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1、工学硕士学位论文基于极点提取的雷达目标识别江津哈尔滨工业大学2006 年 6 月国内图书分类号：TN959.1国际图书分类号：621.396.969.3工学硕士学位论文基于极点提取雷达目标识别硕士研究生：江津导师：邓维波教授申请学位：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：电子与信息技术研究院答辩日期： 2006 年 6 月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TN959.1U.D.C.: 621.396.969.3Dissertation for the Masters Degree in EngineeringRADAR TARGET IDENTIFICATI
2、ONBASED ON POLES EXTRACTINGCandidate:Supervisor:Academic Degree Applied for:Specialty:Affiliation:Date of Defence:Degree-Conferring-Institution:Jiang JinProf. Deng WeiboMaster of EngineeringInformation and CommunicationEngineeringSchool of Electronics andInformation TechnologyJune, 2006Harbin Instit
3、ute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着高频地波雷达在国防工业上的应用越来越受到重视，对于高频段雷达目标识别方法的研究也成为人们研究的重点。处于高频段的雷达目标其尺寸可以和雷达波长相比拟，即目标通常处于谐振区。极点是谐振区表征雷达目标的有效特征，其具有不变性。由实验数据中提取极点已成为信号处理的重要课题。本文详细介绍了极点提取法中的线性预测法，矩阵预测法及状态空间法的原理，表明线性预测法是矩阵预测法的一个特例，而矩阵预测法与状态空间法的算法二等价，从而使 Prony方法，KT(SVD-Prony)方法，MPM方法在状态空间意义下得到统一。本文给出了 MPM方法的
4、具体过程，并对 MPM方法进行仿真，表明了MPM方法具有较好的抗噪性能。在此基础上，对 MPM方法进行改进，使用信号预处理方法可有效的改善 MPM方法的抗噪性能，而使用多路数据处理方法可在某路极点缺失的情况下完整的提取所有极点。最后，本文将 MPM方法用于处理细杆和飞机数据。在处理细杆数据时，由九路数据中可以精确的提取出相同的极点，表明了算法的有效性及极点法识别目标的可行性。在处理飞机数据时，得到三类极点，其中存在一类在飞机前后向回波中吻合的较好的点，认为其很可能对应着目标的极点。关于飞机目标极点的准确提取仍需进一步的研究。关键词奇点展开法；极点；矩阵预测；状态空间；MPM;-I-哈尔滨工业大
5、学工学硕士学位论文AbstractWith the application of HFSWR in national defense, people focus theinvestigation of the methods of target identification in high frequency section.The dimension of target in resonance region is similar with the HFSWRwavelength. Because of its invariability, poles is the most effecti
6、ve characteristicsignal of the radar target in resonance region. Extracting poles from measureddata has been an important problem in signal processing.Theories of linear prediction approach, matrix prediction approach and statespace approach are introduced. It can be shown that linear prediction app
7、roach isone kind of matrix prediction approach, and the latter is equivalent to the secondmethods of state space approach, so the Prony method, the KT(SVD-Prony)method, and the MPM method are connected in state space.This paper presents the detailed processes of MPM method. Emulating ofMPM method sh
8、ows its insensibility of noise. Then, some improvement are madeon MPM method, preprocessing method can efficient deal with noise and multi-way method can fully extract all poles .At last, a thin-wire target and plane targets are used for poles extractingwith MPM method. In processing with thin-wires
9、 data, exact poles are got fromevery data of nine , it shows the MPM method is effective and targetidentification using poles is feasible. In processing planes data, extracted polesare sorted to three kinds and one of them match well from two responses of plane,so it may have some relationships betw
10、een real poles. To exactly extract poles ofplane still need more effort.KeywordsPole; SEM; Matrix Prediction Approach; State Space; MPM- II -哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要 . IAbstract . II第 1 章绪论 .1.1 课题背景 .1.2 谐振区雷达目标识别 .1.2.1 极化特征的提取 .1.2.2 多频特征的提取 .1.2.3 极点特征的提取 .1.3 课题研究的主要内容和结构 .1122345第 2 章极点识别法的基础 . 62.1 雷达散射截面积特性(RCS) . 62.2 电磁系统的自然谐振现象 . 72.3 奇点展开法 SEM. 92.3.1 奇点展开法的数理基础 . 102.4 本章小结 . 13第 3 章极点提取方法 .3.1 问题描述及极点提取方法简介 .3.2 矩阵预测法与线性预测法 .3.2.1 矩阵预测方程和线性预测法方程 .3.2.2 数据矩阵的低秩逼近及最小二乘法求解 .3.2.3 具体算法分类 .3.3 状态空间法 .3.3.1 信号的状态空间模型 .3.3.2 基于输出方程的极点估计算法（算法一） .3.3.3 基于状态方程的极点估计算法（算法二） .
