【热点回溯】基于三维电磁散射参数化模型的SAR目标识别方法

合成孔径雷达（SAR）自动目标识别（ATR）是现代战场情报侦察的重要手段之一，实现高效、可靠的SAR目标识别具有十分重要的意义。传统的SAR目标识别识别方法主要通过基于模板的思路，其本质上遵循的是“看图识物”的策略，即通过比较待识别数据与模板数据的相似性完成目标识别的。

然而，真实场景中目标的电磁散射特性随着目标内部配置、环境及观测条件（包括姿态、遮挡、损坏、成像参数等）的改变均可能发生强烈的变化，通过实际测量和仿真计算建立包含各种条件的完备模板库是非常困难的，也是不现实的。因此，基于模板的方法并不能很好地解决扩展操作条件下的SAR目标识别问题。在此背景下，基于模型的方法应运而生。相比离散的模板样本，目标模型具有更强的灵活性，可以预测目标在更多操作条件下的特性，从而为扩展操作条件下的识别问题提供更好的支撑。

针对该问题，国防科技大学文贡坚教授团队针对基于三维电磁散射模型的SAR目标识别方法进行研究。该文系统性回顾了现有散射源的基础模型以及构建复杂目标三维电磁散射模型的基本思路。同时，在构建的正向模型的基础了设计了一套模型驱动的SAR目标识别方法。

该工作已发表在《雷达学报》2017年第2期“高分辨率SAR图像目标认知”专刊“基于三维电磁散射参数化模型的SAR目标识别方法”（文贡坚,朱国强,殷红成,邢孟道,杨 虎,马聪慧,闫 华,丁柏圆,钟金荣）。

图1 基础模型的发展脉络

该文首先回顾了现有的基础散射源的参数化模型（图1），并针对SAR目标识别这一具体应用对基础散射源的特性提出了要求。紧接着，论述了如何在基础模型的支持下构建复杂目标的三维电磁散射模型并首次提出了正向建模方法（图2、图3）。正向建立的目标三维电磁散射模型可以描述目标全姿态、宽频段的特性且具有明确的物理意义。在此基础上，该文设计了一套模型驱动的SAR目标识别方法（图4），并基于电磁仿真和暗室测量数据验证了方法的有效性。

图2 正向建模的基本流程

图3 简易坦克目标及其正向建模结果

图4 三维电磁散射模型驱动的SAR目标识别的基本流程

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