末敏复合探测器技术与探测概率研究

发布时间：2021-11-12 20:18

　　本文研究了末敏探测器应用中,三模复合探测器——毫米波辐射计、长红外探测器和线性调频连续波（LFMCW）雷达信号输出、处理、特征提取和融合算法,以及在噪声背景中的探测概率。首先,根据坦克目标和地面背景的辐射特性差异,建立了辐射计和长红外探测器的圆锥扫描输出信号模型。根据散射中心理论,建立了典型坦克的一维距离像模型,并研究了一维距离像的成像影响因素。其次,根据末敏探测器下落过程中在地面的扫描轨迹和探测区域,建立了复合探测器的稳态扫描输出信号模型。并研究了输出信号的预处理和针对一维距离像物理结构的特征提取方法。接着,从特征层进行复合探测器的信息融合,以支持向量机（Support Vector Machine, SVM）作为信息融合算法展开深入研究,针对单分类支持向量机（One-Class SVM）对样本和特征值等值加权的缺点,提出了改进算法,并验证了改进算法的效果。然后,分析了探测器噪声的功率、幅度概率分布情况和提高信噪比的方法。提出了基于γ-f杂波后向散射系数模型的高分辨率LFMCW雷达的地杂波功率谱分布模型。通过统计的方法比较了不同信噪比的复合探测器虚警概率和探测概率。最后,根据设计要求... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状概述
    1.3 本文主要研究内容
2 复合传感探测器输出信号分析
    2.1 热辐射基本理论
    2.2 毫米波辐射计信号分析
        2.2.1 辐射计工作原理
        2.2.2 辐射计圆锥扫描输出信号
        2.2.3 辐射计圆锥扫描输出信号仿真
    2.3 长红外探测器信号分析
        2.3.1 长红外探测器工作原理
        2.3.2 长红外探测器圆锥扫描输出信号
        2.3.3 长红外探测器圆锥扫描输出信号仿真
    2.4 LFMCW雷达信号分析
        2.4.1 LFMCW雷达工作原理
        2.4.2 LFMCW雷达圆锥扫描输出信号
        2.4.3 LFMCW雷达圆锥扫描输出信号仿真
        2.4.4 LFMCW雷达成像影响因素
3 末敏探测器稳态扫描输出信号处理
    3.1 末敏探测器稳态扫描特征
        3.1.1 末敏探测器稳态扫描轨迹
        3.1.2 末敏探测器稳态扫描探测区域
    3.2 末敏探测器稳态扫描输出信号
        3.2.1 辐射计稳态扫描输出信号
        3.2.2 长红外探测器稳态扫描输出信号
        3.2.3 LFMCW雷达稳态扫描输出信号
    3.3 信号预处理
        3.3.1 硬件滤波器设计
        3.3.2 数字滤波器设计
    3.4 目标特征提取
        3.4.1 散射中心位置特征
        3.4.2 频谱特征
        3.4.3 最大互相关特征
        3.4.4 模板匹配度特征
    3.5 本章小结
4 复合算法研究与仿真
    4.1 多传感器信息融合算法
    4.2 支持向量机(SVM)算法
        4.2.1 线性支持向量机
        4.2.2 核函数
        4.2.3 C-SVM
        4.2.4 One-Class SVM
        4.2.5 改进的One-Class SVM
    4.3 实验仿真及分析
        4.3.1 算法实现及数据选择
        4.3.2 One-Class SVM识别效果
        4.3.3 改进的One-Class SVM识别效果
    4.4 本章小结
5 复合探测器探测概率分析
    5.1 复合探测器噪声
        5.1.1 噪声功率和幅度概率分布统计模型
        5.1.2 探测器信噪比提高
    5.2 LFMCW雷达地杂波
        5.2.1 杂波幅度概率分布统计模型
        5.2.2 杂波功率谱分布模型
        5.2.3 改进的LFMCW雷达地杂波功率谱分布模型
    5.3 复合探测器虚警概率
    5.4 复合探测器探测概率
    5.5 本章小结
6 末敏复合探测器硬件系统和外场实验
    6.1 硬件系统
    6.2 测试场景
    6.3 末敏复合探测器实测信号分析
        6.3.1 实测末敏复合探测器背景噪声
        6.3.2 实测模拟坦克目标辐射计信号
        6.3.3 实测模拟坦克目标长红外探测器信号
        6.3.4 实测模拟坦克目标LFMCW雷达信号
    6.4 SVM算法实测数据验证
        6.4.1 实测数据采集
        6.4.2 实测数据探测概率
    6.5 本章小结
7 总结与展望
致谢
参考文献
附录A


【参考文献】：
期刊论文
[1]国外末敏弹发展概述[J]. 崔瀚,焦志刚.  飞航导弹. 2015(02)
[2]末敏弹稳态扫描段扫描间隔对射击效果的影响分析[J]. 程杰,张凌海.  电脑知识与技术. 2014(20)
[3]目标识别中多传感器信息融合算法比较[J]. 蒋晓瑜,梁浩聪,王加,张旭帆.  计算机系统应用. 2013(04)
[4]复杂探测背景下的LFMCW雷达动目标二维检测方法[J]. 侯志,缪晨,张金栋,吴文.  西安电子科技大学学报. 2011(04)
[5]地空导弹武器控制弹道建模仿真调试及校验方法[J]. 王润平,张五洲,王虎林,李建坤.  火力与指挥控制. 2010(06)
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[3]3mm波段主被动复合探测技术研究[D]. 杨国.南京理工大学 2006
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硕士论文
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[2]强地杂波背景下毫米波引信精确定距方法[D]. 全闵.西安电子科技大学 2014
[3]宽带雷达地面目标识别算法与系统设计[D]. 马筱青.西安电子科技大学 2014
[4]基于SVM的三维人脸建模技术研究[D]. 霍牛义.湖南科技大学 2013
[5]基于变量加权的核函数的SVM及其应用研究[D]. 胡蕾.湖南大学 2013
[6]基于毫米波辐射计的目标检测技术研究[D]. 苏建中.电子科技大学 2012
[7]加权支持向量机若干算法的研究及其应用[D]. 廖明.湖南大学 2011
[8]无伞末敏弹稳态扫描运动模型与计算方法研究[D]. 周思渊.南京理工大学 2010
[9]基于统计特性的宽带雷达信号检测方法研究[D]. 张广宇.电子科技大学 2010
[10]基于核函数的雷达一维距离像目标识别方法研究[D]. 吴宗亮.电子科技大学 2009



本文编号：3491592