雷达的目标识别技术

雷达的目标识别技术

摘要：

对雷达自动目标识别技术和雷达目标识别过程进行了简要回顾，研究了相控阵雷达系统中多目标跟踪识别的重复检测问题提出了角度相关区算法，分析了实现中的若干问题，通过在相控阵雷达地址系统中进行的地址实验和结果分析表明:采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时将使识别的目标信息更精确从而能更早地形成稳定的航迹达到对目标的准确识别。

一．引言

随着科学技术的发展，雷达目标识别技术越来越引起人们的广泛关注，在国防及未来战争中扮演着重要角色。地面雷达目标识别技术目前主要有-Se方式，分别是一维距离成象技术、极化成象技术和目标振动声音频谱识别技术。

1．一维距离成象技术

一维距离成象技术是将合成孔径雷达中的距离成象技术应用于地面雷达。信号带宽与时间分辨率成反比。例如一尖脉冲信号经过一窄带滤波器后宽度变宽、时间模糊变大。其基本原理如图1所示。

2．极化成象技术

电磁波是由电场和磁场组成的。若电场方向是固定的，例如为水

平方向或垂直方向，则叫做线性极化电磁波。线性极化电磁波的反射与目标的形状密切相关。当目标长尺寸的方向与电场的方向一致时，反射系数增大，反之减小。根据这一特征，向目标发射不同极化方向的线性极化电磁波，分别接收它们反射(散射)的回波。通过计算目标散射矩阵便可以识别目标的形状。该方法对复杂形状的目标识别很困难。

3．目标振动声音频谱识别技术

根据多普勒原理，目标的振动、旋转翼旋转将引起发射电磁波的频率移动。通过解调反射电磁波的频率调制，复现目标振动频谱。根据目标振动频谱进行目标识别。

传统上我国地面雷达主要通过两个方面进行目标识别：回波宽度和波色图。点状目标的回波宽度等于入射波宽度。一定尺寸的目标将展宽回波宽度，其回波宽度变化量正比于目标尺寸。通过目标回波宽度的变化可估计目标的大小。目标往往有不同的强反射点，如飞机的机尾、机头、机翼以及机群内各飞机等，往往会在回波上形成不同形状的子峰，如图2所示。

这类波型图叫作波色图。根据波色图内子峰的形状，可获得一些目标信息。熟练的操作员根据回波宽度变化和波色图内子峰形状，进行目标识别。

雷达目标识别器在国外已成功应用。我国自行研制雷达目标识别器很有必要。用飞机的发动机振动声音频谱进行目标识别可用于电子欺骗对抗。下面就研制雷达振动声音频谱目标识别的技术问题进行讨论。

二．工作原理

不同型号的飞机有不同的发动机振动声音频谱，通过飞机的特征频谱用电脑或人工方式判别飞机的类型。飞机的声音是传不远的，需要借助其它手段。用电磁波来照射飞机，飞机的振动和运动对电磁波进行多普勒频率调制。用飞机的反射波与入射波进行混频，获得由飞机运动引起频移后的振动频谱，再与由飞机运动引起的频率差频，获得飞机的声音频谱。经滤波放大后通过喇叭可复现飞机的声音。通过声音识别确定飞机类型。

三．雷达目标识别的特点、分类及方法

雷达目标识别相对于目标的定位、跟踪，具有更大的不确定性，这主要是由于在目标识别中特征既与目标尺寸及雷达参数有关，又与雷达所处的环境特性有关。同对，采用不同的处理方式时，所得到的特征也可能不同。因而，难于提取稳健(鲁棒)的、能区分目标的本原特征。同时，不同雷达提供的用于目标识别的测量数据有很大的差异性，它们关于目标识别的结果具有不同的致信度，并且可能是在不同的层次上的。

目标识别按目标是否与雷达合作，可分为合作式目标识别和非合作式目标识别。合作式目标识别最常见的是采用敌我识别器，通过雷达和敌我识别器的配合，既可获得目标的位置和运动特征，也可获得目标的敌我属性特征。除合作式目标识别以外的其他目标识别都称为非合作式目标识别，我们通常所说的雷达目标识别均指非合作式目标识别。由于雷达目标识别中包含很大的不确定性，因此，为了得到稳健的目标识别，有效的途径之一是使用多雷达一多特征目标融合识别。如果从雷达目标融合识别的角度对目标进行分类，则可根据对输人数据的不同层次的抽象，通常可以将目标融合识别分为数据级(或称为像素级)目标识别融合、特征级目标融合识别和决策级目标融合识别三类，如图3所示。其中，数据级目标融合识别的优点是信息损失少，缺点是对通信和计算量的要求太大，难以实时实现；决策级目标融合识别的优点是对通信容量和计算量的要求比较低，容易实现，但信息损失相对较大；而特征级目标融合识别则介于二者之间，若兼顾性能和复杂性，特征级目标识别融合是一种最佳的选择，也是目前在雷达目标识别中采用最广的方法。

图3 雷达目标融合识别分类

为了能在目标识别中更充分地利用雷达提供的信息，近来又把目标融合识别在原来的数据、特征、决策三类的基础上进一步细分为“数据入一数据出(DAI—DAO)”、“数据人一特征出(DAI—FEO)”、“特征人一特征出 (FEI—FEO)”、“特征人一决策出(FEI—DEO)”和“决策入一决策出(DEI—DE0)”五类，如图4所示。虽然该分类方法有些复杂，但对构建灵活、高性能的雷达目标融合识别系统结构具有指导意义。

目前用于目标识别的方法有很多种。这些方法有：模板匹配、加权平均、表决准则、最小错误准则、贝叶斯最小风险准则、专家系统、神经网络、模糊推理、贝叶斯理论、证据理论、符号推理等，各

种方法均有其优缺点，需要根据具体的应用进行认真的选择，有时还需将几种方法穿插渗透，综合利用，以期达到最佳的识别效果。例如，可以把模糊集与神经网络识别技术相结合，也可以把证据理论

与神经网络相结合，等等。

图4 目标融合识别5类模型

四、雷达目标识别的发展历史及现状

雷达目标识别的研究始于20世纪50年代末期。当时，美国的D．K。BaIton通过分析AN／FPS～16型跟踪雷达记录的前苏联人造卫星spunlikⅡ的回波信号，推断出该人造卫星上带有角反射器，并由此推理出前苏联当时的卫星跟踪网是由第二次世界大战时使用的低威

力雷达所组成。推断标志着雷达目标识别的开始。此后，雷达目标识别得到了很大的发展，并已成为当今雷达发展的一个重要方向。

在弹道导弹防御目标识别方面，60年代的弹道导弹预警系统(BMEWS)中的AN／FPS一49弹道导弹预警和跟踪雷达就采用了轨道比

较法进行目标识别，通过计算机区别真假目标，并测出目标速度、航向和弹道。70年代的“卫兵”系统用相控阵雷达代替机扫雷达实现潜射弹道导弹预警和地球卫星跟踪。80年代的“星球大战计划”(SDI)将收集弹道导弹各部分和再入飞行体的特征数据列为重要项目，设想利用SPQ一11相控阵雷达和新研制雷达来获取目标的微波特性数据，以实时成像识别为重点，建立目标特性的模型和数据库。90年代以来，随着NMD和俄D的提出，雷达目标识别再次成为热门研究课题。美国的多目标特性测量雷达主要朝着相控阵技术与逆合成孔径成像技术相

