雷达脉冲信号重频分选研究

雷达脉冲信号分选是电子战系统和反辐射武器的关键技术。简单的说，雷达脉冲信号分选就是从大量复杂的雷达脉冲信号中识别出不同雷达的脉冲。分选的算法是基于分析截获信号的各种参数，如脉冲到达时间（TOA）、到达角（DOA）、脉冲宽度（PW）、载源（RF）和脉冲重复周期（PRI）（或重复频率PRF）等。对于基于脉冲重复周期进行分选的算法主要有直方图法和动态扩展关联法。下面对这两种方法及其改进算法给予介绍说明。     

基于PRI的未知雷达脉冲序列分选综合算法

高密度复杂信号环境下的信号分选处理技术,是新一代雷达侦察系统信号处理的关键技术,也是雷达侦察领域一个亟待解决的问题。文中讨论基于脉冲重复间隔(PRI)的脉冲信号分选算法,首先建立脉冲到达时间(TOA)数学模型,然后在总结脉冲信号分选的SDIF直方图算法、传统PRI变换算法和修正PRI变换算法优缺点的基础上,提出了一种综合的脉冲信号分选算法,并对该算法进行了完整的仿真,仿真结果表明,该算法对综合算法可以提供可靠的参照。     

一种基于脉冲样本序列的PRI周期信号分选算法

针对传统脉冲重复间隔(PRI)分选算法在估计PRI方面存在的不足,提出了一种对PRI周期信号的周期进行准确估计的方法。该方法首先从待分选脉冲序列中提取出属于一部雷达的脉冲样本,然后基于这些样本对该雷达脉冲序列的周期进行精确估计,并用估计到的周期值进行脉冲序列抽取从而实现准确分选。相对于传统PRI分选算法,该算法能够在保证周期估计精度的前提下大幅度减少分选过程所需要的时间,从而能够更好地满足信号分选的需求。仿真结果证明了所提算法的有效性。     

脉冲重复间隔估计与去交织的方正弦波插值算法

在高密度复杂信号环境中,根据脉冲到达时间提取脉冲重复间隔并去交织是一个常用方法。但由于存在严重的倍周期干扰和脉冲重叠现象,传统的脉冲重复间隔估计算法在高密度复杂信号环境中性能急剧下降。为了克服上述缺点,该文提出了一种的新算法方正弦波插值算法(SSWIA)。其核心是把不等间隔的到达时间序列变换成连续信号;然后利用快速傅里叶算法提取重复周期并用滤波技术和过零检测形成检测波门提取周期序列。该算法能够适应固定重频、参差重频、抖动重频和滑变重频交织的高密度复杂信号环境。仿真结果表明:该算法提取重复频率精度高,速度快并且抗丢失和虚警脉冲的能力强;其综合性能优于现有其它方法,具有很好的工程应用价值。     

一种新的重频分选算法

从脉冲重复频率（PRF）出发提出一种新的重频分选算法，该算法的主要研究对象是脉冲重复频率而不是传统的重频分选算法所研究的脉冲重复间隔，尤其适合于已知脉冲重复频率范围的情况。利用该算法，运算量只有O（N），有利于实时计算。仿真结果表明，在脉冲重复频率的范围和初始相位已知的情况下，该算法有着较好的分选效果。     

高信号密度雷达脉冲分选算法

利用脉冲重复间隔(PRI)是高信号密度环境下一种主要的脉冲分选去交错方法.文中分析了受到雷达扫描特性影响时,脉冲到达时间(TOA)测量误差对PRI估计及对脉冲分选去交错的影响,提出了一种对脉冲幅度变化不敏感的TOA测量算法和能够克服PRI误差累积的去交错算法.仿真结果表明,该算法适用于高信号密度环境,性能良好.算法已在DSP平台上实现,具有很好的实时性.     

