復(fù)雜體制雷達輻射源信號分選模型與算法研究.pdf

1、雷達輻射源信號分選是電子偵察信號處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著電子偵察設(shè)備性能的發(fā)揮并關(guān)系到戰(zhàn)爭的后續(xù)作戰(zhàn)決策。長期以來，人們主要依靠到達時間(TOA)，載波頻率(RF)，脈沖寬度(PW)，脈沖幅度(PA)以及到達方向(DOA)五個經(jīng)典參數(shù)實現(xiàn)脈沖列去交錯處理，這在只有常規(guī)體制雷達且輻射源數(shù)量不多的情況下可取得滿意的分選效果。但隨著現(xiàn)代電子戰(zhàn)的激烈對抗，電磁威脅環(huán)境的信號密度已高達百萬量級，且在所部署的雷達中，具備滑變、跳變、甚至隨機捷變多

2、數(shù)信號參數(shù)能力的新型復(fù)雜體制雷達已成為主流。如此密集、復(fù)雜、多變的信號環(huán)境造成了脈沖的大量丟失以及信號參數(shù)空間的嚴重交疊，極大破壞了分選所利用的信號規(guī)律性，導(dǎo)致構(gòu)建在上述五參數(shù)基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)分選方法性能急劇下降，甚至完全失效。輻射源信號分選，特別是針對各種新型復(fù)雜體制雷達的信號分選已成為電子偵察信號處理的嚴重瓶頸，并成為進一步提高電子對抗裝備性能所必須解決的關(guān)鍵問題。為此，本文針對未知雷達情形，從雷達輻射源信號特征提取與性能分析、新型分選

3、模型與算法設(shè)計、分選結(jié)果的置信度評價三個重要方面對復(fù)雜體制雷達輻射源信號分選的相關(guān)理論問題展開了深入討論和研究。其主要工作和研究成果如下： 1．為降低經(jīng)典五參數(shù)組成的信號空間的交疊程度，提出瞬時頻率(IF)派生特征和模糊函數(shù)主脊(AFMR)切面特征提取算法，以便提取和補充新的分選參數(shù)，構(gòu)建更為有效的分選特征向量。 復(fù)雜雷達輻射源信號多為非平穩(wěn)信號。針對這一特點，本文對瞬時自相關(guān)算法進行改進，用于提取信號的IF特征。在此基

4、礎(chǔ)上，提出一種基于級聯(lián)歸一化處理的IF派生特征提取方法，對IF作進一步的特征提取，從而得到能較好描述信號脈內(nèi)調(diào)變差異、且具有一定抗噪性能的IF派生特征?；趯哟螞Q策和核模糊聚類的分類實驗驗證了所提方法的可行性和有效性。 模糊函數(shù)提供了有關(guān)信號結(jié)構(gòu)信息較為完整的描述。文中提出一種基于分數(shù)自相關(guān)運算和矩描述方法的AFMR切面特征提取算法。所提取的特征描述了AFMR走向、AFMR切面分布重心及有效慣性半徑，不僅具有良好的類內(nèi)聚斂性和類

5、間分離能力，且具有較好的抗噪性能和一定區(qū)分同類型調(diào)制信號的能力。 2．針對復(fù)雜體制雷達輻射源信號特征分布形式復(fù)雜、類邊界歸并突出的問題，提出兩種基于核方法的聚類分選模型，并對其中涉及的各種相關(guān)理論問題展開詳細而專門的討論。 第一種分選模型以核硬聚類算法為基礎(chǔ)。在該模型中，設(shè)計了基于相似性測度的有效性指標以自動探測脈沖流中的輻射源數(shù)目，提出柵格異常脈沖識別方法以檢測噪聲脈沖干擾，并在分選后處理中引入小類別清理概念以控制分選

6、虛警率。同時，對模型與算法并行運行的可能性進行初步探討，給出一種可能的運算模式。 第二種核分選模型采用模糊處理方式，以便更有效地處理復(fù)雜類邊界的問題。首先，將原空間中的一些著名有效性函數(shù)進行核化推廣，提出具備有效性評價的核模糊聚類算法作為分選算法的原型。其次，提出基于類歸屬的異常脈沖識別方法，并結(jié)合核化有效性函數(shù)構(gòu)建了新的更為合理的分選有效性準則。最后，引入模糊置信度評價分選所得各輻射源類的聚散程度。 考慮輻射源數(shù)量、截

7、獲脈沖總數(shù)、脈沖漏失率、單列截獲脈沖數(shù)、異常脈沖數(shù)、環(huán)境信噪比以及同類調(diào)制樣式等多種影響因素，論文深入研究了上述核分選模型和不同特征組合的分選性能。結(jié)果表明，核分選模型對復(fù)雜體制雷達輻射源信號具有較好的分選效果，不僅對上述多種因素表現(xiàn)出較強的穩(wěn)健性，且可靠分選所需的單列脈沖數(shù)也遠少于傳統(tǒng)方法。同時，實驗還給出一些有關(guān)不同特征組合分選性能的有用結(jié)論，這為探索新的有效分選特征向量提供了相應(yīng)的指導(dǎo)和依據(jù)。 3．探索性地提出DOA序差檢