目标激光微多普勒特征探测、提取和识别技术研究

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1、中图分类号：TN249UDC分类号：535目标激光微多普勒特征探测、提取和识别技术研究作者姓名张德华学院名称光电学院指导教师张海洋讲师答辩委员会主席高春清教授申请学位工学硕士学科专业物理电子学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月目标激光微多普勒特征探测、提取和识别技术研究张德华2016年1月TheStudyofLasermicro-DopplerCharacters:Detection,Extraction,andIdentificationCandidateName:ZhangDehu

2、aSchoolorDepartment:OptoelectronicsFacultyMentor:L.ZhangHaiyangChair,ThesisCommittee:Prof.GaoChunqingDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:PhysicalElectronicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导

3、教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要激光微多谱勒特性反映了目标的散射特性、几何结构和运动特征，是一种极具应用潜力的目标识别特征，为目标特征提取和目标识别提供了新的技术途径。本课题主要研究了目标激光微多普

4、勒特征的探测、提取和分类识别技术，主要工作概括如下：1.采用基于单频连续激光源的相干探测体制，在等效点散射理论模型的基础上，建立了锥体目标翻滚、锥旋、进动的理论运动模型，并利用时频分析算法计算了目标回波的时域-频域谱分布。2.分析了探测激光光斑面积对自旋圆锥目标探测性能的影响，基于惠更斯-菲涅尔原理推导出目标回波信号的散射场模型，并进一步计算得出回波信号功率谱分布半高全宽的理论值。设计并搭建了单频连续激光相干探测系统，来验证理论模型的正确性。试验所观测到的信号强度谱的半高全宽值与理论计算值能够较好的吻

5、合，验证了理论模型的正确性。3.利用多散射中心模型对微动目标的回波进行了分析，从目标的时频谱和微多普勒频谱中提取若干种描述谱散布程度的特征，对进动和翻滚两种微动形式进行分类，通过仿真实验评估了不同特征的识别效果。关键词：微多普勒；时频分析；特征提取I北京理工大学硕士学位论文AbstractLasermicro-Dopplercharactersareverypotentialtargetidentificationcharacters.Theyreflectthescatteringspecialti

6、es,geometry,anddynamicpropertiesoftargets,whichwouldprovideanewapproachoftargetcharacterextractionandtargetidentification.Inordertostudythekeytechnologiesindetection,extraction,andrecognitionoflasermicro-Dopplercharacters,theoreticalmodelstudyandexperim

7、entstudyareperformed.Themainworksarelistedasbelow:1.Thedynamicmodelsoftumbling,coning,andprocessionareperformedbasedontheeffectivescatteringpointmodel.Themicro-Dopplersignaturesareanalyzedbythealgorithmoftime-frequencytransforms.2.Themathematicalmodel,b

8、asedonHuygens-Fresnelprinciple,isdeducedtopredictthemicro-Dopplerspectralfullwidthathalfmaximum(FWHM)ofacquiredmediumcurrentsignals,whichistostudytheinfluenceoflaserspotsizeondetectionperformance.Anexperimentbasedonlasercoherentd