基于截距分析的改进雷达信号分选算法

常用的雷达分选算法易出现脉冲重复间隔谐波和同部雷达信号脉冲序列断裂的问题,鉴于此提出了一种基于脉冲到达时间拟合直线截距分析的改进雷达信号分选算法。该算法通过对到达时间拟合直线截距的分析,判断出上述2种情况,整合相应脉冲序列,从而得到正确的分选结果。到达时间截距分析算法能增强雷达信号分选算法的鲁棒性,降低算法对搜索容限的依赖,具有良好的工程应用价值。仿真表明,改进的信号分选算法比序列差值直方图算法的分选概率高20%。     

雷达信号分选技术研究

介绍了一种雷达信号分选技术。采用时间和频率双参数进行预分选,使用SDIF算法计算潜在的脉冲重复周期并进行序列搜索,基于序列搜索结果再进行参差、抖动、捷变频信号检测和计算。     

一种基于顺序差值直方图算法的改进雷达信号分选方法

雷达信号分选是现代雷达侦察系统中的重要组成部分。顺序差值(SDIF)直方图算法是一种典型的雷达信号分选算法。该算法基于减法运算,能够对脉冲到达时间实现快速处理,实时性好,然而该算法对抖动信号分选效果不理想。为解决该问题,通过把修正脉冲重复间隔(PRI)变换中交迭PRI箱的思想引入到顺序差值直方图算法中,提出一种改进SDIF算法,研究了该方法对信号在不同抖动上限情况下的分选结果,并与SDIF分选结果相比较。结果表明该方法显著提高了顺序差值直方图对抖动信号的分选能力。     

基于到达时间差直方图的信号分选算法研究

到达时间差(TDOA)直方图分析是电子支援侦察雷达信号主分选的基础;相关信号分选算法的性能与TDOA直方图脉冲重复间隔(PRI)检测门限的设定密切相关。为揭示PRI检测门限与TDOA直方图参数之间的关系,解决传统PRI检测门限依靠经验设定、无法灵活调整的问题,该文从分析TDOA直方图与脉冲序列的统计性质入手,推导了直方图稳定PRI、抖动PRI和参差PRI检测门限的解析表达式,提出了基于TDOA直方图PRI检测的信号分选算法,并通过仿真验证了算法的有效性。     

基于NN准则的IR-UWB合成脉冲多径信道估计方法

针对脉冲超宽带(IR-UWB,impulse radio-ultra wideband)系统现有合成脉冲多径信道估计方法不能解决由ISI带来的脉冲波形失真影响的问题,提出一种基于最近邻居(NN,nearest neighbor)准则的合成脉冲多径信道估计方法.估计出合成脉冲多径信道而后用作相关检测器的模板,通过仿真比较了所提方法与传统平均方法得到的模板对信号的检测性能.结果表明,不存在ISI时,NN估计方法获得和平均方法相似的误码率(BER)性能,存在ISI时,NN估计方法获得的BER性能优于平均方法.     

JTIDS信号阵列高分辨测向仿真

提出了一种对JTIDS信号的高精度测向方法。首先详细分析了JTI DS信号的传输特点,利用Matlab生成的JTIDS信号,然后依据空间谱估计中MUSIC测向算法的 特点,将接收到的JTIDS信号按照脉冲分段,对单个脉冲所携带的数据进行处理,最后通过 仿真得到不同信噪比环境下多个JTIDS信号方位角和俯仰角的估计精度,验证了该方法的有 效性。     

Multi-Parameter Signal Sorting Algorithm Based on Dynamic Distance Clustering

A multi-parameter signal sorting algorithm for interleaved radar pulses in dense emitter environment is presented. The algorithm includes two parts, pulse classification and pulse repetition interval (PRI) analysis. Firstly, we propose the dynamic distance clustering (DDC) for classification. In the clustering algorithm, the multi-dimension features of radar pulse are used for reliable classification. The similarity threshold estimation method in DDC is derived, which contributes to the efficiency of the algorithm. However, DDC has large computation with many signal pulses. Then, in order to sort radar signals in real time, the improved DDC (IDDC) algorithm is proposed. Finally, PRI analysis is adopted to complete the process of sorting. The simulation experiments and hardware implementations show both algorithms are effective.     

High-resolution velocity estimation and range profile analysis of moving target for pulse LFM UWB radar

A high-resolution estimation of velocity and range profile (HREVRP) method is studied to yield both high-resolution radial velocity and range profile of slowly moving target for pulse linear frequency modulation (LFM) ultra-wideband (UWB) radar. Two-dimensional projection discrete Fourier transform (2-DPDFT) is utilized to estimate the velocity. The range profile is then obtained by compensating its motion and spread with this velocity estimate. In addition, a range of the velocities is derived based on velocity ambiguity and corresponding phase restriction. The proposed method does not require any initial velocity estimation and focusing matrices construction. Besides, it has superior performance of velocity estimation compared with conventional techniques, especially at low signal-to-noise ratio (SNR) levels. The simulations validate the effectiveness of the method.     

