【正文】 戰(zhàn)爭發(fā)展的一個必然結果，即所謂雷達定位和情報偵察集成一體。 ③堅持應用為主，預研先行，以產品牽引雷達目標識別技術的研究，以預研成果支撐和促進雷達目標識別的應用。 九 、幾點建議 ①搞好雷達目標識別的頂層設計，針對不同體制、不同功能、不同時期研制的雷達和雷 達網，提出合理、可行的雷達目標識別設計和／或改造計劃，做到逐步實現(xiàn)雷達目標探 測、跟蹤和識別的一 體化。 ⑧目標識別性能評估及度量準則研究。 ⑥構建多傳感器目標融合識別系統(tǒng)半實物仿真平臺，對多特征一多傳感器目標融合識別技術進行驗證。 ④構建雷達目標識別半實物仿真平臺，進行目標識別系統(tǒng)的演示驗證研究。 ②目標電磁散射特性仿真研究，研究目標識別仿真 數(shù)據(jù)的獲取方法。 八 、雷達目標識別的未來研究 為了使雷達目標識別技術盡快走向實用、并獲得更好的目標識別性能，還有很多理論和實際問題有待研究，主要有以下幾方面。 12 有以下一些特點。這些特征是區(qū)分重誘餌和彈頭的重要依據(jù)。此時，雷達觀測到的后向電磁散射是再人體及其尾跡后向電磁散射的疊加，從雷達回波中可以得到再入體及其尾跡的電磁散射特性。再入段是指彈頭返回大氣層至彈頭到達目標區(qū)階段，在該階段，大氣對輕誘餌有過濾作用，而彈頭和重誘餌在大氣層中高速飛行，它們與周圍氣體間產生非常復雜的物理、化學和電離反應，其表面與大氣的相互作用產生燒蝕現(xiàn)象，使得它們有極高的駐點溫度。主動段又稱助推段 ，這時導彈在發(fā)動機的推動作用下加速升空，其尾部有一較長的火焰區(qū)，該火焰區(qū)包含了可見光、短波、中波、紅外和紫外波段的光輻射能力，可以通過相應的光學探測器對主動段飛行的彈道導彈進行 11 觀測，可望從目標的光學特征中區(qū)分導彈的類別。彈道導彈飛行過程的目標特性可以從目標的運動學特性、目標的光學特性和目標的電磁散射特性等多個方面加以描述?？梢酝ㄟ^中頻回波信號及本振信號，采用數(shù)字中頻處理技術，并結合目標航跡直接提取目標的振動聲音頻譜，進行目標識別。即提取高距離分辨率的回波信號，開發(fā)針對性的顯示方法 。關于一維距離成象技術。但若進行目標識別，用其來觀察目標回波寬度的微小變化則精度不夠。 六． 發(fā)展方向 現(xiàn)代雷達大多采用數(shù)字壓縮技術，回波寬度被量化。能進行目標識別的雷達必須符合一定的要求。在轉發(fā)型電子欺騙中很難模擬出由飛機運動引起頻移的發(fā)動機振動細譜，復現(xiàn)的聲音也將與真實飛機振動聲音不同，從而區(qū)分判斷出假目標。 雷達網提供目標的距離 (最好還有高度 )引導目標識別雷達天線指向目標，根據(jù)目標距離選擇雷達重頻，數(shù)字處理電路解算出飛機聲音，用飛機聲音進行飛機型號識別。這時，數(shù)字處理電路較復雜，但現(xiàn)有技術可以設計出相應的數(shù)字系統(tǒng)。由于發(fā)射峰值功率小，發(fā)射電路技術要求低，成本低。 (3)高重頻相參脈沖壓縮雷達 為了提高雷達作用距離，降低雷達的發(fā)射峰值功率，可采用相參脈沖壓縮體制。并且可選擇不 9 同距離窗的飛機進行識別。要設計相應的數(shù)字系統(tǒng)。這樣發(fā)射機和接收機交替工作，雷達構成簡單。經 D／ A濾波放大后通過喇叭可復現(xiàn)飛機的振動聲音。 (2)高重頻相參高重頻雷達 由抽樣定理可知，當雷達重頻大于 2倍的 飛機運動引起頻移后的飛機振動聲音頻率時，就能復現(xiàn)頻移后的飛機振動聲音頻譜。