探測與識別技術(shù)

1、對固定或移動目標(biāo)進行非接觸測量，而測量到的信號經(jīng)過特殊識別方法正確得到相關(guān)信息的過程。n 目標(biāo)截獲（Target Acquisition）：是將位置不確定的目標(biāo)圖像定位，并按所期望的水平辨別它的整個過程。目標(biāo)獲取包括搜尋過程和辨別過程。n 搜尋（Search）：是利用器件顯示或肉眼視覺搜索含有潛在的目標(biāo)的景物以定位捕獲目標(biāo)的過程。n 位置確定（Localize）：通過搜尋過程確定出目標(biāo)的位置。 n 辨別（Discrimination）：是指目標(biāo)在被觀察者所覺察的細(xì)節(jié)量的基礎(chǔ)上確定看得清的程度。辨別的等級可以分為探測、識別、確認(rèn)。 n 探測（Detection）：可分為純探測（Pure Dete

2、ction）和辨別探測（Discrimination Detection）兩種。前者是在局部均勻的背景下察覺一個物體。而后者需要認(rèn)出某些外形或形狀，以便將目標(biāo)從背景的雜亂物體里區(qū)別出來。 n 識別（Recognition）：是能辨別出目標(biāo)屬于哪一類別（如坦克、車輛、人）。n 確認(rèn)（Identification）：是能認(rèn)出目標(biāo)，并能足夠清晰地確定其類型。目標(biāo)識別的信息特征1、波譜特征2、形影（圖像）特征 目標(biāo)種類主要目標(biāo)特征常用探測方式陸地車輛履帶式紅外輻射、聲傳播、行駛時地面振動紅外、地震波、聲探測輪式上同上同人員地面振動地震波探測空中導(dǎo)彈類紅外輻射紅外、激光或毫米波探測等飛機紅外輻射同上水中

3、潛艇磁、聲、紅外磁、聲納、紅外魚雷聲、磁聲、磁探測艦船尾流、和聲聲 聲壓就是大氣壓受到擾動后產(chǎn)生的變化，即為大氣壓強的余壓，它相當(dāng)于在大氣壓強上的疊加一個擾動引起的壓強變化。 聲強是垂直于傳播方向的單位面積上聲波所傳遞的能量隨時間的平均變化率，即單位面積上的平均功率。 采用對數(shù)強度叫做聲強級 由“聲納”是英文縮拼讀音的諧音，其原意是“聲音導(dǎo)航和測距”，是利用聲波進行水下探測、識別、定位和通信的電子設(shè)備 地震波 體波 面波 縱波 橫波 瑞雷波 樂夫波 傳播方向與質(zhì)點振動方向一致 傳播方向與質(zhì)點振動方向垂直 沿自由表面?zhèn)鞑r，軌跡呈逆進橢圓 垂直于波的傳播方向且平行于界面 在地球介質(zhì)內(nèi)獨立傳播 n

4、 由縱波和橫波疊加而成的，沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑?，并隨傳播深度的增加而呈指數(shù)衰減。n 運動軌跡為逆進橢圓，彈性介質(zhì)的質(zhì)點運動在地表處位移的水平分量與垂直分量的幅值比約為2/3 。n 瑞雷波的傳播速度略小于同一介質(zhì)中橫波的傳播速度。n 一般來講，瑞雷波頻率較低，其主要頻率成分集中在0140Hz范圍內(nèi)。在均勻介質(zhì)條件下，瑞雷波的頻率與其傳播速度無關(guān)；而在非均勻介質(zhì)條件下，瑞雷波速度隨頻率變化而變化。結(jié)論： 瑞雷波具有能量較強，在自由表面?zhèn)鞑デ覀鞑ゾ嚯x較遠等特征，更適合遠距離目標(biāo)震源的探測與識別。 1、過零分析 對確定時間段內(nèi)的時域信號將其幅值與設(shè)定閾值比較，計算信號正向越過或負(fù)向越過閾值的次數(shù)。信號的過零

5、數(shù)與信號的采樣率有一定關(guān)系，在一定采樣率下，若信號是頻率為f的正弦信號，則其過零數(shù)為N=kf 信號頻域分析是采用傅立葉變換將時域信號x(t)變換為頻域信號X(f)，從而幫助人們從另一個角度來了解信號的特征。 磁動勢與磁通的比值稱為磁阻，即R= F/（類似于歐姆定律），其中F是磁動勢，是磁通。 利用金屬或半導(dǎo)體中流過的電流和在外磁場同時作用下所產(chǎn)生的電場效應(yīng)來測量磁場。常用的電磁效應(yīng)有霍爾效應(yīng)和磁阻效應(yīng)。 霍爾效應(yīng)就是通電的導(dǎo)體或半導(dǎo)體，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。 磁阻效應(yīng)是若給通以電流的金屬或半導(dǎo)體材料的薄片加以與電流垂直或平行的外磁場，則其電阻值就增加。稱此種現(xiàn)象為磁致電

