基于一维距离像的舰船目标识别技术研究

摘要

现代雷达不仅需要精确的完成目标检测，得到目标的位置信息，同时需要完成目标识别，在复杂环境中对目标进行分类。由于一维距离像易于获取，处理简单，因此利用一维距离像完成雷达目标识别具有现实意义和重要价值，本文主要对基于一维距离像的舰船目标识别技术展开研究。
　　首先，针对雷达目标一维距离像的基本理论进行了研究。分析了目标散射中心模型，同时研究了一维距离像的成像原理，并对一维距离像的特性进行了分析，针对一维距离像的幅度敏感性、平移敏感性和姿态敏感性研究了相应的处理方法。
　　其次，针对目标一维距离像的获取方法进行了研究。针对外场实测法获取一维距离像的过程，分析了当发射信号为线性调频信号时雷达对目标回波进行处理的方法，主要包括数字下变频和脉冲压缩。针对理论建模预估法获取一维距离像的过程，利用建模方法得到了舰船目标的点散射中心模型，同时仿真得到了不同姿态角下舰船目标的一维距离像，分析了不同姿态角下一维距离像之间的关系。
　　再次，针对雷达目标一维距离像的识别方法进行了研究，主要包括特征提取和分类器设计两个方面。在特征提取方面，利用主成分分析法、线性判别分析法、核主成分分析法和核判别分析法对仿真得到的舰船目标的一维距离像进行特征提取。在分类器设计方面，利用最近中心邻分类器进行分类。对比了不同姿态角范围和不同信噪比条件下四种特征提取方法的识别效果。
　　最后，在理论研究的基础上，设计了半实物仿真系统，对本文的研究内容进行了原理验证。根据具体算法的实现过程，结合 FPGA和 DSP各自的数据处理优势，设计了基于 FPGA+DSP架构的雷达信号处理平台的数据处理方案。针对外场实测法获取一维距离像的过程，完成了雷达发射信号为线性调频信号时对目标回波进行数字下变频和脉冲压缩的半实物仿真，针对目标识别过程，在硬件平台上完成了线性判别分析法和最近中心邻分类器。同时对系统进行了实际调试，实验结果与理论仿真一致。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的研究工作和内容安排

第2章 一维距离像的基本理论及特性分析

2.1 目标散射中心模型

2.2 一维距离像的成像原理

2.3 一维距离像的特性分析

2.4 本章小结

第3章 一维距离像的获取方法研究

3.1 针对外场实测法的一维距离像获取

3.2 针对理论建模预估法的一维距离像获取

3.3 本章小结

第4章 基于一维距离像的目标识别方法研究

4.1 基于子空间法的一维距离像特征提取

4.2 基于核函数的一维距离像特征提取

4.3 最近中心邻分类器

4.4 目标识别实验及结果分析

4.5 本章小结

第5章 半实物仿真系统设计及原理验证

5.1 半实物仿真系统总体设计方案

5.2 针对外场实测法获取一维距离像的半实物仿真

5.3 基于一维距离像目标识别技术的半实物仿真

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