張冠武，李瑞東，王 冬

（西安電子工程研究所，西安 710100）

1 理論可行性分析

雷達(dá)目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別問(wèn)題一直是國(guó)防和民用相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題的研究多針對(duì)于高分辨率雷達(dá)，這些研究大體包括2類：1）以一維距離像為對(duì)象的波形特征提?。?）以合成孔徑雷達(dá)（SAR）和逆合成孔徑雷達(dá)（ISAR）圖像為對(duì)象的圖像特征提取。

雖然上述研究已取得了很大進(jìn)展，但這些方法并不適合于低分辨率雷達(dá)。低分辨雷達(dá)也有很多優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)成熟，價(jià)格較低，且某些工作在低波段的雷達(dá)具有良好的反隱身能力和電子對(duì)抗能力。

低分辨雷達(dá)在很多領(lǐng)域內(nèi)都起著寬帶高分辨雷達(dá)不可替代的作用，且我國(guó)現(xiàn)役雷達(dá)一般都是不具備距離和方位高分辨的低分辨雷達(dá)。大量的研究證明，在低分辨條件下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行粗分類是可行的。對(duì)低分辨雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別的研究，有著重要的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。

2 國(guó)外分類技術(shù)綜述

（1）加強(qiáng)目標(biāo)實(shí)際回波數(shù)據(jù)庫(kù)的基本建設(shè)。美國(guó)Ohio State大學(xué)電科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)低分辨力雷達(dá)在不同極化、不同觀測(cè)方位和不同頻率情況下建立了多種目標(biāo)（主要為飛行器、輪船）的RCS測(cè)量DataBase，用來(lái)分析各種低分辨力雷達(dá)的目標(biāo)分類識(shí)別性能。

（2）大力發(fā)展目標(biāo)特性測(cè)量雷達(dá)。美國(guó)改進(jìn)了幾種特種目標(biāo)分辨和識(shí)別雷達(dá)。并建立了由Alcor、Tradex等目標(biāo)分類雷達(dá)組成的目標(biāo)特征信號(hào)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，在20世紀(jì)70年代初，成功地從少量鋁鉑云和助推器碎片中識(shí)別出了導(dǎo)彈彈頭。

（3）用寬帶信號(hào)發(fā)射和處理設(shè)備改造低分辨力雷達(dá)。由于高分辨力的一維距離像可以一定程度上反映目標(biāo)的幾何形狀及結(jié)構(gòu)特征，可以提供識(shí)別特征信息，美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室在低分辨力防空雷達(dá)基礎(chǔ)上增加了寬帶信號(hào)，獲取了目標(biāo)高分辨力距離像，實(shí)現(xiàn)了飛行目標(biāo)智能識(shí)別。

（4）綜合應(yīng)用特征矢量。例如美國(guó)AN/MPQ-53愛(ài)國(guó)者雷達(dá)主要利用了目標(biāo)調(diào)制譜、目標(biāo)幅度起伏及目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特征作為目標(biāo)識(shí)別主要判據(jù)。蘇聯(lián)的多型雷達(dá)也利用了上述特征來(lái)作為目標(biāo)識(shí)別主要依據(jù)。

（5）使用優(yōu)化技術(shù)尋求最佳發(fā)射頻率和波形。低分辨力雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別困難的主要原因是發(fā)射波形簡(jiǎn)單，信息量少。尋找最優(yōu)處理方法已是一個(gè)研究重要方向。隨著雷達(dá)極化測(cè)量技術(shù)的成熟，極化雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別成為新一代智能雷達(dá)系統(tǒng)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。

綜上所述，國(guó)外雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別研究的最新進(jìn)展可概括為：

一是雷達(dá)目標(biāo)特性和機(jī)理研究的進(jìn)展，主要為目標(biāo)的電子散射特性。

二是雷達(dá)目標(biāo)散射信息獲取技術(shù)的進(jìn)步?，F(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、和人工智能技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于目標(biāo)識(shí)別，為低分辨力雷達(dá)目標(biāo)分類識(shí)別打開(kāi)了新的大門。