Multi-Parameter Signal Sorting Algorithm Based on Dynamic Distance Clustering

A multi-parameter signal sorting algorithm for interleaved radar pulses in dense emitter environment is presented. The algorithm includes two parts, pulse classification and pulse repetition interval （PRI） analysis. Firstly, we propose the dynamic distance clustering （DDC） for classification. In the clustering algorithm, the multi-dimension features of radar pulse are used for reliable classification. The similarity threshold estimation method in DDC is derived, which contributes to the efficiency of the algorithm. However, DDC has large computation with many signal pulses. Then, in order to sort radar signals in real time, the improved DDC （IDDC） algorithm is proposed. Finally, PRI analysis is adopted to complete the process of sorting. The simulation experiments and hardware implementations show both algorithms are effective.     

基于时差多参分选的多层感知器网络脉间识别

现代战争中,雷达系统发展迅速。为识别复杂的雷达信号调制模式以及混合体制雷达,该文提出一种基于多站获取脉冲时差参数联合其他脉冲描述字分选的办法,利用多层感知器神经网络得到脉间调制识别结果。该文通过时差参数与其他脉冲描述字去交错解决传统脉冲重复周期估计算法无法对复杂的脉间调制方式进行估计。利用训练好的多层感知器,获取完成去交错后的脉冲序列其特征向量,获得其脉间调制类型识别。通过实验仿真,在脉冲丢失率不高于20%情况下,对复杂脉间调制方式的正确识别概率在90%以上。     

基于脉冲串的雷达信号分选性能评估指标

针对目前基于脉冲的雷达信号分选性能评估指标不够全面且战术性体现不足的问题,本文将分选过程置于电子侦察流程中进行考察,基于去交错结果提炼出更契合战术性的分选性能评估指标。在评估分选性能时,以脉冲串为处理单元,重点关注辐射源的漏检和脉冲串的虚警。此外,考察了分选出子谐波的情况和分选处理流程的时间,又从电子情报质量的角度考察了脉冲重复间隔（Pulse Repetition Interval, PRI）估计和脉冲序列匹配度。仿真实验研究了PRI抖动和脉冲丢失对分选性能评估指标的影响。仿真结果表明,所提评估指标的实验数据与PRI抖动和脉冲丢失率对分选过程的影响机理相互印证,体现了所提指标的合理性。此外,借助评估指标可以对分选过程进行精准分析,所提评估指标的有效性及全面性得到验证。      

地空衰落信道下JTIDS信号信噪比盲估计

针对地空衰落信道下联合战术信息分发系统（JTIDS）信号信噪比的估计问题,提出了一种适用于单脉冲和双脉冲时隙结构JTIDS信号的接收信噪比盲估计方法。首先,利用信道实时最大时延粗估计值确定无符号间干扰的数据区间;其次,基于JTIDS信号脉冲时隙结构中静默时间的保护间隔特性估计噪声功率;最后,根据选定区间数据的自相关函数估计接收信号的信号功率,从而估计出接收链路的信噪比。仿真实验结果表明,取单时隙样本长度时,在巡航、起降两种空中平台状态下,提出估计方法在较宽信噪比范围内具有良好的均方误差估计性能,可满足JTIDS系统的信噪比估计需求。     

AWGN信道IR通信调制参数估计方法研究

以TH-PPM调制方式为例,研究了单用户AWGN信道中冲激无线电(IR)通信调制参数估计方法。定义了"波达时刻差分序列",发现该差分序列具有"能级"结构,分析了不同检波条件下"能级"结构的特点及其与各调制参数的关系,提出了利用聚类分析方法分离"能级",以统计分析方法求取能级参数,利用上述关系进行调制参数估计的新方法。仿真实验表明了方法的有效性与稳健性,当脉冲检波过程中存在高达40%的误检概率(其中漏检概率20%、虚检概率20%)时,该方法仍然获得了较高的估计精度。另外,该方法具有普适性,其基本思想可推广应用于IR通信的其他调制方式,例如TH-BPSK,DS-SS等。