雷达辐射源信号时频原子库研究

在雷达辐射源信号时频原子分解中,原子库的特性直接影响着时频原子库的挑选,如何选取最佳的时频原子库对不同类型的雷达辐射源信号进行分解具有很重要的意义.针对这一问题,利用5种结构性能不同的原子库,结合量子进化算法对5种不同类别的雷达辐射源信号进行时频原子分解.实验结果表明,时频原子选择与雷达辐射源信号的特点密切相关.     

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.     

一种低信噪比下基于时频原子的复杂调制雷达信号分选方法

复杂调制的多种雷达辐射源信号在低信噪比环境下,具有复杂度高、识别效率低的特点.提出一种基于改进的Chirplet时频原子特征的雷达信号识别分选方法.首先分析多种调制方式的雷达信号,然后分析PSO智能优化算法在参数搜选中的原理和优势,并用该算法对时频原子提取过程进行改进,之后提出PSO算法与时频原子概念结合的方法,利用类区分度准则提取信号特征,得到LPI雷达信号的有效表征原子.最后通过仿真实验证明该方法对于3 dB以上多种调制方式的雷达信号,可快速地完成有效识别分选.     

基于改进遗传算法和Sin-Chirplet原子的调频雷达信号稀疏分解

为构建合适的时频原子库和信号分解算法,提出一种基于改进遗传算法和Sin-Chirplet原子的调频雷达信号稀疏分解算法.这种新的Sin-Chirplet原子在Chirplet原子的基础上增加正弦调频因子,改善原子时频曲线的弯曲性能,使原子对非线性调频信号具有较强的匹配性能.然后基于原子的匹配特性,改进遗传算法中初始原子种群产生机制,提高了最佳原子搜索速度.理论分析和仿真结果表明,基于改进遗传算法的信号稀疏分解效率高于传统遗传算法和匹配追踪算法.相比现有的3种典型时频原子,Sin-Chirplet原子的匹配性能良好,可以更有效地分解调频雷达信号及其混合信号.     

基于脉内特征的雷达信号分选方法

当前复杂的电子环境下不同调制的多种雷达信号,具有交叠严重、分选困难的特点。针对这一问题提出一种基于时频原子特征的雷达信号分选方法。该方法根据欧氏距离准则,在超完备的Chriplet时频原子库中,利用杂草算法提取可分性较好的原子,并与各信号做内积作为雷达信号分选的特征值,利用改进的FCM聚类算法进行聚类。在不同信噪比下,对5种不同调制参数的雷达信号进行分选,仿真结果表明,在较低的信噪比下,该方法能够进行有效的雷达信号分选。     

基于时频平面脊信息提取的间谐波分析新方法

针对电力系统间谐波分析的局限性,提出一种基于时频平面脊信息提取的间谐波分析新方法.该方法首先基于自适应最优核时频分布理论得到间谐波信号的时频分布,然后进行时频平面脊信息的提取,从而得到各间谐波分量频率随时间变化的特征.同仅采用时频分布刻画间谐波信号时频分布特性相比,该法具有更高的时频分辨率及更强的信息可读性.仿真及实测数据分析结果表明：该方法表现出很高的时频聚集性,且不受交叉项的影响,清晰地刻画出各间谐波分量的时变性特征,对各频率分量相隔较近的信号仍然有效.     

EEMD和Cohen类联合抑制交叉项的时频特征提取方法

Wigner-Ville分布是一种双线性时频分布,对多分量信号分析存在交叉项干扰.本文提出了一种基于EEMD和Cohen类时频融合算法,该算法采用EEMD算法将信号从频域上分离为若干个固有模态函数之和,再对伪分量之外的各分量进行Cohen类时频变换并叠加,得到信号的时频分布,消除了信号内部各模态函数之间时频分布的交叉项.通过对EEMD和Cohen类时频融合算法进行仿真,与小波分解和Cohen类联合时频算法、EMD和Cohen类联合时频算法的仿真进行比较,结果表明,该算法抑制交叉项效果最好,重构误差最小,同时抑制了噪声对时频特征的干扰.     

采用EMD和奇异值分解子空间重构的信号降噪新方法

传统的奇异值降噪法对适合奇异值分解的矩阵构造及信号重构时有效秩阶次的选取缺乏具有物理意义的依据.提出一种采用EMD和奇异值分解子空间重构的信号降噪新方法,通过对EMD方法得到的各阶IMF分量构造时频矩阵进行奇异值分解,将信号的特征信息分解到各个不同的时频子空间中,根据时频子空间的特征变化,选择相应的子空间进行奇异值分解逆变换,从而实现信号降噪.对仿真合成电信号及实测机械振动信号的降噪应用,表明该方法能有效地从原始信号中提取所需的信号特征成分,具有直观的物理意义.     

