Transformer网络在雷达辐射源识别中的应用

由于雷达辐射源信号在时序上具有强相关性,针对卷积神经网络难以提取信号的时序逻辑相关性特征的缺点,本文提出了基于Transformer网络的雷达辐射源个体识别的方法。该方法首先以3台信号发生器模拟雷达辐射源信号,同时采集数据并建立数据库;然后对原始信号提取相位特征以及包络特征;最后采用基于注意力机制的Transformer网络对信号进行进一步的特征提取并分类。实验结果表明,该算法对于包络特征以及相位特征敏感度不同,同时数据样本长度对于识别效果会产生影响,最终结合相位特征的网络模型在信噪比为15 dB时识别率可以达到98.9%。     

基于模糊函数主脊切片和深度置信网络的雷达辐射源信号识别

雷达辐射源信号识别是电子侦察系统的关键组成部分,为了提高低信噪比条件下对低截获概率雷达信号识别的准确率,提出了一种基于模糊函数主脊切片(MRSAF)与深度置信网络(DBN)的雷达辐射源信号识别方法。首先对雷达信号进行奇异值分解(SVD)进行降噪预处理,求解雷达信号的模糊函数并提取其主脊切片包络,采用奇异值分解方法降低噪声对主脊切片包络的影响,然后建立基于受限波尔兹曼机的DBN模型并运用标签数据有监督微调模型参数完成训练,最后基于该算法模型实现辐射源信号的分类和识别。仿真结果表明:该方法在低信噪比条件下也有较高的识别率,信噪比高于-4dB时,识别率可以达到90%以上,验证了本算法的有效性和应用价值。     

基于变分自编码器的雷达辐射源个体识别

针对雷达辐射源个体识别中特征提取困难和低信噪比下识别率低的问题,从图像角度出发提出了一种基于变分自编码器的雷达辐射源个体识别算法。基于信号时频分析,利用变分自编码器(variational auto-encoder, VAE)提取时频图像的深层特征,并采用核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)获取特征中的主成分,最后将特征送入支持向量机进行分类识别。仿真结果表明:文中所提算法在识别效率和抗噪声性能等方面均优于其他传统算法。当信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)为0 dB时针对6个辐射源进行识别,可获得93%以上的识别率。该算法特征提取简单、系统实时性高,具有较高的工程应用价值。     

基于信号“指纹”特征的雷达辐射源识别

在电子对抗领域,正确识别雷达脉冲信号是电子对抗侦察的重点也是难点。针对雷达脉冲信号具有很好的稳定性、普遍性和唯一性的包络上升沿特征("指纹"),通过使用宽带数字接收、信号分选与跟踪、数字正交混频等技术即时提取包络上升沿波形,并计算与"指纹"模板的Hausdorff距离,达到识别并匹配雷达辐射源的目的。在操作过程中,通过分析实际现象对Hausdorff距离的计算时机以及应用方式做出了正确的修改。通过大量实验验证了所提方法可以有效地识别出信号所对应的雷达辐射源个体。     

基于小波能量谱和ReliefF算法的雷达辐射源无意调制特征提取

为了获取更加有效的雷达辐射源无意调制特征并进一步降低特征的维度,以提升低信噪比下雷达辐射源个体识别的准确率,从时频分析角度出发提出了一种基于小波变换能量谱和ReliefF算法的无意调制特征提取方法。首先对辐射源信号进行小波变换并获取小波能量谱,然后采用ReliefF算法对小波能量谱值进行权重分析,筛选出区分能力较强的高权重小波能量信息作为雷达辐射源的无意调制特征。该方法将权重分析应用于特征提取中,在提升特征有效性的同时进一步降低了特征的维度。实验结果表明:相较于传统时域和频域中的无意调制特征,基于小波能量谱和ReliefF算法提取的无意调制特征具有低维度、强抗噪声的特点。当信噪比大于0 dBm时识别率达到90%以上,具有较高的工程应用价值。     

