当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

微多普勒效应在飞机目标分类中的应用研究

发布时间:2019-01-27 09:38
【摘要】:飞机作为现代战争的主要作战工具之一,对战争的胜利起着关键作用。飞机上旋转部件的微运动会对雷达回波产生周期性的频率调制,从而使不同飞机目标表现出不同的微多普勒特性,这对于研究飞机目标分类技术具有重要的指导意义和实用价值。本文在分析了微多普勒效应产生机理的基础上,旨在对飞机目标分类中的特征提取方法进行深入研究。主要完成工作如下:第一,针对直升机、螺旋桨飞机、喷气式飞机三种飞机目标,推导了其旋转部件调制回波理想参数模型,分别研究了飞机参数尾旋翼、发动机个数、桨叶角和雷达参数脉冲重复频率、波束驻留时间以及发射波长对三类飞机旋转部件调制回波的影响。从特征类间差异性和类内聚集性的角度,对比提取了时域二阶矩、时域波形熵、幅度相对量和相位相对量四个特征组成目标分类的特征向量,并利用支撑向量机分类器对三类飞机实现分类。实验结果表明提取的特征向量在信噪比较高时可以有效地对飞机进行分类,并且分类效果随信噪比升高而提高,这四种特征简单易实现,计算复杂度也低,所以有利于工程实现。第二,由于提取喷气引擎调制特征要求回波至少要包含一个完整的目标转动周期,而当雷达工作在扫描状态下时,通常很难满足这一条件,所以针对这种情况,本文提出了一种基于部分周期数据的扫描雷达目标微多普勒参数估计方法。该方法首先通过时频分析技术将信号变换到时频域,从回波信号的时频域中提取出部分周期的微多普勒信号,对转动目标分析可知其微多普勒信号可以通过正弦信号的形式表示,利用正弦函数的性质,可以估计出目标转动频率和转动幅度,从而可以估计出目标转动半径。转动半径作为目标的固有特性,反映目标的结构信息和运动特征,为目标识别和分类提供了有力依据,更为完整地描述了转动目标的运动细节。仿真实验通过与Hough变换方法的对比表明本文方法具有更高的精度和较低的复杂度,并利用实测数据验证了该方法的有效性和鲁棒性。
[Abstract]:Aircraft, as one of the main combat tools in modern warfare, plays a key role in the victory of war. The micromotion of rotating parts on the aircraft produces periodic frequency modulation of radar echo, which makes different aircraft targets exhibit different micro-Doppler characteristics. It has important guiding significance and practical value for the research of aircraft target classification technology. Based on the analysis of the mechanism of micro-Doppler effect, this paper aims to study the feature extraction method in aircraft target classification. The main work is as follows: first, for the helicopter, propeller aircraft and jet aircraft, the ideal parameter model of the modulation echo of the rotating parts is derived, and the tail rotor and the number of engines are studied respectively. The effects of blade angle, pulse repetition frequency of radar parameters, beam-dwell time and emission wavelength on the modulation echo of three kinds of aircraft rotating components. From the point of view of inter-class difference and intra-class aggregation, the second moment, waveform entropy, amplitude relative and phase relative feature of target classification are extracted, and the feature vectors of target classification are compared and extracted, which include the second moment in time domain, the waveform entropy in time domain, the relative amplitude and the relative value in phase. Support vector machine classifier is used to classify three kinds of aircraft. The experimental results show that the extracted feature vectors can effectively classify aircraft when the SNR is high, and the classification effect increases with the increase of SNR. These four features are simple and easy to implement, and the computational complexity is also low. So it is beneficial to project realization. Second, because the extraction of jet engine modulation features requires at least a complete target rotation period to be included in the echo, it is usually difficult to satisfy this condition when the radar is operating in a scanning state, so in this case, In this paper, a method for estimating micro-Doppler parameters of scanning radar targets based on partial periodic data is proposed. Firstly, the time-frequency analysis technique is used to transform the signal into time-frequency domain, and the partial periodic micro-Doppler signal is extracted from the time-frequency domain of the echo signal. The microDoppler signal can be expressed in the form of sinusoidal signal. By using the properties of sinusoidal function, the rotational frequency and amplitude of the target can be estimated, and the rotation radius of the target can be estimated. As the inherent characteristic of the target, the rotational radius reflects the structure information and motion characteristics of the target, and provides a powerful basis for target recognition and classification, and describes the moving details of the rotating target more completely. The simulation results show that the proposed method has higher accuracy and lower complexity than the Hough transform method. The effectiveness and robustness of the proposed method are verified by using the measured data.
【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】:E926.3;TN957.51

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 冯武;陈俊;;基于TMS6678和XC6VLX240的通用雷达信号处理板设计[J];电子世界;2014年04期

2 赵晨光;;现代雷达信号处理及其发展趋势探析[J];电子技术与软件工程;2014年05期

3 林乃昌;杨晓翔;林文剑;朱志彬;;基于改进的KPCA的TOFD图像缺陷识别方法[J];福州大学学报(自然科学版);2014年02期

4 曹国海;王运锋;;航管雷达一二次融合异常情况分析[J];电讯技术;2014年04期

5 杨广玉;纵瑞方;徐振华;;一种空间目标速度测量方法的研究与实现[J];电子设计工程;2014年07期

6 李春锋;康天军;梁治科;陈建军;;基于PD处理技术的雷达弱信号检测方法[J];飞行器测控学报;2014年02期

7 李思奇;陈怀新;;基于联合概率加权的高分辨雷达目标点迹处理[J];电讯技术;2014年06期

8 吴海军;陆建兵;;全固态双线偏振多普勒天气雷达系统设计[J];信息化研究;2014年04期

9 徐飞;;基于FPGA的一种MTD滤波器组设计与实现[J];电子技术与软件工程;2014年02期

10 王冉;金繁;;基于DDS技术的线性调频脉冲信号的产生[J];电子设计工程;2014年16期

相关博士学位论文 前4条

1 王鞠庭;MIMO雷达信号处理:目标检测与角度估计[D];南京理工大学;2010年

2 杨涛;MIMO雷达波形设计与实时处理系统研究[D];西安电子科技大学;2014年

3 卢锦;基于粒子滤波的微弱雷达目标检测方法[D];西安电子科技大学;2014年

4 陈思佳;非均匀强杂波下的目标检测问题研究[D];电子科技大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 李鸿杰;XX雷达杂波抑制方法研究[D];南京航空航天大学;2010年

2 张莹莹;机载阵列雷达系统建模与仿真[D];西安电子科技大学;2013年

3 曹阳;基于6678多核DSP的相位编码雷达信号处理[D];南京理工大学;2014年

4 王霞;高速目标的跨距离门长时间积累研究[D];南京理工大学;2014年

5 刘铭;基于相位编码的MIMO雷达的信号处理研究[D];南京理工大学;2014年

6 冀航;基于组态技术的通用运载火箭遥测数据处理平台研究与实现[D];南京理工大学;2013年

7 官林海;地面三坐标情报雷达中PD工作方式的研究[D];南京理工大学;2013年

8 易丽;基于改进Morlet小波的雷达信号脉内特征提取算法研究[D];湖南大学;2013年

9 李佳欢;雷达目标模拟系统中环境特性的建模与分析[D];长春理工大学;2013年

10 谭春花;FMCW信号源线性化技术研究[D];中北大学;2014年



本文编号:2416142

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2416142.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户4dd8f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com