结合、并形成模型和数据库的方向发展，用以解决多目标跟踪和多目标识别两大问题。到目前为止，美国共进行了8次国家导弹防御(NMD)系统试验，其中5次成功，3次失败。‘总的看来，美国的目标识别处于国际领先，其目标识别技术也由早期的基于单一传感器的目标识别向多传感器融合识别发展，并且一些技术开始进入实用阶段，其中，利用高分辨率雷达的目标识别已进入实用阶段，基于ISAR的雷达目标识别已得到验证，基于GBR的真假弹头目标识别已突破许多关键技术。

五．用于目标识别的雷达类型

1.现有的二坐标雷达

现有的警戒雷达大多数为脉冲非连续波体制，重复周期大于800 la S，即重频f<1．2kHz。根据抽样定理可知，对声频大于f／2=600Hz 的振动声音调制信号不能再现。而飞机的发动机声音频率远大于

600Hz，因此用现有的脉冲体制的雷达无法复现飞机发动机振动声音。

2.目标识别雷达

(1)连续波雷达

过去主要将连续波雷达用于目标识别。为了获得足够的反射波能量，发射功率要求大，而且在发射的同时进行接收，技术难度较大，而大功率发射增加了雷达的成本和难度。目标识别雷达作用距离较小。

(2)高重频相参高重频雷达

由抽样定理可知，当雷达重频大于2倍的飞机运动引起频移后的飞机振动声音频率时，就能复现频移后的飞机振动声音频谱。再与由飞机运动引起频率差频，获得飞机声音A／D量化值。经D／A滤波放大后通过喇叭可复现飞机的振动声音。通过适当调整发射重频，使目标回波落在不发射的时间窗内，如图5所示。这样发射机和接收机交替工作，雷达构成简单。

图5 回波示意图

这时需要对雷达接收信号进行数字处理，才能复现飞机声音。要设计相应的数字系统。该方案雷达系统简单易于研制。并且可选择不

同距离窗的飞机进行识别。雷达作用距离较远。

(3)高重频相参脉冲压缩雷达

为了提高雷达作用距离，降低雷达的发射峰值功率，可采用相参脉冲压缩体制。该体制由于发射峰值功率小，便于隐没在电磁环境中，不易被发现。由于发射峰值功率小，发射电路技术要求低，成本低。该雷达为脉冲体制，雷达的收和发在时间上交替进行，这样从技术难度和成本控制上皆为成熟技术。这时，数字处理电路较复杂，但现有技术可以设计出相应的数字系统。为了降低雷达的体积，提高灵活性，可采用3厘米频段雷达。

3.工作流程

雷达网提供目标的距离(最好还有高度)引导目标识别雷达天线

指向目标，根据目标距离选择雷达重频，数字处理电路解算出飞机声音，用飞机声音进行飞机型号识别。

4.电子欺骗对抗

用飞机的振动声音进行目标识别还可用于转发型电子欺骗对抗。在转发型电子欺骗中很难模拟出由飞机运动引起频移的发动机振动

细谱，复现的声音也将与真实飞机振动声音不同，从而区分判断出假目标。

5.应用

雷达目标识别具有重要意义。能进行目标识别的雷达必须符合一定的要求。为了能有效地进行目标识别，可以针对性研制一些低成本专用雷达，也可以在某些雷达设计中(例如测高雷达中)设置目标识别

工作模式，在不同的时刻分别完成原有功能和目标识别功能。

六．发展方向

现代雷达大多采用数字压缩技术，回波宽度被量化。其量化精度从目标录取的角度是合适的。但若进行目标识别，用其来观察目标回波宽度的微小变化则精度不够。根据目前的技术发展，应接收中频回波，用数字中频接收及脉压处理直接提取高精度的目标回波，进行目标识别。关于一维距离成象技术。我们应从图象显示技术和数字中频处理技术两方面入手，开发雷达终端的目标识别技术。即提取高距离分辨率的回波信号，开发针对性的显示方法。关于振动频谱识别技术。可以通过中频回波信号及本振信号，采用数字中频处理技术，并结合目标航迹直接提取目标的振动声音频谱，进行目标识别。

七、雷达目标识别中的特征及特征提取

特征选择及提取是雷达正确识别目标的基础和关键，这里以弹道导弹防御为例分析雷达目标识别中可利用的特征及特征提取方法。弹道导弹飞行过程的目标特性可以从目标的运动学特性、目标的光学特性和目标的电磁散射特性等多个方面加以描述。弹道导弹的飞行过程是通过主动段、中段和再入段飞行到达地面目标区的。主动段又称助推段，这时导弹在发动机的推动作用下加速升空，其尾部有一较长的火焰区，该火焰区包含了可见光、短波、中波、红外和紫外波段的光辐射能力，可以通过相应的光学探测器对主动段飞行的弹道导弹进行

观测，可望从目标的光学特征中区分导弹的类别。中段称为自由飞行段，此时弹头和弹体分离，弹头常常携带诱饵，诱饵可分为重诱饵和轻诱饵两种，由于诱饵在外形、辐射特性和电磁散射特性、运动特性等方面不可能和真实导弹完全相同，因此在该段可以应用多种传感器对飞行的弹头、诱饵和碎片进行探测，从而区分真假目标，并估计出真目标的运动参数以及目标的光辐射特性和电磁散射特征。再入段是指弹头返回大气层至弹头到达目标区阶段，在该阶段，大气对轻诱饵有过滤作用，而弹头和重诱饵在大气层中高速飞行，它们与周围气体间产生非常复杂的物理、化学和电离反应，其表面与大气的相互作用产生烧蚀现象，使得它们有极高的驻点温度。同时，弹头或重诱饵产生的烧蚀产物以及高温条件下被电离的空气会形成很长的等离子尾迹(其尾迹长度可达再人体底部直径的数百倍)。此时，雷达观测到的后向电磁散射是再人体及其尾迹后向电磁散射的叠加，从雷达回波中可以得到再入体及其尾迹的电磁散射特性。再者，再入体与大气的相互作用使得目标或重诱饵的运动特性发生变化，从中可以提取反应弹头或重诱饵内在运动特性的多种特征，如目标质阻比、目标的振动、再人体加热的速度、再人体的再入轨迹等特征参量。这些特征是区分重诱饵和弹头的重要依据。从雷达测量数据中可提取的特征参量如表1所示。

