =U V Q W X 9%Y Z X =[V P \]%59)^921+_‘\a 9:1]_8Z :\8T Z 899]Z 8T =,9Z b Z 8Tc 8d 1Z 1X 19_‘S 9:08_a _T e =,9Z b Z 8T $###<$=f 0Z 8g/摘要!综述了频率步进雷达系统设计与信息处理中的主要问题=包括系统参数设计h 目标抽取算法h 与f 0Z ]2子脉冲的兼容性h与圆锥扫描体制的兼容性等等=并论述了不同情况下多普勒效应的影响及其解决方法=提出了相应的数字信号处理方案i 关键词!雷达’距离高分辨’频率步进’信息处理中图分类号!j "k &文献标识码!VB l m n o p q n !;19229r‘]9Y X 98:e]g r g ]Z d gs 9]eZ t 2_]1g 811e 29_‘1090Z T 0]g 8T 9]9d _a X 1Z _8]g r g ]d e d 19t +S 0959e2]_7a 9t d _‘109d 19229r‘]9Y X 98:e]g r g ]g ]9r Z d :X d d 9rZ 810Z d 2g 29]=Z 8:a X r Z 8T1094g s 9‘_]t r 9d Z T 8=109g a T _]Z 10t d _‘1g ]T 91961]g :1Z _8=1092]_:9d d Z 8T_‘[_r X a g 19ru ]9Y X 98:e;19229rv g r g ];Z T 8g a =g 8r109:_t %2g 1Z 7Z a Z 1e7914998d 19229r‘]9Y X 98:e]g r g ]g 8r:_8Z :g a d :g 8]g r g ]+c 89g :0d Z 1X g 1Z _8=109^_22a 9]9‘‘9:1d g ]9g 8g a e w 9r +V 8rd _t 92]_:9d d Z 8Td :09t 9d g ]9T Z s 98+x y z{|o }m !]g r g ]’0Z T 0]g 8T 9]9d _a X 1Z _8’d 19229r‘]9Y X 98:e ’d Z T 8g a 2]_:9d d Z 8T在雷达系统中采用距离高分辨率信号具有很多优越性~$!=频率步进信号是其中重要的一种~"!i它由一串载频线性跳变的雷达脉冲组成=通过对脉冲回波的c u u S 处理获得距离高分辨率的效果~"!i 由于这种信号可以在获得距离高分辨率的同时降低对数字信号处理机瞬时带宽的要求=因此近年来受到了广泛的注意i实际上=频率步进的概念出现得相当早~&!=近年来则得到了更为详尽的研究~"=k !i频率步进雷达信号的类型主要是两种!"频率步进脉冲串信号=即本文所称的频率步进信号’#频率步进连续波信号=通常应用于探地雷达=如探测地雷的场合~(!i 为保证探地雷达具有高的分辨率和好的穿透性=频率步进连续波雷达一般选择波长较长的雷达波段=同时要求具有小于$t 的距离分辨率=因此它通常是一种超宽带的雷达体制~(!i 与频率步进连续波相比=频率步进脉冲串雷达的应用场合更为广阔=包括弹道导弹检测~.!h 合成孔径和逆合成孔径雷达~"!h 单脉冲三维成像~"!h汽车防撞~$!等等i 因此=频率步进脉冲雷达是一种重要的高分辨率雷达体制=也是本文分析的重点i 本文后面所指的频率步进雷达=都是指频率步进脉冲串雷达i我国学者近年来对这个问题也进行了大量的研究=其中文献~<!介绍了这种信号实现距离高分辨率成像的基本原理=文献~*!研究了这种信号的低截获概率特性=文献~$#!研究了这种信号的误差特性=文献~$$!研究了这种信号的多普勒特性=文献~$"!提出了调频步进信号)频率步进与f 0Z ]2子脉冲相结合/的处理方案=文献~$&=$k !讨论了频率步进信号与圆锥扫描的兼容性问题=文献~$(=$.!讨论了频率步进信号的目标识别问题i 此外=由于运动目标是频率步进雷达信息处理的难点=因此=文献~$$%"$!等多篇文章详细讨论了运动目标处理的问题i本文的目的=是对频率步进雷达信号处理进行综述i 总结了在不同参数设计方案下的处理策略=提出了用目标抽取算法获得完整的一维距离像的方法=对调频步进信号的处理方案进行了进一步的讨论=对频率步进与圆锥扫描体制的兼容性问题进行了探讨=提出了一种新的获取角度信息的方法=并研究了各种情况下目标多普勒效应对系统的影响i第""卷增刊"##$年.