雷达目标特征信息的分析及应用

Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｒ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｒ ｆｅ ｔ ｈ ｎ ｒ ｎ ｅ ｏｆｔ ｒ ｅ ， ａ ｅ ｕｓ ｄ ｔ ｄ ｎ ｉｙ ｓｒ ｃ ： ａ ｇ ｔ ｆ ａ ｕ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｅ ｌ ｃ ｓ ｔ ｅ ｉ ｈｅ ｅ ｃ ａ ｇ ｔ ｃ ｎ ｂ ｅ ｏ ｉ ｅ ｔｆ ｔ ｅ ｔ ｒ ｅ ． ｉ ａ ｒ ｅ ｐａ ｉ ｔ ｓ ｈｏ ｔ ｘｔ ａ ｔｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ａ ｇ ｔｆ ａ ｕｒ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｉ ａ ｒ ｈ ａ ｇ ｔ Ｔｈ ｓ ｐ ｐｅ ｘ ｔａ ｅ ｗ Ｏ ｅ ｒ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｆｔ ｒ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｒ ｄａ
Ｈ ＵＡＮＧ Ｚｈｅ ， ｎ ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ
（ ． ｅ ７ ３ Ｉ ｓ ｉｕ ｅ ｏ Ｉ Ｙａ ｇ ｈ ｕ ２ ５ ０ Ｃｈ ｎ ； ． ｉ ９ ５ ０ ｏ ＩＡ ， ｌ ｎ １ ６ ２ ， ｉ ａ １ Ｔｈ ２ ｎ ｔ ｔ ｆＣＳ Ｃ， ｎ ｚ ｏ ２ ０ １， ｉ ａ ２ Ｕｎ ｔ １ ５ ｆＰ Ｄａ ｉ １ ０ ３ Ｃｈ ｎ ） ｔ ａ
在雷 达方程 的推导 过 程 中 ， 义 了 “ ” 定 点 目标 的
雷 达 截 面 积 ｄ２， ： ｒ］则 Ⅲ
Ｐ — Ｓ ａ （ ２）
图 １ 小 滑 窗 检 测 器 原 理 图
检测 准 则 和滑 窗 长度 的选 择 ： 根据 检 测 准则 第
２门限 最 佳 值 的 经验 公 式 ：Ｋ 一１ ５／ ， 如 滑 窗 ． ￣Ｎ 假
ｃ ｓ ｉ ｇ． ｅ ｓｎ
Ｋｅ ｒ ｓ：ａ ｇｅ ｅ ｔ ｅ； ａ ｒｅ ｈｏ； ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｔ ｒ ｔｆ ａ ｕｒ ｒ ｄａ ｃ ｄａ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎｇ
０ 引 言
雷 达 的最 终 目的是 为 了获 取 目标 的各 种有用 的 参 数信 息 ， 般雷 达 获取 的最 基本 的参 数 有 目标 的 一 方 位 、 离 、 角 、 速 和航 向等 。为 了对 目标进 一 距 仰 航
长度 Ｎ 分别定 义 为 ： ， ， ， 个 时 ， ９ ７５ ３ 检测 准 则 的第 ２ 门 限值 Ｋ 对应 分别 为 ５ ４ ３ ２ ， ， ， 。即在连续 ９个积 累
数中， 只要 有 ５个 点 迹 ， 认 为 发 现 目标 ； 连续 ７ 就 在
式 中 ： 为 目标 散 射 的 总 功 率 ； 为 照 射 的 功 率 Ｐ Ｓ
本 参数后 按照 一定 的格式送 给后 续 的航 迹处 理进 行
相 关 、 波 处 理 。对 于 大 目标 （ 岸 、 石 、 岛 屿 滤 海 礁 小
步识别 和分 析 ， 要提取 目标 的其 它特征 信息 ， 目 还 如
标 形状 、 寸 、 态和强 度等 。雷达 目标 特征信 息 隐 尺 姿 含 于雷 达 回波之 中 ， 过对 收 到 的 回波 信 号 进 一步 通 处理 、 统计 和分析 ， 以得 出雷 达 回波 幅 度 、 可 回波数
三一１ 个延迟单 元
动 目标 回波 的 幅度 主要 涉及 两方 面 ：１ 与 雷达 （）
探 测 的 关 系 ；２ 与 动 目标 散 射 特 性 的关 系 。 （）
对 同一 部 雷达 ， 雷 达 的位 置 、 射 功 率 、 线 在 发 天 增益 、 天线 转速 、 冲重 频 等 保 持 恒定 的情 况 下 ， 脉 回