有以下一些特点。

①从处理方法上看，有些特征可以采用实时处理方法，而有些特征可采用准实时或事后处理方法；

②从特征与目标的匹配关系上看，有的特征有很强的代表性，而有的特征则具有一定的模糊性；

③不同的特征可以在不同的层次上提供目标；

④即使是同一特征，在目标识别的不同层次(如真假目标层、敌我目标层、目标类问层、目标类型层)上也具有不同的致信度。

八、雷达目标识别的未来研究

为了使雷达目标识别技术尽快走向实用、并获得更好的目标识别性能，还有很多理论和实际问题有待研究，主要有以下几方面。

①目标识别新理论、新方法研究，重点是特征提取方法和目标识别算法。

②目标电磁散射特性仿真研究，研究目标识别仿真数据的获取方法。

③雷达目标探测、跟踪、识别一体化技术研究。

④构建雷达目标识别半实物仿真平台，进行目标识别系统的演示验证研究。

⑤多雷达一多特征、多传感器一多特征目标融合识别技术研究。

⑥构建多传感器目标融合识别系统半实物仿真平台，对多特征一多传感器目标融合识别技术进行验证。

⑦雷达目标识别数据库的建立及目标识别中的高速并行推理机研究。

⑧目标识别性能评估及度量准则研究。

⑨目标分类识别中的对抗与反对抗技术研究。

九、几点建议

①搞好雷达目标识别的顶层设计，针对不同体制、不同功能、不同时期研制的雷达和雷达网，提出合理、可行的雷达目标识别设计和／或改造计划，做到逐步实现雷达目标探测、跟踪和识别的一体化。

②跟踪与研究相结合，在紧密跟踪国际先进水平的同时，大力开展我国的雷达目标识别技术及工程实现方法研究。

③坚持应用为主，预研先行，以产品牵引雷达目标识别技术的研究，以预研成果支撑和促进雷达目标识别的应用。

④加强合作，包括研究所之间的合作、研究所与院校的合作等，必要时开展国际合作。工作系统，这是战争发展的一个必然结果，即所谓雷达定位和情报侦察集成一体。

有源雷达一个重要的弱点是发射电磁波，向敌方暴露自己，受到反辐射导弹的严重威胁，因此，雷达的一个发展方向是向无源定位系统扩展。利用有源雷达的主动性和无源雷达的被动宽带工作特性，将有源定位和无源定位融于一体可以起到有源无源取长补短的作用。

作为有源雷达的一种补充，无源雷达得到飞速发展，且采用的原理多种多样，五花八门，但究其原理而言，无源定位是测量诸曲面或诸曲线(包括直线)的交点，例如时差测量获得的双曲面或双曲线，锐波束、干涉仪时差或相差测量和无源单脉冲跟踪获得的方向线，距离和测量获得的椭球(圆)以及许多等参数曲线，包括等方位面、等俯伸面、等距离球面和等多普勒线都可以用于无源定位，空间三维定位需要三个曲面或一个曲面加一个方向线，因此，无源定位可以设计出许多类型及其变种，当然具有实用意义的方案一定是性能优良、价格便宜、操作方便和维护简单的方案。因此，目前得到大力发展的方案有长基线双曲线定位方案、短基线加锐波束定位方案、广播电视信号定位方案和比幅测向方向线相交定位方案等等。随着技术的发展和我们对无源雷达认识的深入，可以相信，将会出现更多的无源雷达实现方案。

作为电子支援系统，作为有源雷达的一种补充，无源雷达和有源雷达相互渗透，设计成一个取长补短的国土防御网，组成一个电磁波侦察定位的铜墙铁壁是雷达今后发展的必然趋势。

十、雷达目标识别系统

雷达目标识别主要是通过提取霄选且标特征信号来获得目标的参数．霄达目标特征信号是雷达发射的电磁渡与雷达目标相互作用所产生的各种信息，它载于目标教射回波之上，可用于推求目标形状、体积、表面材料的电磁参数与表面担糙度等物理量，从而达到对遥远目标进行分析、辨认和识别的目的．一个雷达目标识别系统由雷达、特征信号提取、特征空间变换、目标分类、目标特征库等模块组成．对雷达铡得的目标回波进行分析处理得刊试验数据．从中进行特征信号的提取．特征信号的提取有许多方法，如：林海变换、时顿分析、子渡变换、神经网络、高阶矩等．对特征信号还要进行空间映射变换．期望得到更高的同类聚合性和异共的可分离性，以便于判决和分类．在进行目标识别前。首先要对已知目标进行测量并取得目标的训练数据．这些敦据经特征提取和特征空间变换．存入目标数据库中供分类判决用．

目标识别的过程实际上包括两点：

1)特征提取：从原始数据中提取出对分类识别有用的目标信息．

2)分类识别：对特征提取中所获得的信息作适当的处理．完成特征信号与目标参数间的相互关联和判决。

十一、雷达目标识别方法

目前，雷达目标识别主要在以下几个方面进行了广疰的研究．

1)目标RcS(雷达散射截面)起伏特征识别，复杂目标的雷达接收回波可以看作是多个散射中心相互作用产生的信号的合成．目标的R

髂将随着目拆对雷达的相对姿态的不同而变化．因此目标回波幅度琏时间出现强弱起伏．起伏特性随目标的形状、尺寸而异．目标的晒是随机变量．构成一随机过程．可求其统计特性．如均值，方差、各阶中心距和概率密度分布作为目标识别的特征：也可通过RCS幅值经过一定变换．得到特征不变量作为目标识别的特征信号．但是由于其对目标信息获取量不足，只适用于识别起伏特性差别显著的目标，这种方法用低分辨率雷达就可实现调制谱特性与非线性散射特征识别方法．

2)动态目标的起伏频谱分析

动态目标的起伏频谱可由三部分组成：

a．目标运动产生的多谱勒频移．它与目标的飞行速度有关．

b．目标各部件本身的固有振动及各散射中心的相对运动形成构架谱．其谱宽正比于发射频率．

c．飞机的螺旋桨或喷气发动机旋转叶片、直升机的旋翼等．目标结构的周期运动产生对雷达回波的周期性调制．使回波起伏谱呈现取决于翼片角速度和翼片数等参数的基本调制频率和其谐渡尖峰．尖峰出现的位置有目标的周期性运动．决定，与雷达频率无关．因为不同目标的周期性调制谱差异报大，因此不同类型的目标用第三种即周期性调制谱可以识别出来．此外，对于金属目标由于金属间接触电阻的非线性，使电磁散射场出现基波队扑的谐波分量，用先进的雷选接收和数宇信号处理技术．可以得到目标的一、=次等谱系的回波信号，这些信号可作为目标特征．

十二、雷达目标识别方法

目前，雷达目标识别主要在以下几个方面进行了广疰的研究．

1)目标RcS(雷达散射截面)起伏特征识别复杂目标的雷达接收回波可以看作是多个散射中心相互作用产生的信号的合成．目标的R髂将随着目拆对雷达的相对姿态的不同而变化．因此目标回波幅度琏时间出现强弱起伏．起伏特性随目标的形状、尺寸而异．目标的晒是随机变量．构成一随机过程．可求其统计特性．如均值，方差、各阶中心距和概率密度分布作为目标识别的特征：也可通过RCS幅值经过一定变换．得到特征不变量作为目标识别的特征信号．但是由于其对目标信息获取量不足，只适用于识别起伏特性差别显著的目标，这种方法用低分辨率雷达就可实现调制谱特性与非线性散射特征识别方法．