月航空学报V f S V V \v P Q V &S c f V \S V ;S v P Q V &S c f V ;c Q c f Vj _a +"";X 2+’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’’(X 89"##$!频率步进雷达的基本原理"#"信号形式及基本处理策略设$频率步进信号的脉冲重复周期为%&’发射脉冲宽度为(’载频起始频率为)*’频率步进阶梯为+)’频率步进数为,’采样频率为)-’%-.!/)-’光速为01频率步进的发射信号2345.6,7!8.*&9:;478%&7(/<=>(?9@A B 7C <D 3)*E 8+)54F 3!5式中$&9:;34/(5.!’7(/<G4G(/<*’H其它I本振信号为J 345.6,7!8.*&9:;478%&7%&/<%=>&?9@A B 7C <D 3)*E 8+)54F 3<5距离为K 的目标回波信号为L 345.6,7!8.*&9:;478%&7(<7<K 0M N O P(?9@A 7C <D 3)*E 8+)547<K=>BF3Q 5回波信号与本振混频后得到L 345.6,7!8.*&9:;478%&7(<7<K 0M N O P(?9@A 7C <D 3)*E 8+)5<KB F.6,7!8.*&9:;478%&7(<7<K 0M N O P(?9@A 7C <D )*<K BF 09@A 7C <D 8+)<KB F3R 5对于固定目标标来说’式3R 5的第!个指数项是常数’第<个指数项可以看成时间点为<K /0’频率成线性变化的频域信号1对这样的信号进行采样’并归一化’可以得到B FL 385.9@A 7C <D 8S /,3T 5其中$S .U V W X Y 3<K ,+)/05’8.*’!’<###,7!’U V W X Y 为取整运算1对式3T 5作Z [[\运算并求模’就可以得到精确的时间点<K /01]L 3^5].-_X B D 37S E ^5F-_X ‘37S E ^5B F,I ^.*’!’<’a’,7!3b 5显然’上式在^.S时达到最大’经过门限判决后可以根据^值得到K 的信息1"#c 频率步进信号的物理意义在线性系统理论中’向一个待测线性系统输入一个d 冲击函数e ’得到的输出f 345可以看成该系统的冲击响应’而f 345的频域表达g 3h 5是这个系统的传递函数1对于频率步进信号的处理’可以作类似的理解$向d 目标系统e 发射一组等间隔的频率谱线3冲击函数的频域抽样5’其回波为d 目标系统e 的传递函数g 3h 5’对其进行Z [[\’可以得到相应的冲击响应f 345’包含着时间3距离5信息1当目标有速度时’发生多普勒频率’则目标系统为一个非线性系统’必须进行补偿后才能处理1频率步进将带宽为i .,+)的信号分成,次发射’降低了系统的瞬时带宽’从而减轻了数字信号处理的负担1但是’正因为如此’频率步进信号需要,个脉冲才能得到一次结果’数据率较低’从而成为多普勒敏感信号1文献B !!F 对此进行了详细分析1<频率步进信号处理关键技术c #"参数匹配问题频率步进信号的参数匹配问题在雷达总体设计阶段非常重要’其关键参数包括发射脉宽(I 频率步进阶梯+)I 频率步进数,I 采样间隔%-及脉冲重复周期%&等1在给定雷达最大不模糊距离K Wj 信号带宽i .,+)j 以及目标最大长度k 的条件下’有必要对这些参数进行合理的设计’文献B !l F对这一问题进行了详细讨论’其结论主要有$3!5Z [[\后的单点不模糊距离m Z必须大于目标最大长度k ’即+)n 0/3<k513<5根据带宽i j 频率间隔+)确定,’,.i /+)13Q 5根据雷达最大作用距离K 确定%&’有%&.<K /013R 5通常情况下’Z [[\后的单点不模糊距离m Z 必须大于等于单脉冲距离分辨率m (’有(n !/+)’这是(与+)的紧约束条件13T 5根据脉宽(确定采样间隔%-’使得%-n (13b 5实际上’当(E %-n</+)时’通过一定的算法’依然可以得到完备的结果’这是(’+)’%-的宽约束条件1在实际当中’一般要求满足紧约束条件’从而保证Z [[\后单点不模糊距离m Z 有一定的冗余’o!p 增刊毛二可等$qq q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q 频率步进雷达数字信号处理便于速度补偿和杂波剔除!