為了獲得足夠的反射波能量，發(fā)射功率要求大，而且在發(fā)射的同時進行接收，技術難度較大，而大功率發(fā)射增加了雷達的成本和難度。而飛機的發(fā)動機聲音頻率遠大于600Hz，因此用現(xiàn)有的脈沖體制的雷達無法復現(xiàn)飛機發(fā)動機振動聲音。 五． 用于目標識別的雷達類型 現(xiàn)有的警戒雷達大多數(shù)為脈沖非連續(xù) 波體制，重復周期大于 800 la S，即重頻 f1． 2kHz。到目前為止，美國共進行了 8次國家導彈防御 (NMD)系統(tǒng)試驗，其中 5次成功， 3次失敗。 90年代以來，隨著 NMD和俄 D的提出，雷達目標識別再次成為熱門研究課題。 70年代的“衛(wèi)兵”系統(tǒng)用相控陣雷達代替機掃雷達實現(xiàn)潛射彈道導彈預警和地球衛(wèi)星跟蹤。此后，雷達目標識別得到了很大的發(fā)展，并已成為當今雷達發(fā)展的一個重要方向。BaIton通過分析 AN／ FPS～ 16型跟蹤雷達記錄的前蘇聯(lián)人造衛(wèi)星spunlikⅡ的回波信號，推斷出該人造衛(wèi)星上帶有角反射器，并由此推理出前蘇聯(lián)當時的衛(wèi)星跟蹤網是由第二次世界大戰(zhàn)時使用的低威力雷達所組成。 圖 4 目標融合識別 5類模型 四 、雷達目標識別的 發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 雷達目標識別的研究始于 20世紀 50年代末期。這些方法有：模板匹配、加權平均、表決準則、最小錯誤準則、貝葉斯最小風 險準則、專家系 統(tǒng)、神經網絡、模糊推理、貝葉斯理論、證據(jù)理論、符號推理等，各 6 種方法均有其優(yōu)缺點，需要根據(jù)具體的應用進行認真的選擇，有時還 需將幾種方法穿插滲透，綜合利用，以期達到最佳的識別效果。雖然該分類方法有些復雜，但對構建靈活、高性能的雷達目標融合識別系統(tǒng)結構具有指導意義。其中，數(shù)據(jù)級 目標融合識別的優(yōu)點是信息損失少，缺點是對通信和計算量的要求太大，難以實時實現(xiàn)；決策級目標融合識別的優(yōu)點是對通信容量和計算量的要求比較低，容易實現(xiàn)，但信息損失相對較大；而特征級目標融合識別則介于二者之間，若兼顧性能和復雜性，特征級目標識別融合是一種最佳的選擇，也是目前在雷達目標識別中采用最廣的方法。由于雷達目標識別中包含很大的不確定性，因此，為了得到穩(wěn)健的目標識別，有效的途徑之一是使用多雷達一多特征目標融合識別。合作式目標識別最常見的是采用敵我識別器，通過雷達和敵我識別器的配合，既可獲得目標的位置和運動特征 ，也可獲得目標的敵我屬性特征。同時，不同雷達提供的用于目標識別的測量數(shù)據(jù)有很大的差異性，它們關于目標識別的結果具有不同的致信度，并且可能是在不同的層次上的。同對，采用不同的處理方式時，所得到的特征也可能不同。通過聲音識別確定飛機類型。用飛機的反射波與入射波進行混頻，獲得由飛機運動引起頻移后的振動頻譜，再與由飛機運動引起的頻率差頻，獲得飛機的聲音頻譜。飛機的聲音是傳不遠的，需要借助其它手段。下面就研制雷達振動聲音頻譜目標識別的技術問題進行討論。我國自行研制雷達目標識別器很有必要。熟練的操作員根據(jù)回波寬度變化和波色圖內子峰形狀，進行目標識別。 這類波型圖叫作波色圖。通過目標回波寬度的變化可估計目標的大 小。點狀目標的回波寬度等于入射波寬度。根據(jù)目標振動頻譜進行目標識別。 3． 目標振動聲音頻譜識別技術 根據(jù)多普勒原理， 目標的振動、旋轉翼旋轉將引起發(fā)射電磁波的頻率移動。