2)动态目标的起伏频谱分析

动态目标的起伏频谱可由三部分组成：

a．目标运动产生的多谱勒频移．它与目标的飞行速度有关．

b．目标各部件本身的固有振动及各散射中心的相对运动形成构架谱．其谱宽正比于发射频率．

c．飞机的螺旋桨或喷气发动机旋转叶片、直升机的旋翼等．目标结构的周期运动产生对雷达回波的周期性调制．使回波起伏谱呈现取决于翼片角速度和翼片数等参数的基本调制频率和其谐渡尖峰．尖峰出现的位置有目标的周期性运动．决定，与雷达频率无关．因为不同目标的周期性调制谱差异报大，因此不同类型的目标用第三种即周

期性调制谱可以识别出来．此外，对于金属目标由于金属间接触电阻的非线性，使电磁散射场出现基波队扑的谐波分量，用先进的雷选接收和数宇信号处理技术．可以得到目标的一、=次等谱系的回波信号，这些信号可作为目标特征．

3)波_形综台识别方法

波形综台方法就是要利用目标的极点综合出这样一种波形．当它激励该目标时．响应的后期将具有期望的波形——全等于零或等于目标的某一自然振荡模式；当它激励其它目标时．响应波形将明显不同．由此实现不同目标的识别．这种综合的波形分别称为全消除信号(E脉冲)和单模提取信号(s脉冲)。综合波形只与目标极点有关．与雷达投化和视角无关．且这些极点可预先在大信嗓比环境中提取．故受到大家的普遍重视．

4)目标极化特征识别方法

电磁散射具有极化性。完整的刻画目标的电磁散射行为除了幅度、相位、频率等常规物理量外，极化量”也是一个重要的、不可缺少的雷达参量．目标对于电磁波具有变极化作用，它体现在极化敞射距阵[s】中．将散射场E5各分量和入射场各分量联系起来，如果把入射渡和散射波都看成是平面渡，则s是一个二阶矩阵．由于目标的极化敞射矩阵髓目标姿态角变化而变化，不利于目标识别。目前已研究成熟的五个特征参数(行列式值d、功率矩阵迹P、去极化系数D、本征方向角白和最大极化方向角吼)被用于目标识别的与目标绕视线旋转和雷达极化基无关的一组极化不变量．最近，通过对目标描绘子的分

析．提出了目标极化墒的概念．也可用于目标识别．利用目标极化特征识别耳标．仍需进一步寻找与目标姿态无关的极化特征，以消除目标姿态对目标极化识别的影响．

5)高分辨率雷达目标识别方法

高分辨率雷达一般工作在光学区。而且可以提供更多的目标结构信息．有利于识别目标。高分辨率雷达是通过雷达得到的目标的一维、二维或三维电磁散射圈像．在这里，目标不在是一个“亮点”和“尖头脉冲”，而是由许多像素组成的“类光学图象”．具体的说，雷达发射并接收窄脉冲信号时，其径向距离分辨率小于目标尺寸，可以在重达径向距离上获得目标散射中心的投影分布．即目标的一维距离像．由于高分辨率雷达发射信号的脉冲空间体积比常规雷达小的多．在雷达分辨体积内，各目标之阃、目标上各散射体之间的回波信号引起的响应相互干涉和合成的机会较少，各分辨单元内的回波信号目标信息的含量比较单纯．故可作为识别目标的特征值．距离高分辨力和方位高分辨力技术结台形成目标二维图象．如台成孔径雷达和逆合成孔径雷达，它们利用宽带信号得到目标的径向距离高分辨率，利用空间相干多谱勒处理获得目标的横向距离高分辨率．距离高分辨力与单脉冲处理相结合形成三维成像距离上的高分辨力通过雷达发射

宽带信号来实现，它可将目标上的各散射体分成单独回波并求出距高坐标．在角度(方位、俯仰)维．用高精度的革脉冲技术可以测出已分成单独回波的各散射体的角坐标．确定出它们与雷达视线问的横向距离，从而形成三维图象．

6)神经网络目标识别

神经网络系统奉身具有自组织、自学习、自适应的特点．在一定的意义上一网络本身的就是实现模式变换与特征提取．只要特识别的模式在所表示城里具有一定的差异，网络就可以通过自适应聚类学习．找到不同模式的特征信息进行识别．神经网络目标识别具有

一定的优越性，目前正在得判广泛的研究．

十三.结束语

用ODS Toolbox开发系统是在空管领域中的一个尝试，经过实践证明，用ODS Toolbox开发相对于Motif而言，实现方便快捷，对于后期维护也更加方便，ODS Toolbox包含的内容也很多，需要我们进一步的学习研究，以更好地开发我们的系统服务。

从总体上看．雷达目标识别的研究仍处于发展阶段，还未达到理论成熟、技术完善并应用的地步。但是．不同的识别方法在不同的应用场合下都已获得了一定的实际应用．目前．对目标识别叉提出了许多新技术，如：子波变换、高阶统计量、数据融合、模椒神经网络结台的模式识别方法．我们相信，随着雷达技术、信号处理技术和其他技术的飞速发展．雷达目标识别技术将会日趋完善．

雷达的目标识别技术

雷达的目标识别技术 摘要： 对雷达自动目标识别技术和雷达目标识别过程进行了简要回顾，研究了相控阵雷达系统中多目标跟踪识别的重复检测问题提出了角度相关区算法，分析了实现中的若干问题，通过在相控阵雷达地址系统中进行的地址实验和结果分析表明:采用角度相关区算法对重复检测的回波数据进行处理时将使识别的目标信息更精确从而能更早地形成稳定的航迹达到对目标的准确识别。 一．引言 随着科学技术的发展，雷达目标识别技术越来越引起人们的广泛关注，在国防及未来战争中扮演着重要角色。地面雷达目标识别技术目前主要有-Se方式，分别是一维距离成象技术、极化成象技术和目标振动声音频谱识别技术。 1．一维距离成象技术 一维距离成象技术是将合成孔径雷达中的距离成象技术应用于地面雷达。信号带宽与时间分辨率成反比。例如一尖脉冲信号经过一窄带滤波器后宽度变宽、时间模糊变大。其基本原理如图1所示。 2．极化成象技术 电磁波是由电场和磁场组成的。若电场方向是固定的，例如为水

