【摘要】：雷達(dá)作為遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)工具,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行距離,角度以及運(yùn)動(dòng)速度的測(cè)量。隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷完善,現(xiàn)代雷達(dá)已經(jīng)擴(kuò)展可以用于目標(biāo)精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)量和精細(xì)運(yùn)動(dòng)特征提取等來(lái)進(jìn)行目標(biāo)的識(shí)別。但是由于近年來(lái)目標(biāo)特征控制技術(shù)的飛速發(fā)展,使得假目標(biāo)、誘餌等非合作目標(biāo)已經(jīng)能夠較為精準(zhǔn)進(jìn)行模仿,從而使得基于傳統(tǒng)特征進(jìn)行的目標(biāo)識(shí)別方法失去高效性。如何在軍事防御中準(zhǔn)確的識(shí)別出非合作目標(biāo)已成為雷達(dá)領(lǐng)域目前的重要任務(wù)之一。運(yùn)動(dòng)物體會(huì)對(duì)雷達(dá)波的頻率進(jìn)行調(diào)制,從而導(dǎo)致回波的頻率偏離發(fā)射頻率,這種現(xiàn)象稱(chēng)為多普勒效應(yīng)。如果除了物體質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)以外,其自身的結(jié)構(gòu)部件還存在一些微小的運(yùn)動(dòng)(微動(dòng)),將會(huì)在回波信號(hào)上引起額外的頻率調(diào)制,形成與目標(biāo)主體有關(guān)的多普勒邊帶,這種現(xiàn)象就是微多普勒效應(yīng)。微多普勒特征是一個(gè)物體所具有的唯一不同于其他物體的特殊特征,而這些特征代表了物體的某些結(jié)構(gòu)部件產(chǎn)生的精細(xì)頻率調(diào)制,因此,借助于物體自身具有的這種特殊性進(jìn)行其相應(yīng)的提取,可以作為彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別的新的思路和方法。本文首先簡(jiǎn)要介紹了課題的背景和意義,以及彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別的發(fā)展?fàn)顩r,隨后引入了關(guān)于雷達(dá)微多普勒效應(yīng)及特征的一些理論知識(shí),為論文的展開(kāi)做鋪墊。緊接著分別針對(duì)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的不同微動(dòng)形式(旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)、進(jìn)動(dòng))在窄帶以及寬帶雷達(dá)中進(jìn)行模型建立以及分析。隨后重點(diǎn)討論了基于時(shí)頻分析提取彈道導(dǎo)彈的微動(dòng)特征參數(shù)的方法。從時(shí)頻分析法的種類(lèi)、彈頭目標(biāo)運(yùn)動(dòng)建模、雷達(dá)回波時(shí)頻特性分析、基于時(shí)頻分析法的微動(dòng)特征參數(shù)提取方法及仿真等進(jìn)行了較為詳細(xì)的闡述。同時(shí),著重針對(duì)微動(dòng)特征參數(shù)隨著散射點(diǎn)以及信噪比的變化特性進(jìn)行相應(yīng)的仿真和分析。最后,在簡(jiǎn)單概述現(xiàn)有的其它彈道導(dǎo)彈微動(dòng)參數(shù)的提取方法的基礎(chǔ)上,利用其中的倒譜法和延時(shí)共軛法與時(shí)頻分析法進(jìn)行了仿真對(duì)比,分析了三種方法的優(yōu)劣,證明了時(shí)頻分析法在彈道導(dǎo)彈目標(biāo)識(shí)別中是相對(duì)比較穩(wěn)健可靠的方法,可以較好地提取目標(biāo)的微動(dòng)特征參數(shù)。
[Abstract]:As a remote target detection tool, radar can measure the range, angle and velocity of moving target. With the continuous improvement of radar technology, modern radar has been extended to be used for target fine structure measurement and fine motion feature extraction for target recognition. However, due to the rapid development of target feature control technology in recent years, non-cooperative targets such as false targets, decoys and other non-cooperative targets can be imitated accurately, which makes the target recognition method based on traditional features lose its high efficiency. How to accurately identify non-cooperative targets in military defense has become one of the most important tasks in radar field. The frequency of radar wave is modulated by moving object, which causes the frequency of echo to deviate from the transmitting frequency. This phenomenon is called Doppler effect. If, in addition to the motion of the center of mass of an object, there are some small motions (fretting) in its own structural components, it will cause additional frequency modulation on the echo signal, forming a Doppler sideband associated with the target subject. This phenomenon is called the micro-Doppler effect. MicroDoppler features are the only unique features of an object that are different from other objects and represent fine frequency modulation generated by certain structural components of an object. It can be used as a new idea and method for ballistic missile target recognition with the help of the particularity of the object itself. In this paper, the background and significance of the subject and the development of ballistic missile target recognition are briefly introduced, and then some theoretical knowledge about radar micro-Doppler effect and its characteristics is introduced to pave the way for the development of the thesis. Then the models of different fretting forms (rotation, vibration, precession) of ballistic missile targets are established and analyzed in narrowband and wideband radar respectively. Then, the method of extracting fretting characteristic parameters of ballistic missile based on time frequency analysis is discussed. In this paper, the classification of time-frequency analysis method, the motion modeling of warhead target, the time-frequency characteristic analysis of radar echo, the method of extracting fretting characteristic parameters based on time-frequency analysis method and the simulation are described in detail. At the same time, the characteristic parameters of fretting are simulated and analyzed according to the variation of scattering point and signal-to-noise ratio (SNR). Finally, on the basis of a brief overview of the existing methods for extracting the fretting parameters of ballistic missiles, the cepstrum method and time-frequency method are used to simulate and compare them, and the advantages and disadvantages of the three methods are analyzed. It is proved that the time-frequency analysis method is relatively robust and reliable in ballistic missile target recognition, and it can extract the fretting characteristic parameters of the target.
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：E927;TN95

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2389680