基于多谱段信息的平台目标图示化描述方法∗

王利华 徐忠富 石 川 贺正求

（中国洛阳电子装备试验中心 洛阳 471003）

基于多谱段信息的平台目标图示化描述方法∗

王利华 徐忠富 石 川 贺正求

（中国洛阳电子装备试验中心 洛阳 471003）

一般平台目标信息是通过表示其所配置的电子设备及这些设备的一些参数来进行描述的。论文提出了一种基于多谱段信息的一种新的描述方法，将观测所得到的各种数据参数放在统一的多谱段框架下进行描述，并且将其绘制成彩色图谱。利用这种描述方法可以很好地对平台目标的信息进行描述和分析。

多谱段信息；平台目标识别；彩色图谱

1 引言

提起平台目标的信息，在电磁领域，很自然地会想到它所配属的电子设备，及这些设备各自的一些参数信息，向外扩展一些还包括它的红外特性、可见光特性等等。对于一般的侦察来讲辐射源特征和红外特征就构成了平台目标的基本特征信息［1～7］。一般对于平台目标的识别是基于对辐射源识别的基础上进行的［8～14］，识别过程如图1：虽然这些特征信息一般是通过独立的侦察得到，但是这些特征并不是毫无关联的，考虑可以在一个统一的框架下考虑平台目标信息的描述。

尽管上述三个特征的工作频段并不完全重合，但工作频段可以成为描述平台目标信息的一个基础参数——将其他参数在它的基础上进行讨论。考虑将所研究平台目标的常用频段划分为若干区间，在这些区间上分别表示其余的参数，这样就将以往分开考虑的特征信息综合在一起进行考虑。基于多谱段信息的平台目标识别的识别过程则简单的多，如图2：这就牵扯到多谱段信息的概念。

2 多谱段信息的概念

首先介绍一下多频谱的概念，多频谱的概念最初是在红外光谱学中提出的，其指的是利用多通道红外光谱技术进行红外探测定位，这种技术被称为多频谱技术，亦称多光谱技术［15～16］。现在这个概念已经被拓宽了，多频谱不仅仅包括红外波段还包括HF～Ka波段及可见光波段，多频谱技术指的是多种频段的联合探测技术。因为本文的研究主是要在HF～Ka频段上进行的，为区别于广义上的多频谱信息取名为多谱段信息。

不同频段的频谱有着不同的特性：传播时损耗最低的是微波，因此微波的作用距离远，有良好的全天候能力；微波和毫米波具有良好的穿透战场烟雾的能力，而红外和可见光很差；而从分辨率来看，可见光和红外有良好的角分辨率，易于获得高清晰度的目标外形图像，微波角分辨率差，对目标成像较困难，毫米波则介于两者之间。利用这些不同频段的不同特性和优点可以对目标进行有效地探测、定位。

不同类别的平台的任务不同，其所配属的电子设备也不尽相同，因此这些平台所辐射的电磁波的特征参数也会有所差异，这正是我们利用多频谱信息进行分类识别的基础。

3 基于多谱段信息的平台目标信息描述

3.1 多谱段信息的建模

传统的对辐射源特征信息进行描述常用的参数有：载频RF，脉宽PW ，脉内特征PRI，脉冲相对到达时间DTOA，脉内调制信息MOP等等。传统的辐射源特征表述技术即是利用上述5种参数表述辐射源的信号特征，其特征分类基于的是统计特征，即对一段时间内参数的数值进行统计分析，给出其统计规律。传统的对平台特征信息进行描述是在对其配属的辐射源信息描述的基础上进行的，即通过其配属的辐射源信息及这些辐射源自身的信息来描述此平台的信息。

本文提出一种新的平台特征信息描述方法，此方法可以看作是传统辐射源特征信息描述方法的推广，该方法直接使用辐射源特征信息描述方法中使用的参数，画出平台信息的“彩色谱图”，相比传统的辐射源特征信息描述方法更形象直观，相比传统的平台特征信息描述方法步骤更简洁易于操作实现。本方法用到的识别参数有四个，分别是：载频RF、脉宽PW、脉内调制信息MOP和功率。具体实施方法如下：