平方向或垂直方向，则叫做线性极化电磁波。线性极化电磁波的反射与目标的形状密切相关。当目标长尺寸的方向与电场的方向一致时，反射系数增大，反之减小。根据这一特征，向目标发射不同极化方向的线性极化电磁波，分别接收它们反射(散射)的回波。通过计算目标散射矩阵便可以识别目标的形状。该方法对复杂形状的目标识别很困难。 3．目标振动声音频谱识别技术 根据多普勒原理，目标的振动、旋转翼旋转将引起发射电磁波的频率移动。通过解调反射电磁波的频率调制，复现目标振动频谱。根据目标振动频谱进行目标识别。 传统上我国地面雷达主要通过两个方面进行目标识别：回波宽度和波色图。点状目标的回波宽度等于入射波宽度。一定尺寸的目标将展宽回波宽度，其回波宽度变化量正比于目标尺寸。通过目标回波宽度的变化可估计目标的大小。目标往往有不同的强反射点，如飞机的机尾、机头、机翼以及机群内各飞机等，往往会在回波上形成不同形状的子峰，如图2所示。 这类波型图叫作波色图。根据波色图内子峰的形状，可获得一些目标信息。熟练的操作员根据回波宽度变化和波色图内子峰形状，进行目标识别。

合成孔径雷达概述(SAR)

合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)

雷达技术综述

雷达技术综述 Overview of Radar Technology 摘要： 雷达被广泛用于军事预警、导弹制导、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。本文首先概述了雷达发展历程并总结了雷达技术发展的成因，然后对雷达的基本工作原理和基本雷达方程作了简要的介绍。最后介绍了几种实际雷达并指出了雷达的未来发展方向。 关键词： 雷达技术；工作原理；雷达应用；发展趋势 Abstract: Radar is widely used in many fields of military early warning, missile guidance, aviation control, topographic surveying, meteorology, navigation and so on.This paper outlines the development process of radar and summarizes the causes of the development of radar technology,then briefly introduces the basic principle of radar and basic radar equation.Finally, introduces several kinds of practical radar and points out the future development direction of radar. Key words: radar technology; working principles; radar applications; trend in development 引言 雷达是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达最先是作为一种军事装备服务于人类，主要用来实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器。随着雷达技术的不断改进，如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。随着高科技的不断发展，雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。 1 雷达的发展历程 雷达诞生于20世纪30年代，从美、欧等发达国家的雷达装备技术发展来看，雷达的发展历程大致经历了4个阶段：第1个阶段是从20世纪30年代到50年代，为实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器(高炮、高射机枪、探照灯等)，西方大量研制部署米波段雷达和以磁控管为发射机的微波雷达。当时雷达探测目标的种类简单，主要是飞机，此外还有少量的飞艇和气球，雷达的典型技术特征是电子管、非相参，这种雷达被称为第1代。 第2个阶段是从20世纪50年代到80年代，防空作战对雷达提出了由粗略

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案..

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求： 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、 同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系 统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实 时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据 用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需 求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自 主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 （2001 年成立，2010 年国内创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智 能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系 统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海警、渔政

公务执法及救捞业务需求特点等。同时，该系统近期成功中标国内近年来相关 领域多套（20 套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应 用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警 信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记 录、方便随时调用回放。 ? 系统技术水平国内领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪 后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地 探测与持续跟踪能力。 ? 该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需 求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ? 维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络， 可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ? 可靠性高，充分适应不同的海洋环境。
二、 系统设备清单
序号 1
2
材料名称
规格型号
X 波段雷达，IP65（含安装支架） HLD800/900；8ft，25kw
小目标雷达数据处理器及显示 HLD-STTD-1000
终端软件
Radpro V1.6.0.0
数量 1套
1套

目标识别技术

目标识别技术 摘要： 针对雷达自动目标识别技术进行了简要回顾。讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了应用于雷达目标识别中的几种模式识别技术：统计模式识别方法、模糊模式识别方法、基于模型和基于知识的模式识别方法以及神经网络模式识别方法。最后分析了问题的可能解决思路。 引言： 雷达目标识别技术回顾及发展现状 雷达目标识别的研究始于"20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究达目标的有效散射截面积。但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标识别理论和技术。 随着科学技术的飞速发展，一场以信息技术为基础、以获取信息优势为核心、以高技术武器为先导的军事领域的变革正在世界范围内兴起，夺取信息优势已成为夺取战争主动权的关键。电子信息装备作为夺取信息优势的物质基础，是推进武器装备信息化进程的重要动力，其总体水平和规模将在很大程度上反映一个国家的军事实力和作战能力。 雷达作为重要的电子信息装备，自诞生起就在战争中发挥了极其重要的作用。但随着进攻武器装备的发展，只具有探测和跟踪功能的雷达也已经不能满足信息化战争的需要，迫切要求雷达不仅要具有探测和跟踪功能，而且还要具有目标识别功能，雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。目标识别技术是指：利用雷达和计算机对遥远目标进行辨认的技术。目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。目标识别还可利用再入大气层后的大团过滤技术。当目标群进入大气层时，在大气阻力的作用下，目标群中的真假目标由于轻重和阻力的不同而分开，轻目标、外形不规则的目标开始减速，落在真弹头的后面，从而可以区别目标。 所谓雷达目标识别，是指利用雷达获得的目标信息，通过综合处理，得到目标的详细信息（包括物理尺寸、散射特征等），最终进行分类和描述。随着科学技术的发展，武器性能的提高，对雷达目标识别提出了越来越高的要求。 目前，目标识别作为雷达新的功能之一，已在诸如海情监控系统、弹道导弹防御系统、防空系统及地球物理、射电天文、气象预报、埋地物探测等技术领域发挥出很大威力。为了提高

雷达空间目标识别技术综述

2006年10月第34卷 第5期 现代防御技术 MODERN DEFENCE TECHNOLOGY O ct.2006 V o.l34 N o.5雷达空间目标识别技术综述* 马君国,付 强,肖怀铁,朱 江 (国防科技大学ATR实验室,湖南 长沙 410073) 摘 要:随着人类航天活动的增加,对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。为了实现空间监视任务,对空间目标进行识别是非常必要的。对空间目标的轨道特性与动力学特性进行了介绍,对雷达空间目标识别技术的研究现状和发展趋势进行了详细的综述。 关键词:空间目标识别;低分辨雷达;高分辨雷达成像 中图分类号:TN957 52 文献标识码:A 文章编号:1009 086X(2006) 05 0090 05 Survey of radar space target recognition technology MA Jun guo,F U Q iang,X I AO Huai tie,Z HU Jiang (ATR L ab.,N ationa lU n i versity o f De fense T echno l ogy,Hunan Changsha410073,Ch i na) Abst ract:W ith t h e deve l o pm ent of spacefli g ht acti v ity of hum an,surveillance of space tar get such as sate llite and debris beco m es very i m portan.t In or der to i m p le m ent surveillance task,space target recogni ti o n is ver y necessary.Orb it property and dyna m ics property of space targe t are i n troduced,a deta iled sur vey is set forth about current research state and developi n g trend of radar space target recogn iti o n techno l ogy. K ey w ords:space tar get recogniti o n;lo w reso lution radar;h i g h reso lution radar i m aging 1 引 言 自从前苏联发射了第1颗人造地球卫星以来,卫星在预警、通信、侦察、导航定位、监视和气象等方面具有不可替代的优势。随着人类航天活动的增加,空间碎片日益增多,对于卫星等航天器的安全造成极大的威胁,因此对于卫星和碎片等空间目标进行监视变得非常重要。其中空间目标识别是空间监视任务中不可或缺的基本条件,空间目标识别主要是利用雷达等传感器获取空间目标的回波信号,从中提取目标的位置、速度、结构等特征信息,进而实现对空间目标的类型或属性进行识别。 2 空间目标的轨道特性与动力学特性 (1)轨道特性[1,2] 空间目标在轨道上的运动是无动力惯性飞行,本质上空间目标与自然天体的运动是一致的,故研究空间目标的运动可以用天体力学的方法。空间目标在运动时受到地球引力、月球引力、太阳及其他星体引力、大气阻力和太阳光辐射压力等的作用,轨道存在摄动。但是对轨道的实际分析表明,空间目标受到的主要力是地球引力。假设空间目标只是受到地球引力的作用,同时假设地球是一个质量均匀分布的球体,则空间目标与地球构成二体运动系统,开 *收稿日期:2005-12-15;修回日期:2006-01-23 作者简介:马君国(1970-),男,吉林长春人,博士生,主要从事目标识别与信号处理研究。 通信地址:410073 湖南长沙国防科技大学ATR实验室 电话:(0731)4576401