通過計算目標散射矩陣便可以識別目標的形狀。當目標長尺寸的方向與電場的方向一致時，反射系數(shù)增大，反之減小。若電場方向是固定的，例如為水 2 平方向或垂直方向，則叫做線性極化電磁波。其基本原理如圖 1所示。信號帶寬與時間分辨率成反比。地面雷達目標識別技術目前主要有 Se方式， 分別是一維距離成象技術、極化成象技術和目標振動聲音頻譜識別技術。 1 雷達的目標識別技術 摘要： 對雷達自動目標識別技術和雷達目標識別過程進行了簡要回顧 ， 研究了相控陣雷達系統(tǒng)中多目標跟蹤識別的重復檢測問題提出了角度相關區(qū)算法 ， 分析了實現(xiàn)中的若干問題 ， 通過在相控陣雷達地址系統(tǒng)中進行的地址實驗和結果分析表明 :采用角度相關區(qū)算法對重復檢測的回波數(shù)據(jù)進行處理時將使識別的目標信息更精確從而能更早地形成穩(wěn)定的航跡達到對目標的準確識別 。 一． 引言 隨著科學技術的發(fā)展，雷達目標識別技術越來越引起人們的廣泛關注，在國防及未來戰(zhàn)爭中扮演著重要角色。 1． 一維距離成象技術 一維距離成象技術是將合成孔徑雷達中的距離成象技術應用于地面雷達。例如一尖脈沖信號經過一窄帶濾波器后寬度變寬、時間模糊變大。 2． 極化成象技術 電磁波是由電場和磁場組成的。線性極化電磁波的反射與目標的形狀密切相關。根據(jù)這一特征，向目標發(fā)射不同 極化方向的線性極化電磁波，分別接收它們反射 (散射 )的回波。該方法對復雜形狀的目標識別很困難。通過解調反射電磁波的頻率調制，復現(xiàn)目標振動頻譜。 傳統(tǒng)上我國地面雷達主要通過兩個方面進行目標識別：回波寬度和波色圖。一定尺寸的目標將展寬回波寬度，其回波寬度變化量正比于目標尺寸。目標往往有不同的強反射點，如飛機的機尾、機頭、機翼以及機群內各飛機等，往往會在回波上形成不同形狀的子峰，如圖 2所示。根據(jù)波色圖內子峰的形狀，可獲得一些目標信息。 3 雷達目標識別器在國外已成功應用。用飛機的發(fā)動 機振動聲音頻譜進行目標識別可用于電子欺騙對抗。 二．工 作原理 不同型號的飛機有不同的發(fā)動機振動聲音頻譜，通過飛機的特征頻譜用電腦或人工方式判別飛機的類型。用電磁波來照射飛機，飛機的振動和運動對電磁波進行多普勒頻率調制。經濾波放大后通過喇叭可復現(xiàn)飛機的聲音。 三． 雷達目標 識別的特點、分類及方法 雷達目標識別相對于目標的定位、跟蹤，具有更大的不確定性，這主要是由于在目標識別中特征既與目標尺寸及雷達參數(shù)有關，又與雷達所處的環(huán)境特性有關。因而，難于提取穩(wěn)健 (魯棒 )的、能區(qū)分目標的本原特征。 4 目標識別按目標是否與雷達合作，可分為合作式目標識別和非合作式目標識別。除合作式目標識別以外的其他目標識別 都稱為非合作式目標識別，我們通常所說的雷達目標識別均指非合作式目標識別。如果從雷達目標融合識別的角度對目標進行分類，則可根據(jù)對輸人數(shù)據(jù)的不同層次的抽象，通常可以將目標融合識別分為數(shù)據(jù)級 (或稱為像素級 )目標識別融合、特征級目標融合識別和決策級目標融合識別三類，如圖 3所示。 5 圖 3 雷達目標融合識別分類 為了能在目標識別中更充分地利用雷達提供的信息，近來又把目標融合識別在原來的數(shù)據(jù)、特征、決策三類的基礎上進一步細分為“數(shù)據(jù)入一數(shù)據(jù)出 (DAI— DAO)”、“數(shù)據(jù)人一特征出 (DAI— FEO)”、“特征人一特征出 (FEI— FEO)”、“特征人一決策出 (FEI— DEO)”和“決策入一決策出 (DEI— DE0)”五類，如圖 4所示。 