飞机雷达回波微多谱勒特征提取与分析

赵东涛　王浩　王海风

【摘 要】 利用螺旋桨飞机的雷达回波数据，采用经典谱估计中获得有效应用的Welch方法提取和分析了隐含的发动机转动振动微多普勒特征。该方法得到的结果与实际飞机的螺旋桨转动参数相一致，具有提取方便、误差较小的优点，可用于目标识别。

【关键词】 微多普勒特征 螺旋桨飞机 雷达回波

1 引言

现代战争以信息战为主，目前承担信息战任务的飞机大部分是螺旋桨飞机，如E-2T预警机、EP-3反潜侦察机等，对该类飞机的自动识别具有重大意义，国内外专家学者在这类飞机自动识别领域开展了广泛研究。研究结果表明，直升机、螺旋桨飞机、涡扇喷气机等飞机的旋转部件对雷达回波具有周期性调制作用，这一特性可统称为JEM（Jet Engine Modulation）特征，而且不同类型的飞机具有不同的JEM特征，特别是螺旋桨飞机的这一特征十分突出，但是如何从雷达回波脉间提取JEM特征一直是个难题。

已有的JEM特征提取方法中，FFT法存在误差较大等缺点，复包络AR双谱估计法深刻揭示了回波中的JEM特征，但实现比较复杂，为找到一种能充分利用回波中调制信息的更简便的方法，文中采用利用现代谱分析方法，提取和分析飞行器的雷达回波谱特征，该方法可以避开回波中飞机径向运动多谱勒频率的影响，使JEM特征完全分离出来，具有提取方便、快速、误差较小等特点，对实际回波采集数据的分析验证了该方法的有效性。

2 JEM现象分析

4 结果分析

使用Matlab7.4工具对M8直升机实测数据进行了谱分析，得出了一些有关JEM调制特征的信息，分别如下图所示：由图1可清晰的看出信号调制的周期约为0.062s，与实际螺旋桨转动周期是一致的；图2可清晰的看出等间隔的谱线，间距约为16.1Hz、32.2Hz、48.4Hz、64.2Hz、80.6Hz、96.8Hz、112.9Hz，而飞机的调制频率约为16.1Hz，谱线的间隔频率为涡桨叶片调制频率的2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍。

5 结语

文中通过分析螺旋桨飞机和直升机的雷达回波的数据，获取了这些飞机目标的电磁散射特征，用谱分析的方法提取了难以发现的转动的调制信息，得到了飞机的JEM特征，分析结果与实际发动机的转动参数相一致，为基于JEM特征目标分类识别打下了坚实的基础。

参考文献：

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

[2]丁建江，张贤达.防空雷达螺旋桨飞机回波JEM特征的模型与分析.清华大学学报（自然科学版），2003.

[3]姚晓东，李言俊，樊寄松.目标回波特征谱线抽取研究.火控雷达技术，1999.