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基于散射点模型的一维距离成像技术

基于散射点模型的一维距离成像技术 雷海科技
2022-04-21
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导读:一维距离像能够反映目标的纵向几何特征分布,已成为一种重要的目标识别手段。本文从基于几何绕射理论的原始散射中心模型出发,对模型进一步简化,并通过仿真计算给出了不同姿态角下效果图。

一、一维距离像定义

当雷达发射并接收窄脉冲或宽带信号,其径向距离分辨率远小于目标尺寸,目标可以模型化为各自独立的散射中心的集合,这些散射中心在雷达径向距离上的分布情况便称为一维距离像。基于一维距离像的目标识别是雷达目标识别的一种重要方法,它反映了目标在纵向上的精确几何特征结构,回波上携带了更精确的目标特征信息。

二、目标散射中心模型

微波高分辨雷达工作频率位于高频区,一般工作波长远小于目标尺寸,此时目标可近似为一组离散的散射点。相应地,雷达发射信号被目标散射点延时和幅度调制后形成散射点子回波,目标回波为各散射点子回波的向量和,即高分辨雷达目标的散射点模型。

基于几何绕射理论的模型是一种贴近实际散射机理的散射中心模型,具体形式如下:

以上公式的1D简化模型在文献中被广泛的采用。在1D模型中,方位角独立分量可以忽略不计,因此它的具体形式如下:

三、一维距离像仿真

在目标姿态角变化不大的条件下,一维距离像对工作频率和运动扰动不敏感。但一维距离像敏感于目标姿态角的变化:有研究表明,对飞机之类的大目标,一维距离像对方位姿态的变化比对俯仰姿态的变化更敏感。

按照以上一维距离像模型,结合某一实测目标散射模型为例,解算出以下不同姿态角下目标的一维距离像效果图:

图1 相同俯仰不同方位角目标一维距离像

图2 相同方位不同俯仰角目标一维距离像

四、总结

作为目标识别的一种重要手段,对目标的一维距离像技术进行研究是非常重要也是必要的,一维距离像反映了目标在纵向上的精确几何特征结构,但会随姿态角的不同而发生显著的变化,该种变化导致在特征空间中,不同类别相互交叠,且分类的边界不显著,因此选取恰当的特征提取手段是目标识别成功与否的关键。

参考文献:

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[7]高分辨雷达一维距离像研究,赵朋亮,曾海兵,陈 珂




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