合成孔径雷达概述

合成孔径雷达概述 蔡 Beautyhappy521@https://www.wendangku.net/doc/00529011.html, 二OO八年三月二十三

1合成孔径雷达简介 (3) 1.1 合成孔径雷达的概念 (3) 1.2 合成孔径雷达的分类 (4) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (5) 2合成孔径雷达的发展历史 (6) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (6) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (7) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (10) 2.2 我国的发展概况 (12) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (12) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (13) 2.2.2.1 电子科技大学 (13) 2.2.2.2 中科院电子所 (13) 2.2.2.3 国防科技大学 (14) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (14) 3 合成孔径雷达的应用 (14) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (15) 4.1 多参数SAR系统 (16) 4.2 聚束SAR (16) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (17) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (17) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (18) 4.6 性能技术指标不断提高 (18) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (19) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (19) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (19) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (20) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (20) 5 与SAR相关技术的研究动态 (21) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (21) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (21) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (23) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (26) 5.5 SAR图像变化检测方法 (28) 5.6 干涉合成孔径雷达 (32) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (34) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (36) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (38) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (39) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (39)

雷达目标识别

目标识别技术 2009-11-27 20:56:41| 分类：我的学习笔记| 标签：|字号大中小订阅 摘要： 针对雷达自动目标识别技术进行了简要回顾。讨论了目前理论研究和应用比较成功的几类目标识别方法：基于目标运动的回波起伏和调制谱特性的目标识别方法、基于极点分布的目标识别方法、基于高分辨雷达成像的目标识别方法和基于极化特征的目标识别方法，同时讨论了应用于雷达目标识别中的几种模式识别技术：统计模式识别方法、模糊模式识别方法、基于模型和基于知识的模式识别方法以及神经网络 模式识别方法。最后分析了问题的可能解决思路。 引言： 雷达目标识别技术回顾及发展现状 雷达目标识别的研究始于"20世纪50年代，早期雷达目标特征信号的研究工作主要是研究达目标的有效散射截面积。但是，对形状不同、性质各异的各类目标，笼统用一个有效散射面积来描述，就显得过于粗糙，也难以实现有效识别。几十年来，随着电磁散射理论的不断发展以及雷达技术的不断提高，在先进的现代信号处理技术条件下，许多可资识别的雷达目标特征信号相继被发现，从而建立起了相应的目标 识别理论和技术。 随着科学技术的飞速发展，一场以信息技术为基础、以获取信息优势为核心、以高技术武器为先导的军事领域的变革正在世界范围内兴起，夺取信息优势已成为夺取战争主动权的关键。电子信息装备作为夺取信息优势的物质基础，是推进武器装备信息化进程的重要动力，其总体水平和规模将在很大程度上反 映一个国家的军事实力和作战能力。 雷达作为重要的电子信息装备，自诞生起就在战争中发挥了极其重要的作用。但随着进攻武器装备的发展，只具有探测和跟踪功能的雷达也已经不能满足信息化战争的需要，迫切要求雷达不仅要具有探测和跟踪功能，而且还要具有目标识别功能，雷达目标分类与识别已成为现代雷达的重要发展方向，也是未来雷达的基本功能之一。目标识别技术是指：利用雷达和计算机对遥远目标进行辨认的技术。目标识别的基本原理是利用雷达回波中的幅度、相位、频谱和极化等目标特征信息，通过数学上的各种多维空间变换来估算目标的大小、形状、重量和表面层的物理特性参数，最后根据大量训练样本所确定的鉴别函数，在分类器中进行识别判决。目标识别还可利用再入大气层后的大团过滤技术。当目标群进入大气层时，在大气阻力的作用下，目标群中的真假目标由于轻重和阻力的不同而分开，轻目标、外形不规则的目标开始减 速，落在真弹头的后面，从而可以区别目标。 所谓雷达目标识别，是指利用雷达获得的目标信息，通过综合处理，得到目标的详细信息（包括物理尺寸、散射特征等），最终进行分类和描述。随着科学技术的发展，武器性能的提高，对雷达目标识别 提出了越来越高的要求。 目前，目标识别作为雷达新的功能之一，已在诸如海情监控系统、弹道导弹防御系统、防空系统及地球物理、射电天文、气象预报、埋地物探测等技术领域发挥出很大威力。为了提高我国的军事实力，适应未来反导弹、反卫、空间攻防、国土防空与对海军事斗争的需要，急需加大雷达目标识别技术研究的力度雷达目标识别策略主要基于中段、再入段过程中弹道导弹目标群的不同特性。从结构特性看，飞行中段

