OFD-LFM+MIMO雷达中旋转目标微多普勒效应分析及三维微动特征提取VIP免费

第33卷第1期2011年1月电了与信息学报JournalofElcctronics&InformationTechnologyVbl．33No．1Jan．2011OFD．LFMMIMO雷达中旋转目标微多普勒效应分析及三维微动特征提取罗迎‘①张群①@封同安①李松@梁贤姣①⋯(空军工程大学电iK：r-程学院西安710077)⋯(复旦大学波散射与遥感信息国家教育部重点实验室上海200433)”(空军工程大学导弹学院三原713800)摘要：该文将微多普勒效应引入到多输入多输出(MIMO)雷达技术研究，以旋转运动目标为例，分析了雷达辐射正交频分线性调频信号(OFD．LFM)时目标的微多普勒效应，给出了其参数化表达。在此摹础卜，进一步将微多普勒理论从目前的雷达视线方向卜．的微动分最提取扩展到微动部件3维运动和结构特征提取，利用MIMO雷达的多视角特性，提出了构建多元非线性方程组求解旋转部件的3维运动参数的算法，实现了日标3维微动特征的提取。仿真实验验证了算法的有效性和鲁棒性。关键词：多输入多输出雷达；微多普勒；旋转目标；目标识别中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：1009-5896(2011)01．0008-06DOI：10．3724／SP．J．1146．2010．00234Micro—DopplerEffectAnalysisofRotatingTargetandThree-dimensionalMicro-motionFeatureExtractioninOFD．LFMMIMORadarLuoYing①ZhangQull∞FengTong-an①LiSong@LiangXian-jiao①⋯(TelecommunicationEngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，崩’an710077，China)⋯(KeyLaboratoryoyWaveScatteringandRemoteSensingInformation(MinistryofEducation)，FudanUniversity，Shanghai200433，China)?-⋯(MissileInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Sanyuan713800，China)Abstract：Themicro-Doppler(m-D)effectisintroducedfortheMulti—InputMulti-Output(MIMO)radartechniquesinthepaper．Takingrotatingtargetforanexample．them-DeffectisanalyzedandtheparameterizedexpressionisdeducedinMIMOradarwhichtransmitsOFD—LFM(OrthogonalFrequencyDivisionLinearFrequencyModulation)signals．Analgorithmforthree-dimensionalmicro-motionfeatureextractionisproposed，whichextendsthem-Dsignatureextractionfromthemicro-motionprojectioninLine-OhSight(LOS)tothethree-dimensionalmicro-motionfeature．Bytakingadvantageofthemulti-viewofMIMOradar，thethree-dimensionalmicro-motionfeaturesareobtainedbysolvingnonlinearmultivariableequationsystems．Simulationresultsvalidatetheeffectivenessandrobustnessofthealgorithm．Keywords：MIMOradar；micro-Doppler(m-D)；Rotatingtarget；Targetrecognition1引言自从2004年Fishier等人【1】提出“多输入多输出fMIMO)雷达”概念以来，MIMO雷达引起了相关研究人员的广泛关注12-61。MIMO雷达在弱目标检测能力、目标运动参数估计精度和目标分辨率等方面较传统雷达有着明显优点It-31，特别是MIMO雷达具有空问分集优势，可完成对目标散射分布信息的空域并行采样，从而减少时域的脉冲采样数量，实现目标的快速ISAR成像，因此MIMO雷达成像2010-03-12收到，2010-06-15改回国家自然科学基金(60971100)资助课题+通信作者：罗迎luoyin92002521@163．com技术近年来开始得到深入研究14-61。但由于受到现有技术的限制，目前直接利用ISAR像进行目标识别较为困难。近几年来，从激光雷达中引入的微多普勒概念为特殊目标的精确识别提供了新的技术途径[7-101。微多普勒现象可被视为目标结构部件与主体之间相互作用的结果，它是该目标所具有的独特特征，可为完成对特殊目标的分类、识别、成像提供重要信息【llJ。由于MIMOISAR具有空间分集优势，因而可以提取目标更多的空间特征以用于目标识别。特别是由于目标微动在不同视角上有着不同的投影分量，各个接收阵元上接收到的微多普勒信号将有着不同的相位变化，利用该变化可望提取目标微动部件的空间3维运动和结构特征，大大提高雷达的目标识别能力。基于这种考万方数据第1期罗迎等：OFD．LFMMIMO雷达I{J旋转H标微多普勒效应分析及i维微动特钲提取9虑，本文将微多普勒概念引入MIMO雷达技术，分...