基于膜粒子群算法的雷达辐射源信号多目标特征选择方法研究

针对粒子群算法易陷入局部最优和收敛性能较差问题,受膜计算优化理论启发,提出1种膜框架下的粒子群算法,用于解决无监督的多目标雷达辐射源信号特征选择问题.在表层膜中,采用非支配排序和拥挤距离机制使算法既保留了多目标粒子群优化算法的快速收敛性,同时使用基本膜的进化规则也使解集具备较好的多样性,避免了过早收敛问题.在雷达辐射源信号特征提取中,利用一阶差分自相关方法提取包络特征,采用相关度和冗余度两个目标优化数据对象,以评价雷达辐射源信号特征子集的质量,并应用于雷达辐射源信号的脉内特征选择.实验结果表现出算法具有较好的可聚类性和全局收敛性,特征信号之间明显可分,边界清晰无交叠,获得了更高的雷达源信号分选识别正确率.     

一种基于深度学习的辐射源信号调制识别新算法

针对传统的辐射源信号调制识别方法需要大量特征提取的问题,提出一种基于深度学习的辐射源信号自动调制识别算法,该算法通过对辐射源信号进行幅-相域二维图像表征,基于卷积神经网络实现层次化地理解和识别电磁信号。仿真结果表明:相比基于时域的传统信号调制识别算法,所提算法在中、高信噪下识别率分别提升了2.5%和2.3%,单信号的识别时间不大于0.1 ms。     

基于EMD和SVD特征提取的通信辐射源个体识别方法

为改善通信辐射源指纹特征提取算法抗噪声及干扰能力差导致的对通信辐射源个体分类识别率低和稳定性差的问题,提出了一种基于经验模态分解和奇异值分解特征提取的方法.通过对信号进行经验模态分解,来克服噪声对指纹特征提取的影响,经希尔伯特-黄变换和奇异值分解实现对通信辐射源信号的指纹特征提取,结合支持向量机算法完成对通信辐射源的个体识别,从而提高了分类识别的正确率,经过对4类辐射源信号的实验验证表明识别效果具有明显提升.     

基于双谱的雷达辐射源识别

针对当前复杂电磁环境下电子侦察中雷达辐射源识别困难的问题,提出了一种基于双谱分析和势函数分类识别雷达辐射源的新方法。首先用Hinich方法检验雷达辐射源信号,发现其具有非线性特性。然后用适合处理该类信号的双谱分析法提取信号的双谱对角切片,利用主成分分析法(PCA)从大量训练样本特征中挑选低维、低复杂度的特征矢量,并融合对分类具有显著贡献的辐射源属性参数作为识别特征矢量。最后采用势函数分类法实现雷达辐射源识别。仿真结果表明,基于双谱的识别法对噪声不敏感,对不同脉内调制的辐射源信号识别率达到了92.9%,该方法为决策层提供了识别不同雷达辐射源的新途径。     

复杂体制雷达辐射源信号时频原子特征提取方法

针对复杂体制雷达辐射源信号调制类型识别问题,提出一种新的辐射源信号脉内时频原子特征提取方法(TFAD).该方法首先利用稀疏分解原理和改进差分进化算法将辐射源信号在Ga-bor和Chirplet时频原子库中进行分解,然后利用分解后的首原子能量和Gabor原子中心频率参数分别提取出2个相似比特征和1个频率方差特征作为辐射源信号脉内调制类型的分类特征,最后通过构造有向循环图支持向量机分类器实现雷达辐射源信号的分类识别.与计算复杂度至少为O(nlogn)的分形方法相比,TFAD方法只有O(n)的计算复杂度.采用不同信噪比和多种调制参数的5种辐射源信号进行大量仿真实验,结果表明TFAD方法可获得98.3%的平均正确识别率.     