6、阻變化效應(yīng)，簡稱為磁阻效應(yīng)。我們把具有磁阻效應(yīng)的元件簡稱為MR元件。 半導(dǎo)體磁阻元件分為兩類：一類是材料本身的磁阻效應(yīng)，稱為物理磁阻效應(yīng)；另一類是半導(dǎo)體的形狀結(jié)構(gòu)不同，在同樣磁場作用下，其電阻增加率不同，這種與半導(dǎo)體形狀結(jié)構(gòu)有關(guān)的磁阻效應(yīng)，稱為幾何磁阻效應(yīng) 物理磁阻效應(yīng)討論半導(dǎo)體霍爾效應(yīng)時，沒有考慮載流子速度統(tǒng)計分布，近似認(rèn)為它們按同一平均速度運動，形成與外電場方向一致的電流。而實際上，還存在比平均速度慢和快的載流子。比平均速度快則洛侖茲力大于霍爾電場力，載流子向洛侖茲力方向偏轉(zhuǎn)；比平均速度慢，則向霍爾電場力方向偏轉(zhuǎn)。幾何磁阻效應(yīng)在磁場作用下，對于l>w長方形元件的電阻變化很小，磁阻效應(yīng)

7、可以忽略，故稱為霍爾元件。若改變元件尺寸，使l/w減小，磁阻效應(yīng)增加，對于l<<w的扁條狀元件，由于電流控制極短路作用大，電流受磁場作用偏轉(zhuǎn)大，所以這種元件的霍爾效應(yīng)可以忽略，而磁阻效應(yīng)顯著，故稱為磁阻元件。 磁通門發(fā): 利用某些高導(dǎo)磁率的軟磁性材料（如坡莫合金）作磁芯，以其在交變磁場作用下的磁飽和特性及法拉第電磁感應(yīng)原理來測量弱磁場的一種方法。利用變壓器的電磁感應(yīng)效應(yīng)，通過鐵芯將環(huán)境磁場調(diào)制為交流激勵電流的偶次諧波感應(yīng)電動勢，實現(xiàn)對環(huán)境磁場的測量。 毫米波是介于微波與光波之間，通常是30300GHz頻率范圍，相應(yīng)波長為1cm1mm的電磁波譜。 波長短 在相同天線尺寸下毫米波的波束

8、要比微波的波束窄的多。降低部件、系統(tǒng)體積和重量；提高分辨率，有利于探測相距更近的小目標(biāo)或更為清晰的觀察目標(biāo)的細(xì)節(jié)；（優(yōu)點） 天線尺寸小，截獲能量小，不適合大范圍內(nèi)探測搜索；（缺點） 頻帶極寬 容許大量系統(tǒng)在此頻帶內(nèi)工作而不相互干擾；（優(yōu)點） 要求接收機帶寬增大，接收機系統(tǒng)靈敏度降低； （缺點） 從傳輸特性看 在大氣窗口內(nèi)與光、紅外比大氣衰減較小； （優(yōu)點） 在雨、雪、霧等惡劣氣候下通信距離降低； （缺點） 大氣窗口是指在某些波段穿透大氣的能力較強。 發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周圍空間輻射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向輻射 方向圖通常都有兩個或多個瓣，其中輻射強度

9、最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁瓣。參見下圖, 在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強度降低 3dB（功率密度降低一半）的兩點間的夾角定義為波瓣寬度（又稱 波束寬度 或 主瓣寬度 或 半功率角）。波瓣寬度越窄，方向性越好，作用距離越遠，抗干擾能力越強。 增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 可以這樣來理解增益的物理含義-為在一定的距離上的某點處產(chǎn)生一定大小的信號。 如果用理想的無方向性點源作為發(fā)射天線，需要100W的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20的某定向天線作為發(fā)射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W . 換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。 天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場和磁場構(gòu)成。人們規(guī)定：電場的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。 當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時，接收到的信號都會變小，也就是說，發(fā)生極化損失。當(dāng)接收天線的極化方向與來波的