分?jǐn)?shù)階Fourier域常規(guī)雷達(dá)目標(biāo)識別的分形理論及其應(yīng)用
定 價(jià)：43 元
- 作者：李秋生
- 出版時(shí)間：2022/4/29
- ISBN：9787560663005
- 出 版 社：西安電子科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TN959.1
- 頁碼：204
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16開
本書是一本將分?jǐn)?shù)階Fourier變換理論、 分形理論與雷達(dá)目標(biāo)識別理論相結(jié)合的專著，它既有深刻的理論背景，又有較強(qiáng)的應(yīng)用性。在仿真和大量實(shí)測雷達(dá)目標(biāo)回波數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，本書對分形理論和基于分?jǐn)?shù)階Fourier域回波分形特征的目標(biāo)分類方法進(jìn)行了深入的討論和實(shí)驗(yàn)分析，使本書兼具知識性和實(shí)用性。
全書共8章。第1章是本書的緒論；第2章介紹了分形和分?jǐn)?shù)階Fourier變換理論的基本概念、 基本性質(zhì)、 相關(guān)參數(shù)及其理論計(jì)算方法；第3章分析了常規(guī)雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波的噴氣引擎調(diào)制（JEM）特性以及JEM特征的觀測條件；第4~6章分別介紹了基本分形、 多重分形和多重分形關(guān)聯(lián)理論及其在分?jǐn)?shù)階Fourier域常規(guī)雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波的特性分析、 特征提取和目標(biāo)分類識別中的應(yīng)用；第7章介紹了一些新的目標(biāo)分類方法；第8章對全書內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。
本書既可供信息與通信工程相關(guān)專業(yè)的研究生、 教師和科研人員使用，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。
現(xiàn)役對空警戒雷達(dá)多為常規(guī)窄帶雷達(dá)，其低重頻、 窄頻帶、 短照射等低分辨體制和性能的限制，使得在常規(guī)雷達(dá)體制下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)自動分類和辨識成為研究的一個難點(diǎn)。研究表明，地、 海、 空等雷達(dá)雜波具有分形特性，不同類型目標(biāo)將對雷達(dá)回波產(chǎn)生不同的復(fù)雜非線性調(diào)制，進(jìn)而對回波分形特性產(chǎn)生不同的影響，但在強(qiáng)雜波背景下，目標(biāo)回波的分形特性更多地表現(xiàn)為雜波的特性。分?jǐn)?shù)階Fourier變換作為一種非平穩(wěn)信號分析工具，可以有效地獲取目標(biāo)回波信號的細(xì)節(jié)特征并充分抑制雜波，且具有快速算法。在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“分?jǐn)?shù)階Fourier域常規(guī)雷達(dá)目標(biāo)識別的分形理論及其應(yīng)用研究（61561004）”等的支持下，作者從非線性分析的角度出發(fā)，利用基本分形、 多重分形和多重分形關(guān)聯(lián)等分形測度分析手段，在最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域?qū)ΤＲ?guī)雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波進(jìn)行了特性分析和特征提取，并結(jié)合支持向量機(jī)分類器從這三個層面對分形理論在常規(guī)雷達(dá)目標(biāo)分類識別中的應(yīng)用開展了系統(tǒng)研究。本書內(nèi)容就是這一研究的成果展示。
本書共8章，內(nèi)容概括如下：
第1章主要分析了雷達(dá)目標(biāo)識別的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展、 飛機(jī)回波調(diào)制特征的研究和應(yīng)用、 雷達(dá)目標(biāo)識別研究綜述以及分形理論在目標(biāo)檢測識別中的應(yīng)用情況。
第2章首先介紹了分形理論的產(chǎn)生背景和發(fā)展歷程、 分形幾何的定義和基本性質(zhì)以及測度、 維數(shù)、 仿射變換等與分形相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，然后介紹了分?jǐn)?shù)階Fourier變換的定義、 性質(zhì)及其計(jì)算方法。
第3章從常規(guī)低分辨雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波的散射機(jī)理入手，推導(dǎo)了飛機(jī)目標(biāo)雷達(dá)回波的參數(shù)模型；從Bessel特殊函數(shù)的性質(zhì)出發(fā)，對飛機(jī)目標(biāo)的噴氣引擎調(diào)制（JEM）特性進(jìn)行了深入的理論分析，導(dǎo)出了一些新的結(jié)論；研究了JEM特征的觀測條件以及部分槳葉發(fā)生遮擋的情況下飛機(jī)回波JEM特性的變化，指出了JEM特征在常規(guī)低分辨雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)分類與辨識中應(yīng)用的局限性。