同时使得"#$%&!用以减小采样幅度损失’可见!当参数设计合理时!对回波信号作())*运算仅仅得到完备的一维距离像的信息!但是这些信息是冗余的+乱序的+且是分散的’因此!需要通过一定的算法进行信号拼接!以获得真实的一维距离像,在较高采样率的条件下!该算法可以选取最优的处理结果!这就是-目标抽取算法.’/0/目标抽取算法目标抽取算法就是为了得到完备的一维距离像!它完成以下"个工作12将折叠的结果按照真实距离排列,3在不同采样点中的冗余信息中!按照一定准则!选取一个最好的结果!得到与真实情况相符的最优的一维距离像’目标抽取算法在紧约束条件和宽约束条件下略有不同!以下先介绍紧约束条件下的目标抽取’456紧约束条件下的目标抽取要进行目标抽取算法!关键是要确定每组())*结果中任意点的真实距离’对式476进行())*变换有8496:;<=5>:?@A B C =D "E >F G <H @A B C D "E >9G <H 4I 6显然!当9:F J K <4K:任意整数6时!上式达到最大值’也就是说!())*结果的第9个点代表的实际距离可能是4K <J 96L M :K M (J 9L M !其中9:?!5!"000<=5!L M 为最小距离分辨单元’这在本质上是())*的周期延拓性的体现’而实际上!由于每个采样点代表的距离信息都是有限的!对于第N 个采样点())*结果中的第9个点来说!K 只能取一个值’对于第N 个采样点!其())*结果代表的距离范围是N M $%M N O N M $J M &N :?!5!"P 4Q 6在紧约束条件下!已知N !9!就可以确定唯一的K !从而可以确定第N 个采样点())*结果中第9点的真实距离’在工程实现上!目标抽取的方法非常简单’单独考察式4I 6!如果第N 个采样点())*结果中第9点出现目标!那么该目标可能出现在任意采样点())*结果的第9点上’对于第N 个采样点!可以将其())*结果进行周期延拓!得到一个足够长的序列’该序列起点代表距离?!终点代表的距离大于N M $J M &’然后取出N M $至N M $J M &的一段!就可以得到长度为M &的真实一维距离像!也就是说得到将这个采样点中所有的距离信息!如图5所示’图5利用周期延拓进行目标抽取)R S 05*T U S @V @A V U T W V R X YZ [W [W \R W @A V U T B X \T V R X Y通常!相邻"个采样点的目标抽取结果在距离上是部分重合的!可以根据一定策略!得到一个最优的像素’通常采用的是-同距离舍弃法.+-同距离选大法.+-同距离累加法.等等’这里]种处理策略的意义如下1同距离舍弃法就是简单地选取后面采样点的处理结果!舍弃已有的提取结果’这种方法的不保证提取后的结果是最优的!有较大的采样幅度损失’同距离选大法是在不同采样点())*结果中选取较大数值作为目标抽取的结果!使采样幅度损失降到最低!但是对于噪声或杂波也进行了选大操作’而同距离累加法就是将同一目标在不同采样点的结果互相叠加!由于噪声的相关性要远低于目标的相关性!所以可以达到最大的信噪比!但是不保证目标之间的幅度关系’4"6宽约束条件下的目标抽取在宽约束条件下!每个采样点())*结果都有被污染的部分!对单独一个采样点来说!是无法恢复的’但是可以将被污染的部分用其他采样点的结果替换’在目标抽取时!要保证污染区的内容不被提取’可以算出污染区的长度为M &=M (!对于某个采样点所对应的距离范围来说!污染总是发生在起始和结束部分’所以只要在目标抽取时将污染Q5^航空学报第""________________________________________________________________卷区避开即可!如图"所示#图"利用周期延拓进行目标抽取$%&’"()*&+,+-,*).,%/012.2.3%.+-,*)4/3),%/0可见!对第5个采样点的6$$(结果作周期延拓后!取出其中的5789:7;<76=>?7@75A57897B<:7B<*6=>?75C D!E!"!F:G=就可以获得完整的一维距离像#由上述分析可见!本文提出的目标抽取算法非常适用于工程需要#以下给出仿真结果H仿真条件H I C E"J!?K C J LM N!K8C O D LM N!此时?7C D’E P Q P J R!设立O个静止目标!位置分别为S E C Q D R!S"CQ T R!S O C Q Q R!U>I C E D V W!