目前用于目標識別的方法有很多種。例如，可以把模糊集與神經網絡識別技術相結合，也可以把證據(jù)理論 與神經網絡相結合，等等。當時，美國的 D． K。推斷標志著雷達目標識別的開始。 在彈道導彈防御目標識別方面， 60年代的彈道導彈預警系統(tǒng)(BMEWS)中的 AN／ FPS一 49彈道導彈預警和跟蹤雷達就采用了軌 道比 7 較法進行目標識別，通過計算機區(qū)別真假目標，并測出目標速度、航向和彈道。 80年代的“星球大戰(zhàn)計劃” (SDI)將收集彈道導彈各部分和再入飛行體的特征數(shù)據(jù)列為重要項目，設想利用 SPQ一 11相控陣雷達和新研制雷達來獲取目標的微波特性數(shù)據(jù)，以實時成像識別為重點，建立目標特性的模型和數(shù)據(jù)庫。美國的多目標特性測量雷達主要朝著相控陣技術與逆合成孔徑成像技術相結合、并形 成模型和數(shù)據(jù)庫的方向發(fā)展，用以解決多目標跟蹤和多目標識別兩大問題?！偟目磥?，美國的目標識別處于國際領先，其目標識別技術也由早期的基于單一傳感器的目標識別向多傳感器融合識別發(fā)展，并且一些技術開始進入實用階段，其中，利用高分辨率雷達的目標識別已進入實用階段，基于 ISAR的雷達目標識別已得到驗證，基于 GBR的真假彈頭目標識別已突破許多關鍵技術。根據(jù)抽樣定理可知，對聲頻大于 f／ 2=600Hz的振動聲音調制信號不能再現(xiàn)。 8 (1)連續(xù)波雷達 過去主要將連續(xù)波雷達用于目標識別。目標識別雷達作用距離較小。再與由飛機運動引起頻率差頻，獲得飛機聲音 A／ D量化值。通過適當調整發(fā)射重頻，使目標回波落在不發(fā)射的時間窗內，如圖 5所示。 圖 5 回波示意圖 這時需要對雷達接收 信號進行數(shù)字處理，才能復現(xiàn)飛機聲音。該方案雷達系統(tǒng)簡單易于研制。雷達作用距離較遠。該體制由于發(fā)射峰值功率小，便于隱沒在電磁環(huán)境中，不易被發(fā)現(xiàn)。該雷達為脈沖體制，雷達的收和發(fā)在時間上交替進行，這樣從技術難度和成本控制上皆為成熟技術。為了降低雷達 的體積，提高靈活性，可采用 3厘米頻段雷達。 用飛機的振動聲音進行目標識別還可用于轉發(fā)型電子欺騙對抗。 雷達目標識別具有重要意義。為了能有效地進行目標識別，可 以針對性研制一些低成本專用雷達，也可以在某些雷達設計中 (例如測高雷達中 )設置目標識別 10 工作模式，在不同的時刻分別完成原有功能和目標識別功能。其量化精度從目標錄取的角度是合適的。根據(jù)目前的技術發(fā)展，應接收中頻回波，用數(shù)字中頻接收及脈壓處理直接提取高精度的目標回波，進行目標識別。我們應從圖象顯示技術和數(shù)字中頻處理技術兩方面入手，開發(fā)雷達終端的目標識別技術。 關于振動頻譜識別技術。 七 、雷達目標識別中的 特征及特征提取 特征選擇及提取是雷達正確識別目標的基礎和關鍵，這里以彈道導彈防御為例分析雷達目標識別中可利用的特征及特征提取方法。彈道導彈的飛行過程是通過主動段、中段和再入段飛行到達地面目標區(qū)的。中段稱為自由飛行段，此時彈頭和彈體分離，彈頭常常攜帶誘餌，誘餌可分為重誘餌和輕誘餌兩種，由于誘餌在外形、輻射特性和電磁散射特性、運動特性等方面不可能和真實導彈完全相同，因此在該段可以應用多種傳感器對飛行的彈頭、誘餌和碎片進行探測，從而區(qū)分真假目標，并估計