1）将平台常用频段分为k个区间，记为 f1～fk。

2）对于脉宽和功率我们需要在各个小的频段内测量它们的值，而后在相应的频段上以功率为幅度，以脉内调制信息和脉宽为“颜料”画出它们的“彩色谱图”。用它来描述平台目标信息。

3.2 彩色图谱

在3.1节中我们提出彩色图谱的概念，目的是为了使提取的数据看起来更直观更形象，有利于进行判断。

彩色图谱的绘制主要包含三个步骤：

1）获取数据。

2）将各个小频段内信号的功率作为彩色图谱的幅度。

3）将各个小频段内信号的脉内信息和脉宽信息经过处理后转换成色彩显示在对应的频段上。

处理步骤主要是：

1）我们将脉宽的大小范围分为m个范围区间（区间大小可以不同），用m位二进制数分别代表各个区间，如果某小频段内收到的脉冲其宽度有属于某区间的则该区间对应的二进制数记为1，否则记为0，这样我们可以得到该区间的脉宽数据。

2）类似脉宽的处理方法，我们用n位二进制数分别表示n种脉内特征。如果某小频段内收到的脉冲其脉内特征属于某种调制或编码方式的则该区间对应的二进制数记为1，否则记为0，这样我们可以得到该区间的脉内特征数据。

3）将第一、二步得到的一共m+n位二进制数按顺序排列，而后分为3段（此处可尽可能让每段的位数相同），分别对应色彩的三基色，而后结合功率数据便可以在对应的频率区间上绘制直方图了。

4 仿真实例

将3.2节中的彩色图谱实例化：

1）0～14G的频段分为600段，其中0～2G、2G～6G、6G～14G各200段。

2）将脉宽的大小范围分为7个部分，分别是：小于 1μs、1～5μs、5～10μs、10～20μs、20～50μs、50～100μs、大于100μs，用7位二进制数分别代表各个区间，如果某小频段内收到的脉冲其宽度有属于某区间的则该区间对应的二进制数记为1，否则记为0，这样我们可以得到该区间的脉宽数据。

3）宽的处理方法，我们用5位二进制数分别表示无脉内特征、二相编码、四相编码、线性调频和非线性调频。如果某小频段内收到的脉冲其脉内特征属于某种调制或编码方式的则该区间对应的二进制数记为1，否则记为0，这样我们可以得到该区间的脉内特征数据。

4）将第一、二步得到的一共12位二进制数按顺序排列，而后平均分为3段，分别对应色彩的3基色，而后结合功率数据便可以在对应的频率区间上绘制直方图了。

表1为A平台辐射源信号参数表，图3为其对应的彩色图谱。

表1 A平台辐射源信号参数设置表

图4和图5为一组对照的平台彩色图谱分别对应B平台和C平台，其中C平台比B平台多了一个辐射源。该辐射源的载频为8500M～9000M，平均功率为25kW，脉宽为5μs，无脉内特征。

5 结语

本文研究了一种基于目标平台上多谱段辐射信息的目标平台新的描述方法，这种方法用彩色图谱表示目标平台特征信息，它把各个参数整合到一张图中，使得对平台目标的信息表示更加的简洁明了，为平台目标的分析提供了新的技术途径，为研究平台目标新的识别方法提供了基础。

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A graphically Description Method of Platform Based on Multi-spectrum Characteristic

WANG LihuaXU Zhongfu SHI Chuan HE Zhengqiu
（Luoyang Electronic Equipment Test Center，Luoyang 471003）

The general platform information is described by means of the electronic devices to which they are configured and some parameters of these devices.In this paper，a new description method based on multi-spectrum characteristic is presented，and the data parameters obtained by the observations are described in a uniform multispectral framework，and the color atlas are paint⁃ed.This method can be used to describe and analyze the information of platform target well.

multi-spectrum characteristic，platform recognition，color atlas

TP302

10.3969/j.issn.1672-9730.2017.11.020

Class Number TP302

2017年5月11日，

2017年6月27日

王利华，男，硕士，研究实习员，研究方向：模式识别、并行计算。徐忠富，男，博士，研究员，研究方向：电信技术；武器工业与军事技术，计算机硬件技术。石川，男，硕士，工程师，研究方向：计算机网络。贺正求，男，博士，助理研究员，研究方向：计算机网络，模式识别。