合成孔径雷达文献综述

合成孔径雷达文献综述 一、前言 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR) )是一种高分辨力成像雷达，可以在能见度极低的气象条件下得到类似光学照相的高分辨雷达图像。由于其具有克服云、雾、雨、雪的限制对地面目标成像，可以全天时、全天候、高分辨力、大幅面对地观测的特点，引起了各国的高度重视。近年来，随着合成孔径雷达关键技术的不断发展，SAR 成像分辨力不断提高、信号处理能力不断增强、数据传输速率不断增加、设备体积不断减小、质量不断降低，SAR 在军事侦察，打击效果评估和国民经济等领域上尽显优势。 本文主要介绍合成孔径雷达的基本原理、发展历程、技术热点和发展趋势，并对合成孔径雷达在民用及军事方面的应用进行简述。 二、概述 1、基本原理 普通雷达的方位分辨力取决于天线的方位波束宽度，但由于方位波束宽度与天线口径成反比，与雷达工作频率成正比，而天线的尺寸和工作频按距离率均受实际工程实现的限制，因此常规雷达的方位分辨力较低，特别是远距离处的横向距离分辨力更低，远不能满足实际需要。合成孔径雷达就是为提高方位分辨力而产生的一种新的技术，即通过雷达平台的移动，把一段时间内收到的信号进行相干合成，从而获得高的方位分辨力。 1）实孔径成像 雷达在实孔径成像时，是利用实际天线口径产生的窄波束来直接得到方位分辨力的。 假设天线长为x L 的天线，接受来自满足远场条 件且偏离视轴α的点源的回波信号，如图1所示。 其中，3dB α?为单程半功率波束宽度，λ为雷达工 作波长。则在距离R 处的方位向距离（横向距离） 分辨力为 30.88/a dB x R R L ραλ≈?≈ 由上式可以看出此时方位向距离分辨力与实际孔径天线的长度成反比，与雷达工作波长、雷达斜距成正比，因此要获得高的分辨力，必须利用大口径天线和高的工作频率。但实际工程中，实孔径成像时的方位分辨力即横向距离分辨力是非常差的，需寻找改善方位分辨力的方法。 2）非聚焦合成孔径成像 利用雷达平台产生的虚拟天线则可解决实孔径天 线长度有限的问题。即将一段时间内雷达接收到的信号 按实孔径天线那样进行合成，产生大的合成孔径天线， 以改善雷达的方位分辨力。 假设雷达按直线飞行，速度为V ，累计时间为T ， 对应的合成孔径长度L=VT 。雷达在运动中不断发射并 接收来自纵向距离为R ，横向距离维0x 的点目标回波， 如图2所示。 经过数学分析可确定最大的合成孔径长度为

一种合成孔径雷达图像特征提取与目标识别的新方法

第30卷第3期电子与信息学报Vol.30No.3 2008年3月 Journal of Electronics & Information Technology Mar.2008 一种合成孔径雷达图像特征提取与目标识别的新方法 宦若虹①②杨汝良①岳晋①② ①(中国科学院电子学研究所北京 100080) ②(中国科学院研究生院北京 100039) 摘 要：该文提出了一种利用小波域主成分分析和支持向量机进行的合成孔径雷达图像特征提取与目标识别的新方法。该方法对图像小波分解后提取低频子带图像的主成分分量作为目标的特征，利用支持向量机进行分类完成目标识别。实验结果表明，该方法可以明显提高目标的正确识别率，是一种有效的合成孔径雷达图像特征提取和目标识别方法。 关键词：合成孔径雷达；小波变换；主成分分析；支持向量机；识别 中图分类号：TN957.52 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2008)03-0554-05 A New Method for Synthetic Aperture Radar Images Feature Extraction and Target Recognition Huan Ruo-hong①②Yang Ru-liang①Yue-Jin①② ①(Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China) ②(Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China) Abstract: This paper presents a new method for synthetic aperture radar images feature extraction and target recognition which based on principal component analysis in wavelet domain and support vector machine. After wavelet decomposition of a SAR image, feature extraction is implemented by picking up principal component of the low-frequency sub-band image. Then, support vector machine is used to perform target recognition. Results are presented to verify that, the correctness of recognition is enhanced obviously, and the method presented in this paper is a effective method for SAR images feature extraction and target recognition. Key words: Synthetic Aperture Radar (SAR); Wavelet transform; Principal Component Analysis (PCA); Support Vector Machine (SVM); Recognition 1引言 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)图像目标识别是SAR图像解译和分析的重要组成部分，具有重要的商业和军事价值，是国内外SAR图像处理和模式识别领域的研究热点。特征提取是SAR图像目标识别过程中最重要的一步。为了得到可靠的目标识别结果，用于识别的特征必须在分类空间上具有良好的类内凝聚性和类间差异性[1]。目标识别过程的另一个关键步骤是分类方法的选择，分类方法性能的优劣，直接影响到最后的识别结果。 本文提出了一种利用小波域主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)和支持向量机[2](Support Vector Machine，SVM)进行的SAR图像特征提取和目标识别方法。对小波分解得到的低频子带图像进行主成分分析[3]提取目标特征，得到的特征向量用支持向量机分类完成目标识别。用MSTAR数据对该方法进行验证，结果表明，该方法可以有效地提高目标的正确识别率。 2006-08-15收到，2007-01-05改回2目标识别步骤 本文的识别过程如图1所示由3个步骤组成：(1)图像预处理。对图像数据进行规则化调整。(2)特征提取。通过二维离散小波变换将图像变换到不同分辨率下的小波域；对低频子带图像进行主成分分析后提取主成分分量作为目标的特征向量。(3)利用支持向量机进行分类。在特征向量所形成的低维特征空间上完成目标识别并输出识别结果。 图1 识别过程框图 3图像预处理 3.1实验数据 本文使用的图像数据是MSTAR项目组公布的3类SAR 地面静止军用目标数据，包括装甲车BMP2，装甲车BTR70

雷达目标识别发展趋势

雷达目标识别发展趋势 雷达具备目标识别功能是智能化的表现，不妨参照人的认知过程，预测雷达目标识别技术的发展趋势： (1)综合目标识别 用于目标识别的雷达必将具备测量多种目标特征的手段，综合多种特征进行目标识别。我们人类认知某一事物时，可以通过观察、触摸、听、闻、尝，甚至做实验的方法认知，手段可谓丰富，确保了认知的正确性。 目标特征测量的每种手段会越来越精确，就如同弱视的人看东西，肯定没有正常人看得清楚，也就不能认知目标。 识别结果反馈给目标特征测量，使目标特征测量成为具有先验信息的测量，特征测量精度会有所提高，识别的准确程度也会相应提高。 雷达具备同时识别目标和背景的功能。人类在观察事物的时候，不仅看到了事物的本身，也看到了事物所处的环境。现有的雷达大多通过杂波抑制、干扰抑制等方法剔除了干扰和杂波，未来的雷达系统需要具备识别目标所处背景的能力，这些背景信息在战时也是有用的信息。 雷达具备自适应多层次综合目标识别能力。用于目标识别的雷达虽然需要具备测量多种目标特征的手段，但识别目标时不一定需要综合所有的特征，这一方面是因为雷达系统资源不允许，另一方面也是因为没有必要精确识别所有的目标。比如司机在开车时，视野中有很多目标，首先要评价哪几个目标有威胁，再粗分类一下，是行人还是汽车，最后再重点关注一下靠得太近、速度太快的是行人中的小孩子还是汽车中的大卡车。 (2)自学习功能 雷达在设计、实现、装备的过程中，即具备了设计师的基因，但除了优秀的基因之外，雷达还需要具有学习功能，才能在实战应用中逐渐成熟。 首先，要具有正确的学习方法，这是设计师赋予的。对于实际环境，雷达目标识别系统应该知道如何更新目标特征库、如何调整目标识别算法、如何发挥更好的识别性能。 其次，要人工辅助雷达目标识别系统进行学习，这就如同老师和学生的关系。在目标识别系统学习时，雷达观测已知类型的合作目标，雷达操作员为目标识别系统指出目标的类型，目标识别系统进行学习。同时还可以人为的创造复杂的电磁环境，使目标识别系统能更好地适应环境。 (3)多传感器融合识别 多传感器的融合识别必定会提高识别性能，这是毋容置疑的。这就好比大家坐下来一起讨论问题，总能讨论出一个好的结果，至少比一个人说的话更可信。但又不能是通过投票的方式，专家的话肯定比门外汉更有说服力。多传感器融合识别需要具备双向作用的能力。 并不是给出融合识别的结果就结束了，而是要利用融合识别的结果反过来提高各个传感器的识别性能，这才是融合识别的根本目的所在。反向作用在一定程度上降低了人工辅助来训练目标识别系统的必要性，也减少了分别进行目标识别试验的总成本。