数 器对 两者 之 间的探 测 脉 冲数计 数 ， 然后 统 计 所 计
凝 聚成 １ 目标 ， 通 过 对距 离 上 分 裂情 况 的统 计 个 但 和分 析可 以知道 目标在 距离 上 的尺 寸大小 特征 。
１ ３ 回波 幅 度 分 析 ．
脉 冲数 ， 当它 达 到预定 准则 时 ， 判决 为有 目标 。 才
密度 。
目标 回波强 弱 可 体现 为 回波 幅度 ， 因此 可 近似
认 为 目标 回波 的 幅度 越 大 ， 目标 的雷 达 截 面积 越
个 积 累数 中 ， 只要 有 ４个 点 迹 ， 就认 为发 现 目标 ， 其 它两种 情况 同 理 。对应 的情 况 ， 当规 定 窗 长 内 目标 点数 少于规 定值 时 ， 为 目标 结束 ， 认 比如 对 应上 面 ４
（． 舶 重 工集 团公 司 ７３所 ， 州 ２５ ０ ；． 放 军 ９ ５ ０部 队 ， 连 １ ６ ２ ） １船 ２ 扬 ２０ １２ 解 １５ 大 １０ ３
摘要： 目标特征信息反映 了目标的固有特性 ， 可用于 目 标的识别 。阐述了如何在雷达 数据 处理系统 中提 取出反映
目标 特 征 信 息 的 参 量 ， 将 其 应 用 于工 程 中 以提 高 航 迹 处 理 的 效 果 。 并
种情 况 ， 目标 数少 于等 于 ４ ３ ２ １时 ， 认为 目标 当 ，， ， 就 终 了 。具体 规定 的检 测准 则和 滑窗长 度可 以根据 实 际使用 的效 果进 行调 整 。
大 。对于静 止 的地 物 杂波 ， 其雷 达 截 面 积 保 持 相
对稳 定 ， 因此 目标 回波幅 度随 时间变 化较 小 。
在 雷达处 理 中 ， 对 １ 目标 ， 针 个 往往 会 在相邻 的 多个距 离单 元上 出 现满 足 要 求 的 回波 ， 就是 平 常 说
的距离 上 的 目标 分 裂 ， 以通 过 抗 分 裂 处理 把 目标 可
最 简单 的是 以小 滑窗 的第 ２门 限 Ｋ／ Ｌ为准 ， 开始 达 到它 时作为 起始 ， 重新 降到低 于 它时作 为终 了 ， 计 用
１ ４ 目标 径 向 速 度 分 析 ．
在对 运 动 目标 进行 检 测 时 ， 据 目标 的多普 勒 根 变化 ， 以测 出 目标 的径 向速 度 ， 于 同 一个 目标 ， 可 对 在很 短 的相邻 时间周 期 内 ， 以认为 是匀 速运 动 ， 可 说
首先 将 回波信 号 通过 检 测 门 限 电路 ， 门 限与 过
目标 回波携 带 了与 目标密 切 相关 的信息 ， 在进
行 目标提 取时 就要对 目标 回波 的各 种有 用 的参 量信 息进 行处 理和存 储 ： 回波 幅度 峰 值 、 值 ， 如 均 回波分
别 在方位 和距 离上 的分布情 况 ， 回波 的径 向速 度等 ，
对 目标 回波进 行分析 并在提 取 出相应特 征信 息和 基
当把 目标作 为 点 目标 时 ， 针对 机 械 扫描 雷达 来 说 ， 位上 目标 回波脉 冲个 数 ｎ代表 目标 方 位上 尺 方 寸 的大小 ， 算公 式如 下ｌ ： 计 ＿ 】 ］
日 ｆ
距离 的不 同 、 对 雷达 的角 度 不 同等 众 多条 件 的不 相
同， 目标 回波 的特征 也不尽 相 同 ， 目标在 不 同环境 对 和条 件下 的特 征进 行 研 究 和分 析 ， 目标 的分 类 和 对
１ ２ 目标 距 离 尺 寸 分 析 ．
测 提取 。小 滑窗检 测器 是窗 内 同时可积 累 的脉 冲数 Ｌ小 于天线 波束 打 到 目标 时 返 回的 回波 脉 冲数 Ｎ
的检测 器 。小滑 窗检 测 器 的优 点是 节 省 设备 、 用 通 性强 ， 它是二 进制 检测 器 中应 用得 最广 泛 的一 种 。 小 滑窗 检 测 器 主要 是 判 断 目标 的起 始 、 了 。 终
等） 中等 目标 （ 船 、 舰 、 、 渔 军 飞机 等 ） 小 目标 （ 弹 、 、 导
靶机、 无人机 等 ） 同一信 号处 理方式 下所 表现 出 的 在
目标 特征是不 一样 的 ， 分 有 效地 利 用 上 述 目标 特 充 征信 息 ， 可识 别 出不 同类 型 的 目标 。
１ １ 目标 方 位 尺 寸 分 析 ．