第4章采用分形測度分析手段，從分?jǐn)?shù)階Fourier變換域?qū)ΤＲ?guī)低分辨雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波進(jìn)行了特性分析和特征提取，并對最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier變換域回波分形特征在飛機(jī)目標(biāo)分類辨識中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。
第5章在最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域?qū)ΤＲ?guī)窄帶雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波進(jìn)行了多重分形建模和判定，分析了其質(zhì)量指數(shù)和多重分形譜等多重分形特性，提出了多重分形譜的特征提取方法，并分析了基于最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域多重分形譜特征的目標(biāo)分類方法的性能。
第6章將多重分形關(guān)聯(lián)理論引入最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域常規(guī)窄帶雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波的特性分析和特征提取中，通過對比分析不同類型飛機(jī)目標(biāo)回波在最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域的多重分形關(guān)聯(lián)譜特性，提出了飛機(jī)回波多重分形關(guān)聯(lián)譜特征的提取方法，并分析了基于多重分形關(guān)聯(lián)譜特征的目標(biāo)分類方法的性能。
第7章介紹了基于分形的其他一些目標(biāo)分類方法，將自仿射分形、 高階分形、 方差分形維軌跡、 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EEMD）以及逆云模型等理論引入到常規(guī)雷達(dá)飛機(jī)目標(biāo)回波的特性分析和特征提取中，計(jì)算和分析了飛機(jī)目標(biāo)回波的自仿射分形、 縫隙等高階分形、 方差分形維軌跡和逆云模型等特性，基于EEMD提出了飛機(jī)回波平動和微動分量的分解及微動分量的特征提取方法。在此基礎(chǔ)上，本章提出了相應(yīng)的目標(biāo)分類識別特征提取方法，并結(jié)合支持向量機(jī)（SVM）研究了這些特征對于不同飛機(jī)目標(biāo)的分類識別性能。
第8章對全書內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，并對需要進(jìn)一步開展研究的問題進(jìn)行了展望。
本書由贛南師范大學(xué)李秋生教授執(zhí)筆和統(tǒng)稿。在本書出版之際，作者首先要感謝國家自然科學(xué)基金委員會對本書的研究和出版所提供的資助；感謝張華霞博士，她承擔(dān)了本書的部分研究工作；還要感謝胡俊勇碩士、 章倩麗碩士等，他們參與了本書的校對工作，并提出了寶貴意見。書中引用了其他作者的論著及其研究成果，在此也向他們表示深深的謝意。同時(shí)，作者還要感謝贛南師范大學(xué)的同仁和西安電子科技大學(xué)出版社的相關(guān)人員，尤其是劉小莉編輯，正是由于他們的大力支持才保證了本書按期高質(zhì)量出版。
此外，還要特別感謝我的愛人王麗女士對我的理解、 支持和包容以及在生活上無微不至的關(guān)心；感謝母親對我的養(yǎng)育之恩；還要感謝我一雙活潑可愛的女兒，她們的健康成長為我的生活增添了不少的亮色與期待，也時(shí)刻激勵著我不斷奮勇前行。
限于作者的學(xué)識水平，書中難免存在一些缺點(diǎn)，殷切希望廣大讀者批評指正。
聯(lián)系人：李秋生；Email：liqiusheng@gnnu.edu.cn；聯(lián)系地址：江西省贛州市蓉江新區(qū)師大南路贛南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院（郵編341000）。
李秋生
2021年12月
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 常規(guī)雷達(dá)目標(biāo)識別的研究現(xiàn)狀 4
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展 4
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀與進(jìn)展 6
1.2.3 飛機(jī)回波調(diào)制特征的研究和應(yīng)用 7
1.2.4 雷達(dá)目標(biāo)識別研究動態(tài)綜述 9
1.3 分形理論及其在目標(biāo)檢測識別中的應(yīng)用 11
1.3.1 一維序列分形分析在目標(biāo)檢測與識別中的應(yīng)用 11
1.3.2 分形圖像處理在目標(biāo)檢測與識別中的應(yīng)用 15
1.4 本書結(jié)構(gòu)安排 17
參考文獻(xiàn) 20
第2章 分形及分?jǐn)?shù)階Fourier變換相關(guān)理論基礎(chǔ) 36
2.1 分形理論的產(chǎn)生和發(fā)展 36
2.2 分形幾何的定義與性質(zhì) 38
2.2.1 分形的定義 38
2.2.2 分形的基本性質(zhì) 41
2.3 分形的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 44
2.3.1 非歐氏幾何學(xué) 44
2.3.2 Hausdorff測度與維數(shù) 47
2.3.3 維數(shù)的其他定義 51
