Nhận dạng mục tiêu trên không theo ảnh ra đa

Bài viết trình bày phương pháp nhận dạng mục tiêu trên không theo ảnh ra đa. Thực hiện mô hình hóa với mục đích nhận được các đánh giá nhận dạng các kiểu mục tiêu trên không theo ảnh tổng hợp ngược mặt mở ra đa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nhận dạng mục tiêu trên không theo ảnh ra đaKỹ thuật siêu cao tần & Ra đa NHẬN DẠNG MỤC TIÊU TRÊN KHÔNG THEO ẢNH RA ĐA Nguyễn Văn Hạnh*, Lê Ngọc Uyên, Trần Văn Hùng Tóm tắt: Bài báo trình bày phương pháp nhận dạng mục tiêu trên không theo ảnh ra đa. Thực hiện mô hình hóa với mục đích nhận được các đánh giá nhận dạng các kiểu mục tiêu trên không theo ảnh tổng hợp ngược mặt mở ra đa. Đưa ra thuật toán xử lý thông tin ra đa nhằm nâng cao chất lượng chức năng hoạt động của bộ phân loại bằng mạng nơ ron (MNR) và trình bày kết quả nhận dạng mục tiêu trên không theo ảnh ra đa bằng phương pháp sử dụng MNR.Từ khóa: Ra đa, Mạng nơ ron, Mục tiêu trên không, Ảnh ra đa. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Để nâng cao hiệu quả của bài toán nhận dạng ra đa, một trong các hướng nghiêncứu đang được quan tâm là nhận dạng mục tiêu ra đa theo nhiều tiêu chuẩn đồngthời, mà cơ sở của nó là sử dụng chân dung ra đa nhiều chiều để nhận dạng mụctiêu trên không (MTTK). Mặt khác, khi giải quyết bài toán nhận dạng MTTK, cầnsử dụng các dấu hiệu nhận dạng để hệ thống có tính chống nhiễu và tính thông tincao hơn. Trong các dấu hiệu như vậy có ảnh ra đa (ARĐ), nó được đặc trưng bởi sựphân bố các tâm tán xạ của phần thân mục tiêu theo một hoặc hai tọa độ [1, 2]. ARĐ gồm các chân dung cự ly, chân dung Doppler và ARĐ hai chiều. Điểm đặcbiệt của các ARĐ một chiều là sự phụ thuộc cấu trúc của chúng vào góc lái định vị.Tồn tại các góc lái mà trong đó chân dung cự ly và chân dung Doppler không chứathông tin, còn trên các góc lái vuông góc với nhau hai chân dung trên có tính tươngquan cao. ARĐ hai chiều khác với chân dung cự ly và chân dung Doppler ở chỗ nó đặctrưng cho phân bố không gian liên quan đến nhau của các tâm tán xạ trên trục dọcvà ngang. Ưu điểm các chân dung cự ly và chân dung Doppler là có thể đơn giảnthể hiện bằng các véc-tơ dữ liệu và không cần thiết phải xử lý thêm. Ngược lại,ARĐ hai chiều cần thời gian tích lũy dài hơn (3s đến 4s) [2] và thuật toán xử lýphức tạp. Nhưng chúng cho phép bù hiện tượng che khuất các tâm tán xạ do cácphần tử kết cấu khác của MTTK gây ra. Ngoài ra, ARĐ hai chiều có tính chốngnhiễu và tính thông tin cao hơn. 2. CHÂN DUNG CỰ LY- PHƯƠNG VỊ VÀ ẢNH TỔNG HỢP NGƯỢC MẶT MỞ RA ĐA Chân dung cự ly- tần số là chân dung hai chiều, được đặc trưng bởi các độ phânbiệt cao theo cự ly nhờ tín hiệu tương can mở rộng và được đặc trưng bởi độ phânbiệt cao theo tần số Doppler nhờ độ rộng của nó.98 N. V. Hạnh, L. N. Uyên, T. V. Hùng, “Nhận dạng mục tiêu trên không theo ảnh ra đa.”Nghiên cứu khoa học công nghệ Chân dung cự ly- góc, đặc biệt là chân dung cự ly- phương vị được tính bằng độphân biệt cao theo cự ly, sự mở rộng theo tần số nhờ tính chất dải rộng và tính độrộng của tín hiệu tương can còn cao hơn so với chân dung cự ly- góc. Tần số lặpcủa các xung được tính bằng sự lặp lại của tần số Doppler “thân máy bay”, màthực chất là chúng không lớn hơn so với tần số điều chế. Khi sử dụng hiệu ứng các tổng hợp ngược mặt mở ra đa (THNMM) [3, 4], vớisự chuyển động của mục tiêu có thể dẫn đến việc quay mục tiêu xung quanh trụccủa nó. Thành phần phổ “thân máy bay” bị co lại, tuy nhiên độ rộng của nó vẫncòn hữu hạn. Điều này được xác định bởi sự phân tán tần số Doppler khi mục tiêuquay. Sự phân tán này phụ thuộc vào kích thước của mục tiêu, vận tốc quay vàbước sóng. Khi này chân dung cự ly- tần số chuyển sang chân dung cự ly- góc vớiđặc điểm: phân tích phổ trong vùng tần số hẹp của thành phần thân mục tiêu yêucầu phải có thời gian quan sát lớn hơn nhiều so với khi phân tích phổ của các thànhphần cánh quạt tua bin mục tiêu. Trong một số trường hợp, do tính không ổn địnhcủa điều kiện lan truyền sóng và thiết bị, xử lý tương can tín hiệu có thể được thaybằng xử lý không tương can. Khi này ảnh 2 chiều nhận được không phù hợp vớidạng hình học, nhưng nó đặc trưng cho kích thước dọc và ngang của mục tiêu. Trên hình 1 cho biết quá trình tạo ảnh mục tiêu bằng ra đa phát tín hiệu điều chếtần số bước (ĐCTSB) [3, 5]. Tín hiệu phát gồm N chùm xung, mỗi chùm xung cóM xung. Tần số sóng mang của mỗi một xung trong chùm xung được tăng bởibước tần số fS . Độ rộng dải tần ra đa bằng M lần bước sóng tần số fS xác định độphân giải cự ly của ra đa, còn tổng số chùm xung N xác định cự ly – chéo hoặc độphân giải Doppler của ra đa. Hình 1. Quá trình tạo ảnh mục tiêu bằng ra đa phát tín hiệu tần số bước. Trên hình 2 là sơ đồ hệ thống tạo ảnh mục tiêu trong ra đa ĐCTSB. Thuật toánbù chuyển động thực hiện bù thành phần pha. Do bám sát cự ly mục tiêu trong thờigian tạo ảnh, thành phần pha bị triệt tiêu bởi việc nhân cả hai phía với liên hợpphức của chúng. Do đó, tín hiệu kết quả là biến đổi Fourier hai chiều (2-D FFT)Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Ra đa, 08 - 2016 99 ...