ｄ ｔ ｏ ｅ ｓ ｎ ｙ ｔ ｍ ， ｎｄ ａ ｐｌｅ ｔｔ ｎ ｎｅ ｒｎｇ ｉ ｒ ｅ ｏ ｉ ｐｒ ｖ ｈ ｆ ｅ ｔｏｆｔ ａ ｋ ｐ ｏ— ａ ａ ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ａ ｐ ｉ ｓ ｉ ｏ ｅ ｇｉ ｅ ｉ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｍ ｏ ｅ ｔ ｅ ｅ ｆ ｃ ｒ ｃ ｒ
ｎ ＝ ＝ ＝
＾ Ｃ Ｓ Ｏ Ｕ
＋ 是 Ｒ Ｒｓ ｃ
（） １
式 中 ： 。 为半 功率 天 线方 位 波 束 宽度 ｏ ； 为 天 ． ． ） 线 方位 扫 描 速度 （／ ） ｒ为雷 达 的 脉 冲重 复频 率 。ｓ ；ｆ
识别 具有 很 大的帮 助 ， 后 续 进一 步 的处 理提 供 了 对
Ｒ晒 为 目标 尺寸 ； 表示 １ 线性 函数 。 ｋ 个
２ 主 要 目标 特 征 参 量 的提 取
对 雷达 目标采 用 了小滑 窗检测 器 的方式进 行检
从公 式 （ ） １ 可看 出 目标 的 回波数 是 １个 稳 态 参 数 ， 其对 于静止 的地 物杂 波 ， 雷达横 截 面积相 对 尤 其 稳 定 ， 以回波个 数相 对稳定 ， 会 出现大 的跳跃 。 所 不
关 键词 ： 目标特征 ； 目标 回波 ； 数据处理
中 图 分 类 号 ： Ｎ ５．１ Ｔ ９７５
文 献标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：Ｎ ２１１（０２０—０４ ３ Ｃ ３—４３２１）２０４— ０
Ａｎ ｌ ｓ ｓ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆ Ｒａ ｒ Ｔａ ｇ ｔＦｅ ｔ ｒ ｎｆ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｙ ｉ ｎｄ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｄａ ｒ ｅ ａ ｕ ｅ Ｉ ｏ ｍ ｔｏ
更 多 的参 考 和手段 。
收 稿 日期 ：２ １ 一Ｏ 一１ ０２ ＝ ６ ｛
第 ２期
黄震 等 ： 雷达 目标特 征信 息 的分析 及应用
雷 达 的工 作 波 长 。
４ ５
（ ） 为 目标 仰 角 ； Ｈｚ ；
为 点 目标 产 生 的 积 累
脉冲数 Ｎ， 即天 线 波 束 扫 过 目标 时 收 到 的 脉 冲 串 ；
量和 回波 在空 间上 的分 布 等 多 种特 征 参 量 ， 此 可 据 以对 同类 目标 的相关 处理 提供更 多 的参 考依 据 。
１ 目标 特 征 的参 量 分 析
针对 不 同 的 目标 ， 达 收到 的 目标 回波特 征 是 雷 有 区别 的 ， 就是 针 对相 同 的 目标 ， 目标 态 势 的不 同 、
未过 门 限的分别 记 为“ ” “ ” 目标 回波 脉 冲 串被 １和 ０ ，
明短 时 间内 目标 的径 向速 度 是 比较稳 定 的 ， 目标 该 信 息 对后续 的 目标 进行 相 关 、 波 和 平 滑 处理 有 很 滤
大 的帮助 ， 求解 径 向速度 的公式 ＿ ： ２ ］
Ｖ 一 ／ ２ （） ３
２１ ０ ２年 ４月
舰 船 电 子 对 抗
ＳＨ Ｉ ＰＢ０ Ａ ＲＤ ＥＬＥＣＲ０ ＮＩ Ｃ０Ｕ Ｎ ＴＥＲ Ｍ ＥＡ ＳＵ ＲＥ Ｃ
Ａ ｐｒ ２ １ ． ０ ２
Ｖｏ１ ５ Ｎ Ｏ ．３ ．２
第 ３ ５卷第 ２期
雷达 目标 特 征 信 息 的分析 及 应 用
黄 震 张 慧 ，
波幅 度表现 为 与动 目标 散射 特性 的关 系 。 雷 达 是 通 过 目标 的 二 次 散 射 功 率 来 发 现 目标
的 ， 雷达 发射 功率一 定 的情况 下 ， 在 目标 回波 的强弱
主要 取决 于雷 达 散 射 截 面 积 ｄ 它 是 表 征 雷 达 目标 ｒ ，
对于 照射 电磁 波散射 能力 的 １ 物理 量 。 个
量化 为 ０ １序列 ， ， 然后 将此 信号 送至 滑窗 检测器 ， 由 滑窗 检测器 根据 起始 门 限和终 了 门限判 断出 目标 回 波信 号 的起 始 和终 了 。 目标尺 寸及距 离远 近不 同 而