旋转目标距离像长度特性及微运动特征提取

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1、第12期电子学报Vol.36No.122008年12月ACTAELECTRONICASINICADec.2008旋转目标距离像长度特性及微运动特征提取马梁,王涛,冯德军,刘进,王雪松(国防科学技术大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)摘要:本文提出了利用旋转目标高分辨一维距离像的长度变化特性提取目标旋转半径和旋转速度等微运动特征的新方法.重点分析了旋转目标一维距离像的长度特性,指出当目标旋转时,微运动造成的一维像“虚假”长度和目标真实长度在雷达视线上的投影共同构成了目标的一维距离像.当目标匀速转动时,其一维距离像

2、的长度变化服从正弦绝对值曲线,并根据这种变化特性,提出了两种提取旋转目标微运动特征的新方法.最后,设计了外场试验,通过实测数据证明了本文的观点和特征提取方法的有效性.关键词:旋转目标;微运动;一维距离像;特征提取中图分类号:TN95文献标识码:A文章编号:037222112(2008)1222273207TheCharacteristicofRangeProfileandMicro2MotionFeatureExtractionforRotaryTargetMALiang,WANGTao,FENGDe2jun,LIUJi

3、n,WANGXue2song(SchoolofElectronicScienceandEngineering,NationalUniversityofDenfenseTechnology,Changsha,Hunan410073,China)Abstract:Forrotarytarget,themethodforextractingmicro2motionfeaturebyusingthelengthofrangeprofileisstudied.Firstly,thecharacteristicofrangeprof

4、ileforrotarytargetisanalyzed.Thelengthofrangeprofilecanbeseparatedintotwoparts.Oneistheradiallengthofthetarget,andtheotheristheillusivelengthwhichisproducedbyrotation.Then,whiletargetisrotatingwithaconstantangularvelocity,thelengthofrangeprofileobeystheabsoluteva

5、lueofsinusoid.Theradiusandtheangularvelocitycanbeestimatedbyusingthisvarietyoflength.Finally,theresultsoffeatureextractionbyutilizingthemeasureddatapracticallyinfieldareshowninfigures,whichvalidatetheideas.Keywords:rotarytarget;micro2motion;rangeprofile;featureex

6、traction[6]指出了傅立叶分析在微多普勒谱分析中的不足;1引言Greneker等人详细分析了微多普勒分析技术在直升机刚性目标上各点围绕某点的转动或部件相对于物类目标微运动特征提取和目标识别中的应用[7].国外关体上质心的机械振动、旋转等运动通常被称为微运于微运动方面的研究主要集中在基于目标微运动引起[1]动.微运动在自然界普遍存在,如行人手和腿的摆动,回波信号的变化进行信号分离和参数估计,而利用微运桥梁和机翼的振动,电动机、直升机旋翼及军舰和装甲动引起目标高分辨图像特征的变化并据此进行特征提车上天线的转动以及导弹

7、弹头的进动和自旋等等.微动取的研究开展的较少.国内研究者利用微动目标的一维特征与目标的形状、质量分布、受力状态和初始状态等距离像序列提取出目标章动频率等微运动特征[8～10],因素密切相关,是目标的重要属性,可以作为目标特征文中指出,微运动造成了目标与雷达视线夹角呈周期性提取与识别的重要特征.近年来,基于微多普勒分析的变化,从而使得目标的径向长度发生周期性改变.但当目标微运动特征提取和目标识别技术成为一个研究热目标转动时,旋转会使得目标一维像本身的结构发生改点.变,仅考虑径向投影的变化是不够的.V.C.Chen在他的一系

8、列文章里比较全面地分析了鉴于上述的情况,本文以包含两个对称散射点的旋刚体和非刚体目标的微运动特点和微运动特征提取方转体为对象,从其宽带一维距离像的结构特点出发,研[1～5]法;TSparr等人利用美国海军的APY26雷达获取的究了一维距离像长度变化规律和微动特征提取方法.做SAR数据提取了地面振动的角反射器的微运动特