飛機(jī)雷達(dá)回波微多譜勒特征提取與分析

趙東濤　王浩　王海風(fēng)

【摘 要】 利用螺旋槳飛機(jī)的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)，采用經(jīng)典譜估計中獲得有效應(yīng)用的Welch方法提取和分析了隱含的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動振動微多普勒特征。該方法得到的結(jié)果與實(shí)際飛機(jī)的螺旋槳轉(zhuǎn)動參數(shù)相一致，具有提取方便、誤差較小的優(yōu)點(diǎn)，可用于目標(biāo)識別。

【關(guān)鍵詞】 微多普勒特征 螺旋槳飛機(jī) 雷達(dá)回波

1 引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭以信息戰(zhàn)為主，目前承擔(dān)信息戰(zhàn)任務(wù)的飛機(jī)大部分是螺旋槳飛機(jī)，如E-2T預(yù)警機(jī)、EP-3反潛偵察機(jī)等，對該類飛機(jī)的自動識別具有重大意義，國內(nèi)外專家學(xué)者在這類飛機(jī)自動識別領(lǐng)域開展了廣泛研究。研究結(jié)果表明，直升機(jī)、螺旋槳飛機(jī)、渦扇噴氣機(jī)等飛機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件對雷達(dá)回波具有周期性調(diào)制作用，這一特性可統(tǒng)稱為JEM（Jet Engine Modulation）特征，而且不同類型的飛機(jī)具有不同的JEM特征，特別是螺旋槳飛機(jī)的這一特征十分突出，但是如何從雷達(dá)回波脈間提取JEM特征一直是個難題。

已有的JEM特征提取方法中，F(xiàn)FT法存在誤差較大等缺點(diǎn)，復(fù)包絡(luò)AR雙譜估計法深刻揭示了回波中的JEM特征，但實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，為找到一種能充分利用回波中調(diào)制信息的更簡便的方法，文中采用利用現(xiàn)代譜分析方法，提取和分析飛行器的雷達(dá)回波譜特征，該方法可以避開回波中飛機(jī)徑向運(yùn)動多譜勒頻率的影響，使JEM特征完全分離出來，具有提取方便、快速、誤差較小等特點(diǎn)，對實(shí)際回波采集數(shù)據(jù)的分析驗證了該方法的有效性。

2 JEM現(xiàn)象分析

4 結(jié)果分析

使用Matlab7.4工具對M8直升機(jī)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了譜分析，得出了一些有關(guān)JEM調(diào)制特征的信息，分別如下圖所示：由圖1可清晰的看出信號調(diào)制的周期約為0.062s，與實(shí)際螺旋槳轉(zhuǎn)動周期是一致的；圖2可清晰的看出等間隔的譜線，間距約為16.1Hz、32.2Hz、48.4Hz、64.2Hz、80.6Hz、96.8Hz、112.9Hz，而飛機(jī)的調(diào)制頻率約為16.1Hz，譜線的間隔頻率為渦槳葉片調(diào)制頻率的2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍。

5 結(jié)語

文中通過分析螺旋槳飛機(jī)和直升機(jī)的雷達(dá)回波的數(shù)據(jù)，獲取了這些飛機(jī)目標(biāo)的電磁散射特征，用譜分析的方法提取了難以發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)動的調(diào)制信息，得到了飛機(jī)的JEM特征，分析結(jié)果與實(shí)際發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)動參數(shù)相一致，為基于JEM特征目標(biāo)分類識別打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Bell，M.R.；Grubbs，R.A.JEM modeling and measurement for radar targetidentificationAerospace and Electronic Systems，IEEE Transactions on1993.

[2]丁建江，張賢達(dá).防空雷達(dá)螺旋槳飛機(jī)回波JEM特征的模型與分析.清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2003.

[3]姚曉東，李言俊，樊寄松.目標(biāo)回波特征譜線抽取研究.火控雷達(dá)技術(shù)，1999.