基于時頻原子方法的雷達輻射源信號識別.pdf

1、雷達輻射源信號識別是電子情報偵察(ELINT)系統(tǒng)、電子支援(ESM)系統(tǒng)和雷達告警(RAR)系統(tǒng)的重要組成部分,為預(yù)警、威脅探測、威脅避免和實施反擊部署提供寶貴信息,是決定電子戰(zhàn)成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著復(fù)雜體制雷達的不斷投入使用并逐漸占居主導(dǎo)地位,雷達信號的密度、工作頻率和復(fù)雜程度大幅提高,雷達信號的密度已高達每秒百萬個脈沖以上,頻率覆蓋范圍超過GHz單位,同時信號的脈內(nèi)和脈間調(diào)制規(guī)律更為復(fù)雜,且調(diào)制參數(shù)存在捷變。此外,電子對抗技術(shù)(EC

2、M)和電子反對抗技術(shù)(ECCM)的增強,使得電磁環(huán)境日益復(fù)雜,為雷達輻射源信號識別帶來嚴(yán)重挑戰(zhàn)。
　　 雷達輻射源信號識別包括有意調(diào)制識別和無意調(diào)制識別。有意調(diào)制識別的目的是識別出輻射源信號的幅度、相位和頻率等的調(diào)制規(guī)律,無意調(diào)制識別的目的是通過對接收的輻射源信號進行特征測量,確定產(chǎn)生信號的雷達個體。近年來,雷達輻射源信號有意調(diào)制識別和無意調(diào)制識別均受到電子對抗領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注,并提出了多種識別方法,其中以脈內(nèi)特征識別最為普遍

3、。本文采用時頻原子方法,對復(fù)雜體制雷達輻射源信號的脈內(nèi)特征進行探索和研究,實現(xiàn)雷達輻射源信號有意調(diào)制和無意調(diào)制的識別。本文的主要工作及研究成果如下:
　　 1、對國內(nèi)外雷達輻射源信號有意調(diào)制識別、無意調(diào)制識別和時頻原子方法的研究現(xiàn)狀進行概述和分析,并指出需要解決的問題。同時給出本文基于時頻原子方法的輻射源信號識別模型。
　　 2、提出基于Gabor和Chirplet原子的輻射源信號有意調(diào)制識別特征提取方法。針對雷達輻射源

4、信號的特點,構(gòu)建Gabor和Chirplet時頻原子庫,并提出基于改進差分進化算法的時頻原子快速算法,以解決傳統(tǒng)時頻原子方法存在的計算復(fù)雜度高的問題。在此基礎(chǔ)上,對5種典型雷達輻射源信號進行時頻原子分解,詳細(xì)分析了分解后時頻原子的特點,進而提出3種有意調(diào)制識別的時頻原子特征。實驗結(jié)果表明,提取的時頻原子特征在不同調(diào)制參數(shù)和較低信噪比條件下具有較高的正確識別率。
　　 3、通過分析雷達輻射源信號無意調(diào)制的來源和特點,建立基于雷達發(fā)

5、射機頻率源的相位噪聲模型以模擬輻射源信號的無意調(diào)制。鑒于現(xiàn)代雷達發(fā)射機普遍采用具有較好頻譜純度和較高雜散抑制度的鎖相環(huán)頻率合成器作為發(fā)射機的頻率源,詳細(xì)分析了發(fā)射機中鎖相環(huán)頻率源中各器件的相位噪聲,并基于線性疊加原理,建立了發(fā)射機中總的相位噪聲模型。最后通過分析相位噪聲對輻射源信號的影響,給出含有相位噪聲的無意調(diào)制輻射源信號仿真方法,解決課題研究過程中真實雷達輻射源信號難以獲取的問題。
　　 4、提出基于Sinusoid原子的輻