VMD与Cohen核结合的时频分布交叉项抑制方法

在非平稳信号时频分析中,使用Cohen核所得时频分布的交叉项抑制与时、频分辨率难以兼顾。针对此,提出一种将变分模态分解（VMD）与Cohen核相结合的时频分析方法。首先对信号进行VMD分解,得到一组具有不同频率成分,相互独立的固有模态函数（IMF）分量,然后对每个IMF分量进行Cohen核时-频变换,再线性叠加重构出原始信号的时频分布。通过仿真分析,结果表明：该方法可以在保持时频分布中较高时、频分辨率的基础上,有效消除交叉项的干扰。     

变分模态分解与Cohen核结合的时频分布交叉项抑制方法

在非平稳信号时频分析中,使用Cohen核所得时频分布的交叉项抑制与时、频分辨率难以兼顾。针对此,提出一种将变分模态分解(VMD)与Cohen核相结合的时频分析方法。首先对信号进行VMD分解,得到一组具有不同频率成分,相互独立的变分模态函数(IMF)分量;然后对每个IMF分量进行Cohen核时-频变换;再线性叠加重构出原始信号的时频分布。通过仿真分析,结果表明:该方法可以在保持时频分布中较高时、频分辨率的基础上,有效消除交叉项的干扰。     

雷达辐射源信号双谱二次特征提取方法

现有的双谱特征提取方法可以满足信号分类识别，但是出现了交叉项、平凡双谱以及特征维数过高等一些问题。针对以上问题，提出一种双谱二次特征提取方法，将双谱转化为灰度图像，以灰度值表示双谱幅度；再利用图像处理技术提取双谱二次特征，提取出能够表征辐射源信号双谱图像纹理信息的灰度共生矩阵特征集；将该特征集与Hu-不变矩特征集进行对比实验。仿真结果表明：该方法具有更好的分类识别性能，对于CW、LFM和NLFM信号的平均识别率均达90%以上。     

基于目标优先级的增量式雷达辐射源信号参数识别方法

陆、海、空的战场侦察、监视、定位和跟踪等应用领域产生了海量、动态增加的雷达辐射源信号参数侦察数据。传统雷达辐射源信号参数分析方法无法高效利用新侦察数据,以提高雷达辐射源识别能力,特别是难以应对高威胁级别的辐射源目标的识别。提出一种基于目标优先级别的增量式雷达辐射源信号参数分析方法,能够有效针对新辐射源信号参数侦察数据进行增量式学习,大大提高高威胁雷达辐射源目标的识别能力。仿真实验证实了该方法的有效性。     

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。     

基于多尺度学习型字典表示的极地浅层探冰雷达图像去噪算法

为了更好地解决极地浅层探冰雷达回波信号中的杂波和噪声问题,提出了一种基于多尺度学习型字典表示的极地浅层探冰雷达图像去噪算法。该算法首先通过曲波变换构建曲波系数矩阵,在曲波域使用自适应字典学习得到原子尺寸不同的多尺度字典,最后利用去噪和修正后的曲波系数重建浅层探冰雷达剖面图像,完成最终的去噪。结果表明:相较于曲波变换去噪算法、K-SVD(K-奇异值分解)去噪算法,改进的算法不但能够有效地去除噪声,提高图像的峰值信噪比,而且探冰雷达图像的边缘轮廓信息得到了较好的保留,有着良好的视觉效果。     

近程PRC-CW雷达运动目标特征研究

为获得运动目标特征,基于目标多点散射模型推导了近程伪码调相连续波(PRC-CW)雷达回波多分量信号模型.在该模型基础上提出将运动目标的细微频谱结构作为该目标特征,并详细阐述了特征提取的方法.该方法在常用的脉压-快速傅里叶变换处理之后,利用频谱细化方法得到目标的细微频谱结构,然后通过梅林变换实现了该结构特征对于目标不同入射角情况下的尺度不变性.给出了实现过程框图.目标外场实测数据试验结果表明不同目标的细微频谱结构明显不同,反映了不同目标的结构特征.     

近程PRC-CW雷达扩展多普勒容限方法研究

针对伪码调相连续波(PRC-CW)雷达信号的多普勒敏感性,提出了一种扩展多普勒容限的新方法.该方法将单频脉冲信号和伪码调相信号结合起来,采用两种波形交替发射,在利用插值快速傅里叶变换方法得到各目标对应多普勒频率的基础上,构造相应的多普勒补偿后的信号再进入距离波门进行脉压-快速傅里叶变换处理,消除了原有的多普勒容限的影响,使该体制雷达可以应用于近程高速目标的搜索和跟踪,多普勒频率估计方差接近单频回波时段的Cramer-Rao下限.