回波形状为高斯形!根部宽度为;C E D D08!采样频率K8C O D LM N前"D个采样点的6$$(结果及目标抽取结果如图O所示#图O目标抽取算法仿真:)=6$$(结果!目标出现在G XE E个采样点中Y:1=同距离舍弃法提取结果:.=同距离选大法提取结果Y:V=同距离累加法提取结果$%&’O Z%R[3),%/0/\,)*&+,+-,*).,%/0)3&/*%,]R图O:)=的第G个采样点的尖峰为目标E!第E D个采样点中的"个尖峰分别为目标E^目标"!第E E个采样点中的"个尖峰分别为目标"^目标O!但仅仅从6$$(结果很难反映出真实目标个数与相对位置关系#图O:1=是同距离舍弃法的提取结果!可以反映出目标的相对位置关系!但幅度较小!尤其第O个目标几乎全部被掩盖在噪声中Y而同距离选大法的结果图O:.=明显优于舍弃法!将其与3,[O:)=仔细比较可以看到每个目标都是各采样点中最大的Y而同距离累加法的结果图O:V=与选大法类似!而信噪比略高#GEZ增刊毛二可等H_ _______________________________________________________________频率步进雷达数字信号处理!"#多普勒效应的影响及其补偿$%&多普勒效应的影响由于频率步进信号数据率较低’是一种多普勒敏感信号’所以在实际应用中必须考虑目标的多普勒效应(文献)%%*在这方面进行了深入的研究’指出+目标运动会给回波造成附加的一次相位相和二次相位项(设目标速度为,’则一次相位项为-./$0123$0,45&678&$%3&二次相位项为-./$09:2$0,45&6078&$%%&其中’一次相位项会在;<<=结果中产生耦合时移’该误差与,成正比>二次相位项主要会使;<<=结果能量发散’其程度也与,成正比(对于目标抽取算法’一次相位项主要造成测距不准’而二次相位项会产生伪峰和幅度损失(可见’频率步进信号的多普勒效应比较严重’必须加以补偿(文献)%%*指出’一次相位项对补偿精度要求非常苛刻’典型参数下要求误差在%4@数量级(而二次相位项比较容易补偿’典型参数误差容限为%334@数量级($0&已有的多普勒效应补偿方法在目前已经提出的主要运动补偿算法中’文献)%A *针对调频步进脉冲串信号’提出了距离B 速度B 加速度的极大似然估计方法>它给出了距离B 速度B 加速度估计的最佳理论’但是实际可操作性并不强(由于目标运动会产生耦合时移’文献)%C *提出利用这一特性’从静止杂波中区分出运动目标的方法(它是在滤除杂波后’再对纯目标的频域数据做速度补偿(但是这里的速度补偿方法需要通过其它手段获得目标的速度信息(文献)%D *提出了一种频率步进脉冲E 组F 串的方法’即在每一个频点上发射一组脉冲’通过脉组之内的<<=处理获得目标速度’再通过脉组之间的;<<=处理获得距离高分辨率的效果(文献)03*提出了G 种运动补偿方法+频域互相关法B 时域互相关法B 及最小熵值法(其中频域互相关法就是对;<<=之前相邻两帧的回波求互相关’根据相关输出的相位估计目标运动速度(所谓时域互相关法’是指在做了;<<=之后进行相关(其基本思想’是利用两帧之间对应脉冲的相关’求出目标在两帧之间的距离走动’并进而利用走动距离和目标速度之间的关系估计目标速度(所谓最小熵法’是一种闭环迭代算法’根据该文的分析’其实时性较差’且精度与信噪比成反比(文献)0%H0I *对这个问题进行了系统的研究’主要从模糊函数的角度出发’分析了采用正负双向调频和随机跳频的方法实现目标运动补偿(它主要是通过特殊的信号设计方法’使信号的模糊函数具有近似图钉形状(实际上’这种方法在D 3年代初即有人考虑)0J *(此外’文献)0K *提出了一种通过参差L M =实现运动补偿的方法’文献)0A *对此方法进行了进一步深入的研究’指出这种方法对雷达系统参数要求过于苛刻’因此实际上很难实用($G &各种多普勒效应补偿方法的分析N 有附加测速信息的运动补偿如果能够不断通过其它手段获得目标的速度信息’则运动目标的处理将十分简单’只要在;<<=处理之前’把目标运动的多普勒频率在相位中减掉即可’这可以通过一个简单的乘法运算来实现(这种补偿方法’在有搜索雷达引导的跟踪雷达系统中是可能的(这种方法的主要问题’是对目标运动速度的测量精度要求极高>为完全补偿掉一次相位误差’对测速精度的要求可以达到%?4@量级’这在一般的搜索雷达系统中是很难达到的(因此用这种方法很难完全消除多普勒的影响(但是用这种方法基本上可以消除二次相位的影响’因为这时对测速精度的要求为%33?4@量级(因此这种方法可以用它来做速度初补偿’以便消除二次相位的影响’使;O <=输出不再发散(这样’就可以为后续的进一步运动补偿奠定基础(P 利用距离变化率进行运动补偿对于有跟踪能力的雷达系统’可以通过跟踪滤波器获得目标运动的精确速度估值’并由此进行运动补偿(这种方法的主要问题’是目标运动状态和跟踪滤波器的设置(如果目标为匀速直线运动’则通过合适的跟踪滤波器即可以获得好的速度估计’并用于补偿目标运动造成的影响(这种方法对理想匀速运动目标应具有良好的效果’但是对于目标速度变化的情况’补偿效果一般不能令人满意)0C *(Q 脉冲多普勒测速方法这种方法是在频率步进工作过程中加入脉冲多普勒测速’以获得目标的速度估计(其中文献)%D ’03*所提的方法都属于这一类型(但是文献)%D *所提出的方法’其主要问题是帧周期很长’因此数据率很低>而且’在整个处理帧中’如果目标有加速度’则补偿的效果会变差(此外’为避免测速模糊问题’该方法必30R 航空学报第00S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S 卷须选择较小的!"#$这样就又存在测距模糊%而在文献&’()所提出的频域互相关法中$同样存在不模糊测速范围小的问题*其解决方案$是采用时域互相关法确定速度范围$但是根据该文的分析$时域互相关法的精度并不高%+二维高分辨率自测速方法所谓二维高分辨率自测速方法$就是在处理过程中$用多组速度值进行补偿$选出其中补偿最好的速度值$即可同时获得目标的距离,速度二维信息%文献&’-.’/)所提出的方案$都属于此种类型%由于这种方案需要选择最优的补偿速度$因此频率步进信号必须对速度的变化敏感$故必须选择具有近似图钉型模糊函数的随机跳频信号%其中文献&’-$’’)所提出的双向调频信号就是向图钉型模糊函数迈进了一步&’0)$但是它相对于线性步进频信号的好处只有123%文献&’4$’5)则提出了一种最优随机跳频序列的编码方案%这里$双向调频在实现中有很多问题$例如在目标存在多个散射中心的情况下如何判断散射点的配对情况%而且$对于目标加速运动的情况下$根据式6-’7$在正向和负向调频的两帧之间$目标运动速度也会发生变化$因此补偿的难度还会增加%而对于文献&’4$’5)所提出的随机跳频方案$需要进行二维高分辨率处理$因此信号处理量会大大增加%此外$89:$子波变换等方法$也都可以作为二维补偿方法的尝试%;帧间脉冲多普勒所谓帧间脉冲多普勒$也是一种可能的目标运动补偿算法%它是发射多个频率步进脉冲串$在不同脉冲串中相同载频的脉冲之间做脉冲多普勒测速处理*获得目标速度后$再做脉冲串内的<==#处理$获得目标的一维高分辨率距离像%但是这种方法的主要缺点$是有很大的测速模糊%>降阶处理估计目标运动参数由于目标运动速度造成的二次相位项实际上是一个线性调频项$因此可以采用线性调频信号处理中常用的降阶方法$但是测速精度相对较差%@A频率步进信号与B C D E F信号的兼容性要想在保证总带宽不变的条件下$提高频率步进信号的数据率$则应该减小频率步进的阶数G$提高单个子脉冲的带宽H I*但是提高子脉冲的带宽意味着脉冲时宽J的减小$因此信号的发射能量将减小$进而限制雷达的作用距离%要解决这一矛盾$可以采用线性调频信号6即K L M N O信号7作为频率步进的子脉冲$文献&-’)称之为P调频步进雷达信号Q*这种信号的优点是在保持频率步进发射信号脉宽J和总带宽R不变的同时减小步进阶跃的周期数G$提高系统的数据率%或者是在R与G不变的条件下增大J$提高发射能量%这种信号在实现距离高分辨率方面具有K L M N O信号和频率步进信号的优点%6-7调频步进信号形式及基本处理策略调频步进信号第S个字脉冲的形式如下式所示T6U7V-W GX G,-S V(Y6U,S Z N7[\O&]’^S H I)_ [\O&]’^I(U)V-W GJX G,-S V(N[‘aU,S Z Nb cJ_ [\O&]^d6U,S Z N7’)[\O&]’^S H I)_[\O&]’^I(U)6-’7其中e Y6U7V-W JN[‘aUb c J[]^d6U,S Z N7’为K L M N O子脉冲*d V H I f J是调频斜率%可见调频步进的信号带宽依然为GH