地面运动金属目标毫米波探测识别技术研究

发布时间：2020-08-07 08:23

【摘要】：随着毫米波技术的快速发展,毫米波探测技术逐渐成为现代战争中获取地面运动金属目标信息的重要手段,利用毫米波辐射计及目标识别算法可有效实现对地面运动金属目标的探测和识别。本文首先论述了利用毫米波技术对地面运动金属目标探测、识别技术理论及方法；建立了利用毫米波辐射计对地面运动金属目标探测模型,依据不同物质的毫米波辐射特性的差异进行判断地面金属目标是否存在；根据Johnson判则对探测到的目标进行分类和识别,通过对该探测模型进行仿真,得出了毫米波辐射计天线波束与地面运动金属目标交会时输出的信号,进一步得出毫米波辐射计指标、弹体及其有效飞行高度等参数的基本范围。其次,为了能够实现对地面运动金属目标的精确打击,本文利用小波去噪方法对地面运动金属目标的探测信号进行了分析,提取对地面运动金属目标的探测信号,建立了运动金属目标的特征模板,利用模糊模式识别方法对未知目标的宽度、深度和能量等特征量进行分析研究；应用分形特征的识别方法对提取的特征量进行分析研究,分别得出毫米波辐射计对地面运动金属目标的识别率。然后,通过对地面伪金属目标探测信息的分析研究,得出了伪金属目标的辐射特性,通过其波形的特点可区分真伪目标。同时,结合几种运动方式的计算说明,讨论了金属目标运动方向对探测系统的探测结果的影响。最后,本文对地面运动金属目标的毫米波探测识别方法尚存在的问题进行了分析说明,以便在今后的工作中通过进一步研究,提高系统参数的精度,实现多种识别算法的复合,进一步提高系统的综合性能,实现对目标实时精确的打击。
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：E933
【图文】：

计工,全功率,原理框图

有实用价值的一种福射计，同时这种福射计的接收机是其他种福射计接收机的基逡逑础，因为该种接收机能够全天候的工作，每一时间都能接收探测到的信号，其工逡逑作原理框图如图２．１所示。逡逑＞Ｂ，Ｇ逦Ｃｄ逦ｒ逡逑、检波前逦、Ｉ平方率检逦、Ｉ低通滤波逦」化八。，逦口、。逡逑－一￣部分一￣■＂波器邋—器逦一￣？＂积分器逦逡逑天线。逡逑图２．１全功率福射计工作原理框图逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ａ邋ｂｌｏｃｋ邋出ａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｗｈｏｌｅ邋ｐｏｗｅｒ邋ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ逡逑检波前部分包括射频放大器、混频器、本振和中放，其中对于直接检波式福射逡逑计没有本振和混频器，目的是使整个系统单片化，降低系统噪声温度，从而在功逡逑耗、稳定度、体积、一致性和生产规模等方面有质的提升。全功率福射计系统中，逡逑－９－逡逑

平行运动,金属目标,天线扫描,天线波束扫描

毫米波福射计的天线波束扫描金属目标时，存在金属目标运动与扫描天线波束逡逑的方向性。主要存在两大情况：逡逑１）天线扫描金属目标的边长，如图３．２所示逡逑个Ｙ逡逑Ｉ逦１逦＇‘目逦Ｉ逦１邋弓逡逑金属ａ标逦Ｉ逦金属目标逦媭逡逑动逦动逡逑方逦Ｍ逦方逡逑Ｎ逦向逦向逡逑Ｍ逡逑天线扫描方向邋＞逦天线６描方Ｓ邋＞逡逑（１）邋（２）逡逑０逡逑图３．２弹与目标的平行运动分析逡逑Ｆ＂ｉｇ．３．２邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｐａｒａｌｌｅｌ邋ｍｏｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｂｏｍｂｓ邋ａｎｄ邋ｔａｒｇｅｔ逡逑图３．２的（１）表示金属目标速度Ｖ在０巧平面上沿ｙ轴的正方向运动，（２）逡逑表示金属目标Ｗ速度Ｖ在０巧平面上沿ｙ轴的负方向运动，弹载的天线扫描方向为逡逑Ｘ轴的正方向，积分时间为０．１８７５ｍｓ，弹飞行速度为ｖ0＝３００ｍ／ｓ，若金属目标处逡逑于静止状态，那么天线扫描轨迹为ＯＮ，若一般的金属目标Ｗ邋Ｖ邋＝邋２０ｍ／ｓ的速度行驶，逡逑在相对运动的情况下，天线波束扫描轨迹由ＯＮ变为ＯＭ，根据设定的参数，金属逡逑目标的尺寸为７．９ｍｘ３．６５ｍ，得出天线扫描运动或静止的金属目标的影响，如下：逡逑■Ｓ■二邋Ｖ／邋二邋ＭＮ邋＝邋２０ｍ／ｓｘ0．１８７５ｍｓ＝０．００３７５ｍ逦（３－９）逡逑由于邋ＯＮ＝３．６５ｍ，则逦＋ＯｎＳ邋？邋３．６５ｍ逡逑由此看出金属目杨的运动对天线波束扫描影响很小

夹角,目标,金属目标,天线扫描

逡逑巧天线扫描金属目标的对角线，如图３．３所示逡逑Ｎ0邋逦邋。逡逑＾属目标逦胃逦Ｖ逡逑＿＿Ａ＾ｎ逦弹飞行方向逡逑ｙ邋Ｍ邋＼逦？逡逑／天线扫描方向逡逑图３．３弹与目标成９０°＋ａ度夹角的运动分析逡逑Ｆｉｇ．邋３．３邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｍｏｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｂｏｍｂｓ邋ａｎｄ邋ｔａｒｇｅｔ邋ｗｉｔｈ邋９０°＋ａ逡逑图３．３表示金属目标Ｗ速度Ｖ在ｗｙ平面上沿ｙ轴的正方向运动，弹载的天线扫逡逑描方向金属目标对角线方向，积分时间为Ｏ．ｌＳ＾ｍｓ，弹飞行速度为Ｖ０＝３ＯＯｍｙｓ，逡逑若金属目标处于静止状态，那么天线扫描轨迹为ＯＮ，若一般的金属目标Ｗ逡逑ｖ邋＝邋２０ｍ／ｓ的速度行驶，在相对运动的情况下，天线波束扫描轨迹由ＯＮ变为ＯＭ，逡逑根据设定的参数，金属目标的尺寸为７．９ｍｘ３．６５ｍ，得出天线扫描运动或静止的金逡逑属目标的影响，如下：逡逑Ｓ邋＝邋Ｗ邋＝邋ＭＴ邋＝邋２０ｍ／ｓ邋Ｘ邋０．１８７５ｍｓ＝０．００３７５ｍ逦（３－１０）逡逑又因为邋０Ｎ＝３．６５２？Ｋ７．９２邋＝８．７０２４４ｍ，ＭＮ＝＊＾邋＝邋—．邋，逦＇邋＝邋０．００４１３ｍ逡逑ｓｉｎａ邋７．９／Ｖ７．９＇＋３．６５＇逡逑贝ｉｊ

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