基于改进UNet3+网络的雷达辐射源信号识别

针对传统识别辐射源信号的方法需要手动提取并选取特征、在低信噪比条件下难以准确识别信号的问题,提出了一种基于改进UNet3+网络的辐射源信号识别方法。通过删减UNet3+的网络层级,保留网络特征融合能力的同时降低了网络的复杂度,并引入注意力机制优化模型性能,构建了一个新的网络模型。通过对8种常见的雷达信号进行仿真实验,实验结果表明：改进模型的识别准确率达到96.63%,对比一些经典网络模型,训练总用时更短,在低信噪比条件下能更加有效识别辐射源信号, 可以适应复杂的电磁环境。     

基于VMD-DBN的滚动轴承故障诊断方法

为揭示滚动轴承故障振动信号的典型特征规律,结合变分模态分解(VMD)与深度置信网络(DBN)的优势,提出轴承振动信号特征的提取方法.将信号先进行基于VMD的分解,根据各模态分量频谱图确定其模态参数,得到若干个模态分量.然后,基于DBN强大的特征提取能力,采用DBN无监督特征提取方法,将得到的模态分量映射到一维,并融合各分量的DBN特征形成特征向量,将其作为粒子群优化支持向量机(PSO-SVM)的输入进行故障诊断.实验验证与对比分析证明了VMD-DBN方法的可行性与优越性.     

基于脉内特征聚类的分选方法

为提高未知雷达辐射源的分选正确率并且保证分选时间,提出一种正弦差值傅里叶变换和第六维小波包特征提取的聚类分选方法。首先利用正弦插值变换将接收到的雷达到达时间序列变为连续信号,再通过快速傅里叶变换计算出信号最大频率成分的脉冲重复频率（ PRF）值,进行粗分选,然后对信号进行第3层小波包分解,得到信号脉内特征Wpt6,把PRF和Wpt6组成的输入特征向量进行支持向量机（ SVM）聚类分选,对未知雷达辐射源信号重新归类,提高分选准确率。仿真实验结果验证了该方法的有效性,与传统方法相比准确率更高。     

基于深度聚类的通信辐射源个体识别方法

针对非合作通信条件下缺少标签数据的通信辐射源个体识别问题,提出了一种基于深度聚类的通信辐射源个体识别方法。利用自编码器网络强大的特征提取和数据重构能力对原始I/Q数据进行表征学习,提取个体识别的指纹特征,同时将表征学习过程和特征聚类过程进行联合优化,使表征学习和特征聚类契合度更高,更好地完成无标签条件下的通信辐射源个体识别。通过对5种ZigBee设备采集的信号进行实验,结果表明在信噪比高于0 dB时,可以达到85%以上的识别准确率,证明了本文方法的有效性和稳定性。     

基于HOG-CSLBP与深度学习的跨年龄人脸识别算法

针对人脸识别中识别精度低的问题,提出一种基于深度学习的跨年龄人脸识别算法.该方法创新性地将方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient,HOG)和中心对称局部二值模式(Center Symmetric Local Binary Pattern,CSLBPS)组合方法用于人脸图像特征提取,获得包含结构和强度信息的图像融合特征,然后使用二叉树对特征信息进行降维,降维特征作为深度信念网络的可视层输入量,弥补深度新信念网络无法达到图像局部特征要求的缺陷.通过训练好的深度网络模型对测试样本进行学习,在深度信念网络的最顶层对特征进行分类识别.实验结果表明,该方法能高精度实现人脸识别,且与其他方法比较,该方法性能优于其他方法,说明该方法具有可行性和有效性.     

基于一维卷积循环神经网络的雷达辐射源信号识别

针对人工提取雷达辐射源信号特征不完备、时效性低等问题,提出一种基于一维卷积神经网络和双向门控循环单元的识别方法.首先,提取信号的模糊函数主脊并进行去噪处理;其次,利用一维卷积神经网络学习模糊函数主脊的内在抽象特征;然后引入双向门控循环单元对一维卷积神经网络提取到的特征进行再处理;最后,将特征映射到特征空间并通过Softmax分类器进行分类识别.实验结果表明,该方法在信噪比为0 dB时能保持99.67%的识别率,即使在-6 dB环境中识别率仍能达到90%左右,证实了该方法的有效性和在低信噪比下的稳定性.