2.3.4 非均勻線性變換 52
2.4 分?jǐn)?shù)階Fourier變換 55
2.4.1 分?jǐn)?shù)階Fourier變換的定義和性質(zhì) 55
2.4.2 分?jǐn)?shù)階Fourier變換的計(jì)算 59
2.5 小結(jié) 60
參考文獻(xiàn) 60
第3章 飛機(jī)回波的數(shù)學(xué)模型及調(diào)制特性分析 62
3.1 散射機(jī)理和數(shù)學(xué)模型 62
3.2 JEM特性分析 65
3.3 JEM特征的觀測條件 68
3.4 部分槳葉遮擋對JEM特性的影響 70
3.5 實(shí)驗(yàn)研究 72
3.5.1 無槳葉遮擋情形 73
3.5.2 有槳葉遮擋情形 76
3.6 小結(jié) 79
參考文獻(xiàn) 80
第4章 分?jǐn)?shù)階Fourier域基本分形特性與目標(biāo)分類 82
4.1 回波數(shù)據(jù)預(yù)處理 82
4.2 分?jǐn)?shù)階Fourier域飛機(jī)回波的分形特性分析 84
4.2.1 分?jǐn)?shù)階Fourier域飛機(jī)回波的統(tǒng)計(jì)特性 84
4.2.2 最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域飛機(jī)回波的分形判定與無標(biāo)度區(qū)間 87
4.2.3 最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域飛機(jī)回波的分形特征提取 90
4.3 基于最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域分形模型擬合誤差的飛機(jī)目標(biāo)分類 92
4.4 小結(jié) 93
參考文獻(xiàn) 94
第5章 分?jǐn)?shù)階Fourier域多重分形特性與目標(biāo)分類 96
5.1 多重分形的理論基礎(chǔ)和參數(shù)估計(jì) 96
5.2 最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域飛機(jī)回波多重分形特性分析 98
5.3 基于最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域多重分形特征的目標(biāo)分類 102
5.3.1 飛機(jī)目標(biāo)分類特征提取 102
5.3.2 飛機(jī)目標(biāo)分類識別 105
5.4 小結(jié) 109
參考文獻(xiàn) 110
第6章 分?jǐn)?shù)階Fourier域多重分形關(guān)聯(lián)特性與目標(biāo)分類 111
6.1 多重分形關(guān)聯(lián)的理論基礎(chǔ)和參數(shù)估計(jì) 111
6.2 分?jǐn)?shù)階Fourier域飛機(jī)回波多重分形關(guān)聯(lián)特性分析 114
6.2.1 判定最優(yōu)分?jǐn)?shù)階Fourier域 114
6.2.2 分?jǐn)?shù)域多重分形關(guān)聯(lián)分析 115
6.3 分?jǐn)?shù)階Fourier域多重分形關(guān)聯(lián)特征的目標(biāo)分類 125
6.3.1 飛機(jī)目標(biāo)分類特征提取 125
6.3.2 飛機(jī)目標(biāo)分類識別 129
6.4 基于多重分形及其關(guān)聯(lián)組合特征的飛機(jī)目標(biāo)分類 132
6.4.1 飛機(jī)回波的多重分形及其關(guān)聯(lián)特性分析 132
6.4.2 飛機(jī)回波的多重分形及其關(guān)聯(lián)特征提取 138
6.4.3 基于多重分形及其關(guān)聯(lián)特征的飛機(jī)目標(biāo)分類 143
6.5 小結(jié) 145
參考文獻(xiàn) 146
第7章 其他一些目標(biāo)分類方法 148
7.1 基于自仿射分形特征的目標(biāo)分類 148
7.1.1 自仿射分形的理論基礎(chǔ)與表示 148
7.1.2 基于自仿射分形的飛機(jī)回波建模 151
7.1.3 基于自仿射分形特征的飛機(jī)目標(biāo)分類 153
7.2 基于高階分形特征的目標(biāo)分類 155
7.2.1 縫隙的定義及其計(jì)算 155
7.2.2 加性分形雜波背景下目標(biāo)回波的縫隙特征 156
7.2.3 飛機(jī)目標(biāo)回波信號的縫隙特征 158
7.2.4 基于高階分形特征的飛機(jī)目標(biāo)分類 161
7.3 基于VFDT特征的空中飛機(jī)目標(biāo)分類方法 163
7.3.1 方差分形維 163
7.3.2 方差分形維軌跡 164
7.3.3 飛機(jī)回波的VFDT特性 165
7.3.4 基于VFDT特征的飛機(jī)目標(biāo)分類 169
7.4 基于EEMD的飛機(jī)回波特性分析與目標(biāo)分類研究 171
7.4.1 集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解 171
7.4.2 基于EEMD的飛機(jī)回波特性分析 172
7.4.3 基于EEMD的飛機(jī)回波特征提取 174
7.4.4 目標(biāo)分類識別實(shí)驗(yàn) 177
7.5 基于逆云模型的飛機(jī)回波特征提取與目標(biāo)分類 178
7.5.1 逆云模型 178
7.5.2 基于逆云模型的飛機(jī)回波特性分析 184
7.5.3 基于逆云數(shù)字特征的飛機(jī)目標(biāo)分類 186
7.6 小結(jié) 188
參考文獻(xiàn) 188
第8章 總結(jié)與展望 193
8.1 本書總結(jié) 193
8.2 研究展望 195
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