3 國(guó)內(nèi)目標(biāo)分類技術(shù)現(xiàn)狀

40多年來(lái)，取得了大量的成果。主要體現(xiàn)在如下兩方面：（1）目標(biāo)特性建模研究的深入。在目標(biāo)RCS統(tǒng)計(jì)特性建模與測(cè)量、調(diào)制特征的產(chǎn)生機(jī)理和數(shù)學(xué)建模等方面取得較好成果。（2）雷達(dá)回波中識(shí)別特征分析與提取手段更加先進(jìn)，象局部雙譜、紋理分析法、分形技術(shù)和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新理論新技術(shù)都用于目標(biāo)特征分析提取。

其中，國(guó)內(nèi)幾個(gè)主要低分辨率雷達(dá)目標(biāo)分類技術(shù)研究成果如下：

（1）國(guó)防科技大學(xué)的郭桂蓉等根據(jù)雷達(dá)目標(biāo)回波幅度的細(xì)微結(jié)構(gòu)特性，提出了利用傅里葉變換和梅林變換對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制序列編碼并提取碼形特征，結(jié)合非清晰模式識(shí)別技術(shù)完成了對(duì)艦船的識(shí)別。

（2）哈爾濱工業(yè)大學(xué)的冀振元等分析了戰(zhàn)場(chǎng)偵察雷達(dá)的目標(biāo)特征，提出利用目標(biāo)的多普勒頻率瞬時(shí)變化特征實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)/非機(jī)動(dòng)目標(biāo)的分類。基于多普勒頻譜結(jié)構(gòu)的差異對(duì)車輛和坦克兩種目標(biāo)提取了相應(yīng)特征，用于輪式目標(biāo)和履帶式目標(biāo)的識(shí)別，取得了較好的結(jié)果。

（3）國(guó)防科技大學(xué)的王偉等對(duì)低分辨雷達(dá)目標(biāo)回波進(jìn)行了研究分析，利用目標(biāo)回波的波形信息，提出了利用擬穩(wěn)態(tài)特征信息、顯著狀態(tài)特征信息和變遷關(guān)系特征信息來(lái)表征目標(biāo)波形并作為特征提取的主要依據(jù)，分類效果較好。

（4）國(guó)防科技大學(xué)的辛玉林等分析了飛行目標(biāo)回波的波形特性，提取了基于波形熵及灰度的特征量，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了飛行目標(biāo)分類識(shí)別，驗(yàn)證了基于目標(biāo)回波波形特征提取和分類識(shí)別的有效性。

綜合上述，與國(guó)外研究相比，國(guó)內(nèi)目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研究有一定差距，這主要體現(xiàn)在：

（1）目標(biāo)識(shí)別基礎(chǔ)研究建設(shè)（實(shí)際回波數(shù)據(jù)庫(kù)、射頻仿真試驗(yàn)室等）薄弱。（2）目標(biāo)識(shí)別機(jī)理研究不夠深入。（3）研究過(guò)程中實(shí)際因素考慮較少。（4）專門目標(biāo)識(shí)別雷達(dá)較少。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外低分辨率目標(biāo)識(shí)別技術(shù)發(fā)展較快。伴隨著技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)應(yīng)用已從傳統(tǒng)的單一探測(cè)向深層次的雷達(dá)信息化應(yīng)用發(fā)展。國(guó)際上，以西方世界為主的低分辨率雷達(dá)目標(biāo)分類技術(shù)發(fā)展取得了較大的進(jìn)步，已在多個(gè)算法領(lǐng)域取得突破，算法工程化程度也較高。我國(guó)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)基于用戶需求在應(yīng)用方面有一定的發(fā)展，例如在機(jī)載雷達(dá)成像、地面?zhèn)刹炖走_(dá)上已開(kāi)始實(shí)施簡(jiǎn)單目標(biāo)識(shí)別的技術(shù)，并取得可喜的成績(jī)。但總體而言，我國(guó)雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)發(fā)展遲緩。因此，實(shí)施低分辨力雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)專題研究，改造和提升我國(guó)戰(zhàn)場(chǎng)偵察雷達(dá)性能具有必要性；另一方面，也為高分辨力雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)的研究提供基礎(chǔ)。

[1] 米紅妹.低分辨雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別的應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2011.