探測(cè)與識(shí)別技術(shù)

1、對(duì)固定或移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行非接觸測(cè)量，而測(cè)量到的信號(hào)經(jīng)過(guò)特殊識(shí)別方法正確得到相關(guān)信息的過(guò) 程。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(gè)過(guò)程。目標(biāo)獲取包括搜尋過(guò)程和辨別過(guò)程。搜尋(Search)：是利用器件顯示或肉眼視覺(jué)搜索含有潛在的目標(biāo)的景物以定位捕獲目標(biāo) 的過(guò)程。位置確定(Localize):通過(guò)搜尋過(guò)程確定出目標(biāo)的位置。辨別(Discrimination ):是指目標(biāo)在被觀察者所覺(jué)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(jí)可以分為探測(cè)、識(shí)別、確認(rèn)。探測(cè)(Detection):可分為純探測(cè) (Pure Detection)和

2、辨別探測(cè)(Discrimination Detection ) 兩種。前者是在局部均勻的背景下察覺(jué)一個(gè)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(lái)。識(shí)別(Recognition):是能辨別出目標(biāo)屬于哪一類(lèi)別(如坦克、車(chē)輛、人)。確認(rèn)(Identification )：是能認(rèn)出目標(biāo)，并能足夠清晰地確定其類(lèi)型。定出場(chǎng)景中含有 潛在目標(biāo)的區(qū)域從背景(噪聲)中發(fā)現(xiàn)一個(gè)目標(biāo)屬于哪(a)脫清目標(biāo)并 確定它的類(lèi)型(d)目標(biāo)識(shí)別的信息特征 1波譜特征2、形影(圖像)特征目標(biāo)種類(lèi)主要目標(biāo)特征常用探測(cè)方式陸地車(chē)輛履帶式紅外輻射、聲傳播、行駛時(shí)地 面振動(dòng)紅外、地震波、聲探測(cè)輪式上同上同人

3、員地面振動(dòng)地震波探測(cè)空中導(dǎo)彈類(lèi)紅外輻射紅外、激光或毫米波探測(cè)等飛機(jī)紅外輻射同上水中潛艇磁、聲、紅外磁、聲納、紅外魚(yú)雷聲、磁聲、磁探測(cè)艦船尾流、和聲聲聲壓就是大氣壓受到擾動(dòng)后產(chǎn)生的變化，即為大氣壓強(qiáng)的余壓，它相當(dāng)于在大氣壓強(qiáng)上的 疊加一個(gè)擾動(dòng)引起的壓強(qiáng)變化。聲強(qiáng)是垂直于傳播方向的單位面積上聲波所傳遞的能量隨時(shí)間的平均變化率，即單位面 積上的平均功率。I采用對(duì)數(shù)強(qiáng)度叫做聲強(qiáng)級(jí)=10lg廠0由聲納”是英文縮拼讀音的諧音，其原意是聲音導(dǎo)航和測(cè)距”是利用聲波進(jìn)行水下探測(cè)、 識(shí)別、定位和通信的電子設(shè)備傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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。 運(yùn)動(dòng)軌跡為逆進(jìn)

4、橢圓，彈性介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)在地表處位移的水平分量與垂直分量的幅 值比約為2/3。瑞雷波的傳播速度略小于同一介質(zhì)中橫波的傳播速度。一般來(lái)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(wú)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(qiáng)，在自由表面?zhèn)鞑デ覀鞑ゾ嚯x較遠(yuǎn)等特征，更適合遠(yuǎn)距離目標(biāo)震源 的探測(cè)與識(shí)別。1、過(guò)零分析對(duì)確定時(shí)間段內(nèi)的時(shí)域信號(hào)將其幅值與設(shè)定閾值比較，計(jì)算信號(hào)正向越過(guò)或負(fù)向越過(guò)閾值的次數(shù)。信號(hào)的過(guò)零數(shù)與信號(hào)的采樣率有一定關(guān)系，在一定采樣率下，若信號(hào)是頻率為f的正弦信號(hào)，則其過(guò)零數(shù)為 N=kf信號(hào)