I%对上述信号进行混频后有如下结果T6U7V XG,-S V(g S N[‘aU,S Z N,’6h,i U7f jb cJ_ [\O k]^d&U,S Z N,’6h,i U7f j7)’l_[\O&,]’^S H I’6h,i U7f j)_[\O&,]’^I(’6h,i U7f j)6-47文献&-’)指出$对调频步进信号的处理可以分’个步骤e首先在各个子脉冲内进行K L M N O脉冲压缩*其次在脉冲压缩后进行各脉冲之间的<:=#处理%当目标速度为(时处理结果依然为式617所示$距离分辨率提高了G倍%对频率步进信号作<==#处理时$要求信号在各脉冲之间具有严格的相位关系$因此K L M N O 信号脉压后信号相位的变化是这种信号处理中最关键的问题%如果目标速度i m($则雷达视频回波的幅度和相位都会发生复杂的变化%6’7调频步进信号的多普勒效应分析由于调频步进信号的视频回波在不同!"#之间的变化与频率步进信号相同$因此在信号处理上要重点分析目标运动对子脉冲压缩的影响%文献&-’)指出$如果要求目标在G个!"#之内的最大时移为半个脉压后的距离单元$则要求雷达系统参数设计应该满足’i GZ N f no-f6’p I7而多普勒效应对K L M N O信号脉压产生的幅度变化q耦合时移q相位变化对<==#的影响基本可以-’r增刊毛二可等es s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s s频率步进雷达数字信号处理忽略不计!这是因为"#$%&信号数据率较高’是一种非多普勒敏感形信号!当参数设计合理的条件下’对于调频步进信号处理的多普勒补偿的主要问题仍然是在())*阶段!而采用调频步进体制可以有效的减小+的值’减轻多普勒效应对())*的影响!,-.调频步进数字信号处理的实现根据以上分析’可以给出一个调频步进信号处理的实现方案’如图/所示!图/调频步进数字信号处理机功能框图)$01/234567$80%894:;#<7$0$;83=$0>83&%45<==4%:4%)?=;<&@:%<A B <>5C%878%<5#4由于这个方案的数据具有运算复杂D 数据量大等特点’对数字信号处理器的设计具有较高的要求!选用多片*?E -F G "H I 作为核心J E K 芯片!该芯片采用了甚长指令字,L M (N .的体系结构O 片内有P 个并行处理单元’可同时运行P 条指令Q 其最高时钟频率可达F G G ?R S ’单指令周期为T >=’因此最大处理能力为U H G G ?(K =!采用这种芯片实现该方案在速度上具有极大的优势!V 1W 频率步进与圆锥扫描兼容性的研究在现代跟踪雷达中’通常在要求系统具有精细的距离分辨率的同时获得准确的角度信息!采用圆锥扫描方法获得目标角度是一种经典的技术’它利用目标回波的幅度变化来获得角度信息’由于其技术较为成熟’已经得到了广泛的运用!锥扫频率步进信号就是这二者的结合’该信号具有在保证距离高分辨率的同时实现精确测角的特点!,U .锥扫频率步进信号形式及基本处理策略设角误差信号测角率为X ’它表示单位角误差信号所引起的调制度Q 天线锥扫频率为Y 8Q 雷达位于Z [点’扫描圆心为Z Q 目标位于\点Q ]轴代表天线锥扫的基准时刻Q 角误差信号为^Q _G 是锥扫信号的初相位Q ‘]’‘a 分别为方位和俯仰角度’如图T 所示!显然’在天线锥扫一周的时间内’可以有b cU d ,Y 8+e %.帧的数据!当目标速度为G 时’对于第f 帧中第g个脉冲’则锥扫频率步进的表达式为],g .c h U i X ^54=j F 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雷达大带宽信号的特征提取与信号重构
雷达大带宽信号的特征提取与信号重构标题：雷达大带宽信号的特征提取与信号重构【前言】雷达技术在现代军事、航空、太空以及地质勘探等众多领域起到了至关重要的作用。
随着科技的进步，雷达信号的带宽也越来越宽，这对信号的特征提取和重构提出了新的挑战。
本文将深入探讨如何针对雷达大带宽信号进行特征提取和信号重构的方法和技术。
【1. 大带宽信号的特征提取】大带宽信号的特征提取是对雷达接收到的复杂信号进行分析和辨认的过程。
以下列举了几种用于大带宽信号特征提取的常用方法：1.1 目标分类目标分类是识别雷达回波中的目标类型和属性的过程。
在大带宽信号中，目标的回波波形可能受到多种因素的影响，如目标形状、材料、角度等。