雷达目标识别技术

雷达目标识别技术述评 孙文峰 （空军雷达学院重点实验室，湖北武汉430010） 摘要：首先对雷达目标识别研究领域已经取得的成果和存在的问题进行简单的回顾，然后结合对空警戒雷达，阐明低分辨雷达目标识别研究的具体思路。 关键词：雷达目标识别；低分辨雷达 Review on Radar Target Recognition SUN Wen-feng （Key laboratory, Wuhan Radar Academy, Wuhan 430010, China）Abstract: The acquired productions and existent problems of radar target recognition are reviewed simply, then the specific considerations of target recognition with low resolution radar are illustrated connect integrating with air defense warning radar in active service. Key words: radar target recognition; low resolution radar 1．引言 雷达目标识别（RTR—Radar Target Recognition）是指利用雷达对单个目标或目标群进行探测，对所获取的信息进行分析，从而确定目标的种类、型号等属性的技术。1958年，D.K.Barton（美国）通过精密跟踪雷达回波信号分析出前苏联人造卫星的外形和简单结构，如果将它作为RTR研究的起点，RTR至今已走过了四十多年的历程。目前，经过国内外同行的不懈努力，应该说RTR已经在目标特征信号的分析和测量、雷达目标成像与特征抽取、特征空间变换、目标模式分类、目标识别算法的实现技术等众多领域都取得了不同程度的突破，这些成果的取得使人们有理由相信RTR是未来新体制雷达的一项必备功能。目前，RTR技术已成功应用于星载或机载合成孔径雷达（SAR—Synthetic Aperture Radar）地面侦察、毫米波雷达精确制导等方面。但是，RTR还远未形成完整的理论体系，现有的R TR 系统在功能上都存在一定的局限性，其主要原因是由于目标类型和雷达体制的多样化以及所处环境的极端复杂性。本文首先对RTR研究领域已经取得的成果和存在的问题进行简单的回顾，最后结合对空警戒雷达，阐明了低分辨雷达目标识别研究的具体思路。 2．雷达目标识别技术的回顾与展望 雷达目标识别研究的主体有三个，即雷达、目标及其所处的电磁环境。其中任何一个主体发生改变都会影响RTR系统的性能，甚至可能使系统完全失效，即RTR研究实际上是要找到一种无穷维空间与有限类目标属性之间的映射。一个成功的RTR系统必定是考虑到了目标、雷达及其所处电磁环境的主要可变因素。就目标而言主要有目标的物理结构、目标相对于雷达的姿态及运动参数、目标内部的运动（如螺旋桨等）、目标的编队形式、战术使用特点等等；就雷达而言主要有工作频率、带宽、脉冲重复频率（PRF）、天线方向图、天线的扫描周期等等；环境因素主要有各种噪声（如内部噪声和环境噪声）、杂波（如地杂波、海杂波和气象杂波）和人为干扰等。在研制RTR系统时必须综合考虑这些因素，抽取与目标属性有关的特征，努力消除与目标属性无关的各种不确定因素的影响。

雷达信号处理及目标识别分析系统方案

雷达信号处理及目标识别分系统方案 西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室 二○一○年八月

一 信号处理及目标识别分系统任务和组成 根据雷达系统总体要求，信号处理系统由测高通道目标识别通道组成。它应该在雷达操控台遥控指令和定时信号的操控下完成对接收机送来的中频信号的信号采集，目标检测和识别功能，并输出按距离门重排后的信号检测及识别结果到雷达数据处理系统，系统组成见图1-1。 220v 定时信号 目标指示数据 目标检测结果输出目标识别结果输出 图1-1 信号处理组成框图 二 测高通道信号处理 测高信号处理功能框图见图2-1。 s 图2-1 测高通道信号处理功能框图

接收机通道送来中频回波信号先经A/D 变换器转换成数字信号，再通过正交变换电路使其成为I 和Q 双通道信号，此信号经过脉冲压缩处理，根据不同的工作模式及杂波区所在的距离单元位置进行杂波抑制和反盲速处理，最后经过MTD 和CFAR 处理输出检测结果。 三 识别通道信号处理 识别通道信号处理首先根据雷达目标的运动特征进行初分类，然后再根据目标的回波特性做进一步识别处理。目标识别通道处理功能框图见图3-1所示。 图3-1 识别通道处理功能框图 四 数字正交变换 数字正交变换将模拟中频信号转换为互为正交的I 和Q 两路基带信号，A/D 变换器直接对中频模拟信号采样，通过数字的方法进行移频、滤波和抽取处理获得基带复信号，和模拟的正交变换方法相比，消除了两路A/D 不一致和移频、滤波等模拟电路引起的幅度相对误差和相位正交误差，减少了由于模拟滤波器精度低，稳定性差，两路难以完全一致所引起的镜频分量。 目标识别结果输出

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案 一、系统概述 根据监控需求： 岸基对海3~10公里围主要大小批量目标； 主动雷达光电探测和识别； 多目标闯入和离去自动报警智能职守； 系统接入指挥中心进行远程监控管理； 目标海图显示管理； 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ?为监控区域安全提供综合性的早期预警信息； ?通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析： 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等；同时后期系统需具备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需求。 根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自主知识产权，具备二次技术深化开发的海兰信数据科技股份（2001年成立，2010年国创业板上市，股票代码：300065，致力于航海智能化与海洋防务/信息化的国唯一上市企业）的智能监视雷达光电系统。该系统在国外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国海事、海监、海警、渔政公务执法及救捞业务需

求特点等。同时，该系统近期成功中标国近年来相关领域多套（20套）雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应用的市场广泛接受度。 3. 项目建成后的主要特点 ?全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息融合的能力，确保对探测围雷达信息源、光电、AIS、GPS等设备信号源进行有机的融合和整合。 ?系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入雷达视距时，系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。整个过程系统实时记录、方便随时调用回放。 ?系统技术水平国领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪，保证了在严苛条件下满足对目标地探测与持续跟踪能力。 ?该系统采用先进的设计思想，开放灵活的系统网络架构，能够根据需求进行不同的组合和配置，系统可扩展性强。 ?维护便捷，由于采用网络架构，获得用户授权后能连接到用户网络，可以远程支援维修维护系统，从而提高维护效率，减少维护成本。 ?可靠性高，充分适应不同的海洋环境。 二、系统设备清单