5、頻域分析是采用傅立葉變換將時(shí)域信號(hào)x（t）變換為頻域信號(hào) X（f），從而幫助人們從另一個(gè)角度來(lái)了解信號(hào)的特征。磁動(dòng)勢(shì)與磁通的比值稱為磁阻，即R= F/（類(lèi)似于歐姆定律），其中F是磁動(dòng)勢(shì)，是磁通。利用金屬或半導(dǎo)體中流過(guò)的電流和在外磁場(chǎng)同時(shí)作用下所產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。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(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)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(chǎng)，則其電阻 值就增加。稱此種現(xiàn)象為磁致電阻變化效應(yīng)，簡(jiǎn)稱為磁阻效應(yīng)。我們把具有磁阻效應(yīng)的元件簡(jiǎn)稱 為MR元件。半導(dǎo)體磁阻元件分為兩類(lèi)：一類(lèi)是

6、材料本身的磁阻效應(yīng)，稱為物理磁阻效應(yīng)；另一類(lèi)是 半導(dǎo)體的形狀結(jié)構(gòu)不同，在同樣磁場(chǎng)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(shí)，沒(méi)有考慮載流子速度統(tǒng)計(jì)分布，近似認(rèn)為它們按同一平 均速度運(yùn)動(dòng)，形成與外電場(chǎng)方向一致的電流。而實(shí)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(chǎng)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(chǎng)力方向偏轉(zhuǎn)。幾何磁阻效應(yīng)在磁場(chǎng)作用下，對(duì)于lw長(zhǎng)方形元件的電阻變化很小，磁阻效應(yīng)可以忽略，故稱為霍爾元件。若改變?cè)叽?，使l/W減小，磁阻效應(yīng)增加，對(duì)于 IVVW的扁條狀元件，由

7、于電流控制極短路作用大，電流受磁場(chǎng)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(mén)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(chǎng)作 用下的磁飽和特性及法拉第電磁感應(yīng)原理來(lái)測(cè)量弱磁場(chǎng)的一種方法。利用變壓器的電磁感應(yīng)效應(yīng)，通過(guò)鐵芯將環(huán)境磁場(chǎng)調(diào)制為交流激勵(lì)電流的偶次諧波感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境磁場(chǎng)的測(cè)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(zhǎng)為1cm1mm的電磁波譜。波長(zhǎng)短 在相同天線尺寸下毫米波的波束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(cè)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)

8、；（優(yōu)點(diǎn)）天線尺寸小，截獲能量小，不適合大范圍內(nèi)探測(cè)搜索；（缺點(diǎn)）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(diǎn)）要求接收機(jī)帶寬增大，接收機(jī)系統(tǒng)靈敏度降低；（缺點(diǎn)）從傳輸特性看 在大氣窗口內(nèi)與光、紅外比大氣衰減較?。唬▋?yōu)點(diǎn)）在雨、雪、霧等惡劣氣候下通信距離降低；（缺點(diǎn)）大氣窗口是指在某些波段穿透大氣的能力較強(qiáng)。發(fā)射天線的基本功能之一是把從饋線取得的能量向周?chē)臻g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(gè)或多個(gè)瓣，其中輻射強(qiáng)度最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱為副瓣或旁 瓣。參見(jiàn)下圖，在主瓣最大輻射方向兩側(cè)，輻射強(qiáng)度降低3dB （功率密度降低一半）的兩點(diǎn)間的夾角

9、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(yuǎn)，抗干擾能力越強(qiáng)。增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生 的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)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?？梢赃@樣來(lái)理解增益的物理含義-為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)。3d8)S如果用理想的無(wú)方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，=20的某定向天線作為發(fā)射天線時(shí)，輸入功率只需需要100W 的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB100 / 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(lái)說(shuō)，與無(wú)方向性的理想點(diǎn)源 相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。天線向周?chē)臻g輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。人們規(guī)定：電場(chǎng)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(lái)波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號(hào)都會(huì)變小， 也就是說(shuō),發(fā)生極化損失。當(dāng)接收天線的極化方向與來(lái)波的極化方向完全正交時(shí)，例如用水平極化的接收天