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全极化目标特征提取

全极化目标特征提取

作者: LuckyAngel_84f2 | 来源:发表于2020-06-12 10:29 被阅读0次

    姓名:高思婧

    学号:19021210901

    【嵌牛导读】极化技术提供了更多的目标特征信息, 目标高分辨力距离像反应了目标在距离维上精细的几何结构特征,极化特征反映了目标的散射特性。因此,全极化高分辨一维距离像成为目前研究较多的一维距离像。

    【嵌牛鼻子】全极化HRRP特征 散射特征 

    【嵌牛提问】全极化HRRP能够提取哪些特征?

    【嵌牛正文】

    提取全极化雷达目标高分辨一维距离像的极化特征、能量聚集区长度和中心距。

    目标极化散射矩阵采用逆Fourier变换到时域后各个极化通道的高分辨率距离像矩阵:

    在Pauli基下对该矩阵HRRP矢量化,可得散射矢量:

    相关矩阵定义为:T=KK^H ;单静态互异性:HRRP_{VH}  =HRRP_{HV};T为正定Hermit矩阵,对T进行分解:

    其中\lambda _{i} 为第i个特征值,\lambda _{1} >\lambda _{2} >\lambda _{3} ;u_{i} 为归一化的第i个特征矢量

    其中\alpha _{i} 表征目标的散射机理,\beta _{i} 为目标定向角,\varphi _{i} HRRP_{VV} +HRRP_{HH} 的相位,\delta _{i} HRRP_{VV} +HRRP_{HH} HRRP_{VV} -HRRP_{HH} 之间的相位差。\gamma _{i} HRRP_{VV} +HRRP_{HH} 
HRRP_{VH}之间的相位差。

    散射熵H:

    H值在[0,1]之间,描述目标散射随机性。H=0:,目标只有一种散射机理,相关矩阵只有一个特征值不为0,此时处于完全极化状态;随着H增大,去极化程度也增大,说明目标散射由集中散射过程组成,在H=1时,所能获得的极化信息为零,目标的散射完全随机,处于非极化状态。

    平均散射角\alpha

    \alpha 的取值范围为:0到90度。反映目标的主要散射机理。

    \alpha =0:目标各向同性的表面散射,随着\alpha 角度的增加变为各向异性的表面散射;

    \alpha =45^0 :偶极子散射模型;

    \alpha =90^0 :二面角散射。

    反熵A:

    能量聚集区长度:能量聚集区长度反映目标的径向长度。设在某一姿态角域内{x(n),n=0,1...N-1}为目标单一极化下的一维距离像。则能量聚集区长度提取为:

    1.x(n)的均值

    2.设定一阈值Th:Th=\eta \bar{x}     (\eta 为置信系数,0.8~2取值,HRRP的SNR较大时,\eta 可取较小值)

    3.对x(n)各点的值从两端向中间搜索,当左右两端分别出现第一个大于阈值的点时,停止搜索,并记录下位置,分别为max(n)和min(n),则聚集区长度为:

    中心距:

    设{x(n),n=0,1...N-1}为目标单一极化方式下的一维距离像,归一化处理:

    距离像的P阶中心距\mu ^p :

    其中n_{0} 为一阶原点矩,即为距离像的散射质心.

    \mu ^0 \equiv 0,取2~p_{max} 阶,生成(p_{max} -1)维特征向量:

    当然还有很多可以用来进行识别的特征,这里我们只简单的推导了一下散射熵H、平均散射角\alpha 、反熵A、能量聚集区长度以及中心距,并且简单的分析了一下各自所代表的意义。

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