通过提取回波波形的频率、幅度、相位等特征，可以实现目标的分类和属性分析。
1.2 极化分析大带宽信号通常包含多种极化分量，极化分析可以提供目标的极化特征信息。
通过分析回波信号的偏振特性，可以对目标的形状、结构以及材料属性进行识别和分析。
极化分析方法包括极化散射矩阵分析、极化合成孔径雷达（PolSAR）等。
1.3 时频分析时频分析是将信号的频率和时间信息进行联合分析的方法。
大带宽信号具有较高的频率分辨率和时间分辨率，时频分析可以揭示信号的瞬态特性和频谱变化。
常见的时频分析方法有短时傅里叶变换（STFT）、小波变换（WT）、脊波分析等。
【2. 大带宽信号的信号重构】大带宽信号的信号重构是指通过对接收到的复杂信号进行处理，恢复出原始信号的过程。
以下列举了几种用于大带宽信号信号重构的常用方法：2.1 压缩感知技术压缩感知技术是一种基于采样和重建的新型信号处理方法。
通过选择合适的随机测量矩阵和正交基，可以以较低的采样率获取到信号的稀疏表示。
然后使用重建算法恢复出信号的完整信息。
压缩感知技术在大带宽信号的重构中具有较好的效果。
2.2 小波重构技术小波变换被广泛应用在信号处理领域，可以将信号分解成不同频率的子带。
对于大带宽信号，可以选择适当的小波基函数对信号进行小波分解，并通过阈值去噪和子带重构来恢复出原始信号。
雷达图像目标特征提取方法研究
雷达图像目标特征提取方法研究雷达图像目标特征提取方法研究摘要：雷达图像目标特征提取是雷达信号处理与目标检测领域的重要问题之一。
本文对雷达图像目标特征提取的方法进行了研究。
首先，介绍了雷达图像目标特征提取的背景和意义。
然后，详细介绍了常用的目标特征提取方法，包括基于峰值搜索、基于形状的特征提取和基于纹理的特征提取等。
接着，针对不同方法的优缺点进行了分析比较，并总结了目标特征提取方法的发展趋势。
最后，对未来的研究方向和挑战进行了展望。
关键词：雷达图像；目标特征提取；峰值搜索；形状特征提取；纹理特征提取1. 引言雷达图像目标特征提取是为了从雷达图像中提取目标的一些重要特征信息，用以支持雷达信号处理和目标检测。
目标特征提取是雷达图像处理领域的基础研究内容之一，具有重要的理论意义和实际应用价值。
通过对雷达图像目标特征的提取，可实现目标的分类识别、目标边界的提取、目标形态的表征等目标检测任务，为雷达系统的目标跟踪、目标识别和目标定位提供有效的支撑。
2. 目标特征提取方法2.1 峰值搜索方法峰值搜索方法是一种利用雷达图像的强度信息来定位目标的方法。
该方法通过搜索雷达图像中的亮点（即峰值），来确定目标的位置。
峰值搜索方法简单直观，适用于强度差异较大的目标，但对于强度差异较小的目标效果较差。
2.2 形状特征提取方法形状特征提取方法是通过对雷达图像目标的形状信息进行分析和提取，实现目标的检测和识别。
该方法可以从目标的边界信息、轮廓信息、几何特征等角度入手，提取目标的形状特征。
形状特征提取方法具有一定的鲁棒性和稳定性，适用于目标形状复杂、目标边缘清晰的情况。
2.3 纹理特征提取方法纹理特征提取方法是通过分析目标的纹理信息，实现目标的检测和识别。
该方法可以从目标的纹理方向、纹理频率等角度入手，提取目标的纹理特征。
纹理特征提取方法适用于目标纹理明显的情况，可以有效区分不同的目标类别。
3. 方法比较与分析从上述介绍可以看出，峰值搜索方法简单直观，适用于强度差异较大的目标，但对于强度差异较小的目标效果较差。
雷达目标识别的特征提取与分类算法研究
雷达目标识别的特征提取与分类算法研究随着科技的发展，雷达目标识别在军事、航空航天、交通运输等领域中扮演着重要的角色。
在雷达目标识别过程中，特征提取和分类算法是关键的环节。
本文将探讨雷达目标识别中的特征提取方法和分类算法的研究进展。
一、特征提取方法雷达目标识别的特征提取是从雷达信号中提取有助于目标分类的信息。
常见的特征提取方法包括时域特征分析、频域特征分析和小波变换特征分析。
1. 时域特征分析时域特征分析是从雷达信号的时间序列中提取特征。
常用的时域特征包括脉冲重复频率（PRF）、脉宽、脉冲间隔、雷达信号的幅度、相位等。
这些特征能够描述目标的运动状态和形状信息。
2. 频域特征分析频域特征分析是从雷达信号的频谱中提取特征。
常见的频域特征包括雷达信号的峰值功率、频率分量的分布情况、频率分量的变化规律等。
通过频域特征可以分析目标的散射特性和频率特征。
