雷达回波信号的特征提取和目标识别
毕业论文关键词: 目标识别，一维距离像，时频分析，短时傅里叶变换，主成分分析，波形熵
Title Feature Extraction And Target Recognition Of Radar Echo Signal
Abstract In this thesis, focused on one dimension range profile and RCS echo signals from radar target, we studied the radar target recognition based on extraction from one dimension range profile and time-frequency analysis technology .The main research work includes: Three targets with simple structure, cone, combination of sphere and cone, combination of cylinder and cone are used as radar target for research. On one hand, we use the one dimension range profile at different azimuth angel to show the angel’s influence in the one dimension range profile. And Extracting one dimension range profile of radar target with different structure by using PCA method is proposed, and the radar recognition is performed by calculating the distance of the data of dimensionality reduction from one dimension range dimension range. On the other hand, three types of time-frequency analysis methods, including short-time Fourier transform (STFT), Wigner-Ville transform and pseudo-Wigner-Ville transform, are used for dealing with the RCS echo data of these models in the same form of motion and different forms of motion. Then we analyzed and summarized its results and extracted its waveform entropy. Next we use the waveform entropy as the basis of the target recognition, and the target recognition is carried out by calculating the distance of the waveform entropy dimension vector. Key word: Radar target identification, one dimension range profile, time-frequency analysis, short time Fourier transform, Principal Component Analysis, waveform entropy
目次
1绪论1
1.1雷达目标识别技术的发展背景1
1.2基于雷达目标识别的重要技术2
1.3时频分析技术的发展和雷达目标距离成像基础知识..3
1.4本文的主要工作4
2通过提取高分辨率一维距离像进行目标识别..5
2.1雷达HRRP目标识别介绍.5
2.2主成分分析5
2.3利用PCA进行目标识别..7
3通过时频分析方法进行目标识别...12
3.1时频分析方法.12
3.2翻滚运动下的时频仿真.13
3.3基于时频分析的目标识别...18
结论...27
致谢...28
参考文献..29
1 绪论 1.1 雷达目标识别技术的发展背景 众所周知，21 世纪是一个数字化的世纪，各国之间的战争亦是高科技信息化的战争，如何提高本国的高新技术，如何提高武器的信息化，智能化一直是各大国战略布局的重点。雷达（Radio Detecting And Ranging, RADAR）作为高新技术和军事领域的代表物，它本质是通过发射无线电波对远距离目标进行探测的装置[1-2]。现代科技发展十分迅速，各类科技产物如雨后春笋给人们生活带来了极大的便利，作为军事领域非常重要的通信工具雷达也早已不止探测和识别两个功能。 自从雷达问世以来，相关工作人员一直致力于雷达功能的研究和完善，对于目标有效散射截面积（RCS）的研究是早期科研人员的核心工作。随着研究技术的发展和对雷达信号越来越多的认识，再用一个简单的有效散射面积来描述雷达信号的特征难免显得不那么合适。因为目标的形状千差万别，材料性质也有很本质的差别，继续单用RCS 不但显得过于粗糙而且对于识别的成功率也是非常之低。通过近几十年来研究人员的刻苦专研和创新意识以及电磁散射理论知识的不断完善，许多雷达信号中可提供特征提取的信息被相继发现，也逐渐建立起了很多新的目标识别相关理论和技术。 通过提取回波信号中表示目标特征的信息来进行目标识别的方法已是当今雷达技术研究的重点内容，也是雷达必备的重要功能之一。通常情况下识别技术的大致流程主要有，第一步：从得到的雷达信号中，提取其幅度、相位和频谱等能体现目标特征的信息；