基于JEM效应的飞机目标分类方法研究

发布时间：2021-04-15 09:14

近年来,微多普勒效应被广泛地应用于雷达目标分类与识别。目标微多普勒特征能够反映目标的运动特性和几何结构,因此,我们利用目标的微多普勒特征的差异可实现目标的分类。直升机、螺旋桨飞机和喷气式飞机的旋翼对雷达回波会产生周期性调制,这种调制即雷达回波的喷气引擎调制(JEM)。三类飞机具有不同的JEM特性,利用这种差异,我们可以实现三类飞机目标的分类。论文的主要内容可概括为如下三个部分:第一部分,在前人工作的基础上,分别建立了水平旋翼的雷达回波参数模型和垂直旋翼的雷达回波参数模型;利用基于推导参数模型得到的仿真数据和通过FEKO电磁计算得到的仿真数据,我们对比分析了直升机、螺旋桨飞机和喷气式飞机旋翼的JEM特性的差异。第二部分,介绍了基于时域、多普勒域和特征谱域的几种已有特征提取方法,并提出了一种新的能反映时域信号周期特性的时域相关性特征。基于仿真数据和实测数据,通过实验证明了时域相关性特征对脉冲重复频率的要求相对较低,即当多普勒谱有一定程度的混叠,多普勒域特征分类性能下降时,时域相关性特征仍能表现出相对较好的分类性能。第三部分,通过角域划分、特征选择的方法提升了三类飞机的分类正确率。这部分的工作中,我们首先分析了旋翼的时域回波和对应特征随方位角的变化情况,并提出了一种角域划分的方法,通过角域划分减小了同一角域内提取的飞机旋翼特征的分布范围;然后,我们介绍了线性RVM的基本原理,以及基于线性RVM的特征选择方法;最后通过实验证明,角域划分能够提升三类飞机的分类正确率,在此基础上,我们在不同角域内进行了特征选择,分类正确率可以得到进一步提升。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN957.51;V271

文章目录

摘要

ABSTRACT

符号对照表

缩略语对照表

第一章绪论

1.1 飞机目标分类的研究背景及意义

1.2 飞机目标分类的研究现状

1.3 本文内容安排

第二章旋翼回波参数模型建模及JEM调制特性分析

2.1 水平旋翼的飞机目标雷达回波参数模型

2.1.1 点模型的建立

2.1.2 理想单发多叶旋翼合成回波的详细推导

2.1.3 单发旋翼回波复包络的多普勒域分析

2.1.4 桨叶角调制的旋翼回波

2.1.5 多发旋翼的合成回波

2.2 垂直旋翼的飞机目标雷达回波参数模型

2.2.1 简单的垂直旋翼雷达回波参数模型

2.2.2 改进的垂直旋翼雷达回波参数模型

2.3 三类飞机旋翼JEM调制特征的分析

2.3.1 飞机旋翼的结构特征及工作方式

2.3.2 三类飞机旋翼回波仿真对比

2.4 相关雷达条件对飞机JEM调制特性的影响

2.4.1 雷达重复频率对飞机JEM调制的影响

2.4.2 雷达驻留时间对飞机JEM调制的影响

2.5 本章小结

第三章基于飞机目标JEM特性的特征提取方法

3.1 利用几种已有的特征实现飞机目标分类的方法

3.1.1 雷达回波的预处理

3.1.2 几种已有的基于JEM特性的特征提取方法

3.1.3 目标分类方法

3.2 基于时域相关性的飞机目标时域特征提取方法

3.2.1 时域相关性特征的基本原理

3.2.2 时域相关性特征的提取方法

3.3 基于时域相关性特征的三类飞机分类实验

3.3.1 基于仿真数据的时域相关性特征分类结果验证

3.3.2 基于实测数据的时域相关性特征分类结果验证

3.4 本章小结

第四章角域划分情况下的飞机目标分类方法

4.1 角域划分

4.1.1 不同方位角对旋翼回波的影响

4.1.2 不同方位角对特征提取的影响

4.1.3 自适应角域划分的方法

4.2 线性RVM原理

4.3 划分角域后的飞机目标分类实验

4.4 本章小结

第五章总结展望

5.1 内容总结

5.2 工作展望

附录

参考文献

致谢

作者简介

【相似文献】