3. 小波变换特征分析小波变换特征分析是将雷达信号通过小波变换将其分解成不同尺度和频率的子信号，然后提取子信号的特征。
小波变换具有时域和频域的优点，能够提取目标的局部和全局特征。
二、分类算法分类算法是根据目标的特征将其划分到不同的类别中。
常见的分类算法包括支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）和决策树等。
1. 支持向量机支持向量机是一种基于统计学习理论的分类算法。
它能够通过建立一个高维的超平面来进行分类，并找到最优的划分边界。
支持向量机具有较强的泛化能力，适用于高维特征的分类问题。
2. 人工神经网络人工神经网络是一种模仿人脑神经元网络的算法。
它通过训练神经网络的连接权值和阈值，实现对目标的分类。
人工神经网络具有较强的非线性拟合能力，适用于目标特征复杂的分类问题。
3. 决策树决策树是一种基于分支选择的分类算法。
它通过分析特征的重要性和属性的取值情况，逐步建立一个树状的决策模型。
决策树具有可解释性强的优点，适用于目标特征具有明显划分规律的分类问题。
三、研究进展目前，雷达目标识别的特征提取与分类算法研究正在不断深入和发展。
微动目标雷达特征提取、成像与识别研究进展
微动目标雷达特征提取、成像与识别研究进展
张群;胡健;罗迎;陈怡君
【期刊名称】《雷达学报》
【年(卷),期】2018(7)5
【摘要】微动目标的雷达特征提取、成像与识别技术是雷达目标精确识别领域极具发展潜力的研究方向之一。
该文首先简要阐述了微动的相关概念,然后综述了近年来微动目标回波建模、微动特征提取、微动目标成像以及基于微动特征的雷达目标分类与识别等方面的研究现状,并介绍了几种典型前沿应用,最后对微动目标雷达特征提取、成像与识别的研究发展趋势进行了展望。
【总页数】17页(P531-547)
【关键词】微动;微多普勒;特征提取;雷达成像;目标识别
【作者】张群;胡健;罗迎;陈怡君
【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安710077;复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室,上海200433;中国人民解放军95633部队,邛崃611531;武警工程大学信息工程学院,西安710086
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
1.频率步进宽带雷达微动目标成像特征提取与分析 [J], 胡光;马怀诗;黄丹;殷丕磊
2.弹道目标宽带雷达干涉式三维成像与微动特征提取 [J], 胡健;罗迎;张群;孙玉雪;
胡超
3.太赫兹雷达目标微动特征提取研究进展 [J], 杨琪;邓彬;王宏强;秦玉亮
4.组网雷达中弹道目标微动特征提取与识别综述 [J], 冯存前;李靖卿;贺思三;张豪
5.空间旋转目标窄带雷达干涉式三维成像与微动特征提取 [J], 胡健;罗迎;张群;康乐;何其芳
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摘
要： 由 于 目标 微 动 特 征 能 够 确 定 目标 一 些 独 特 的性 质 ， 因此 利 用 高 分 辨 雷 达 信 号对 目标 的微 动 参 数 进 行
提取 ， 对 于 目标 的分 类 、 识别、 成 像 具 有 重 要 意 义 。频 率 步 进 雷 达 信 号 作 为一 种 重 要 的高 分 辨 雷 达 信 号 ， 已 经 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 文 中 研 究 了 微 动 目标 的 成 像 特 征 提 取 方 法 ， 实现 了对 Ｅ ｔ 标微动参数 的提取 ， 同 时 分 析 了 速度估计误差的影响 ， 并 给 出 了相 应 的参 数 设 计 准则 ， 最 后 通 过 计 算 机 仿 真 结 果 表 明 文 中 方法 简单 有 效 。 关键词 ： 频 率 步进 ； 高分辨 ； 微 动
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频 率 步 进 宽 带雷 达微 动 目标 成 像特 征 提 取 与分析
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