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声、毫米波复合寻的系统目标识别与定位技术研究

严金海  
【摘要】: 本文来源于(?)项目。论文系统研究了基于声、毫米波复合(?)寻的系统的目标识别和定位问题。 被动声探测基本不受地形、地物影响,功耗低,不仅能识别目标,还可以对目标粗略定向,是智能地雷的首选。毫米波雷达低仰角性能好,不受烟雾的影响,对目标测距、测角的精度较高,与声复合后可以弥补声对目标定位精度上的缺陷。 目标声信号特征提取采用了信号能量特征检测、AR谱、过零率和小波分析等方法,目标的声识别则采用人工神经网络方法,神经网络具有记忆和学习功能,有利于提高目标的识别率。在提取了目标毫米波高分辨距离像后,探讨了模糊方法在雷达目标识别方面的应用。模糊方法能可靠地区分完全未知的干扰目标。而在获得大量毫米波雷达待识别目标样本的情况下,利用神经网络强大的非线性和自组织能力能够获得很高的分类精度。提出了声与毫米波雷达的信息融合方案。融合后会使目标识别率提高,保证地雷准确攻击目标。 最后,以封锁跑道智能地雷为背景,针对因地形等造成目标俯仰角±8°误差、传播延时造成目标声方位角±8°误差的特点,提出用空间五元阵估计目标俯仰角、方位角的方法。采用了基于广义互相关法估计时延的目标声定向方法,用声进行预警和初部定向,毫米波雷达精确定向和测距。毫米波雷达采用脉冲频率步进体制,解决了地雷电源功率有限而探测距离要远、精度又要高的矛盾。采用天线圆锥扫描扩大天线搜索范围,实现了与声的定向精度匹配和雷达目标角度自动跟踪。声与毫米波复合,不仅解决了因地面凹凸不平造成射击精度变坏的问题,也提高了目标搜索和跟踪精度。采用了数字随动系统方案,把雷达天线与战斗部同轴,在俯仰、方位两个自由度搜索跟踪目标。提出了依目标地雷视线与航路捷径夹角将目标区域划分为搜索、跟踪、脱靶三个区域的方法,这样电机的角速度只需最大转速的1/3,使得随动方案的工程应用成为可能。独立完成了随动系统原理样机,该系统带动与战斗部同轴毫米波天线进行扇型扫描,在国内首次实现了随动系统与声阵列配合对直升机等目标的自动跟踪。


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