雷达辐射源数据再分选算法研究

复杂电磁环境下的雷达信号全脉冲分选会出现大量的增批问题,而且不能对特殊体制雷达进行有效分选。根据机载雷达侦察的具体情况及存在问题,提出了一种辐射源再分选算法,该法利用分选后的数据,通过两次聚类实现再分选,解决了侦察过程中的增批问题。仿真和试验证明该方法能够提高信号的分选能力,对特殊体制雷达有较好的分选效果。     

一种自适应容差的雷达信号分选聚类算法

雷达信号分选的目的就是从交错的、密集复杂的脉冲信号流中提取出同一辐射源的脉冲序列。战场环境中信号流的密集性,信号形式的复杂性,给信号分选带来了严重的挑战。面对如此复杂的信号环境,传统的基于直方图统计的雷达信号分选算法的分选结果可信度越来越差。在聚类雷达信号分选算法的基础之上提出了一种自适应容差的雷达信号聚类算法,克服了传统的雷达信号聚类分选算法中容差选择困难的问题。仿真结果表明该方法能够准确地分选出各个辐射源的脉冲序列。     

基于脉冲相位线性度的雷达辐射源信号分选

为解决信号分选中出现的“漏批”问题,提高信号分选准确率,提出了一种基于脉冲相位线性度的雷达辐射源信号分选新方法.对脉冲相位线性度的检测过程进行推导,并通过仿真实验对推导结果加以验证.提取分选特征参数,给出了信号分选算法的步骤,并进行分选仿真分析.仿真实验表明,本方法可以在较低输入信噪比下实现高效准确的雷达辐射源信号分选,在电子情报侦察系统上有着广阔的应用前景.     

一种改进的动态关联信号分选算法

在基于脉冲制外辐射源的无源相干雷达系统中,直达波通道信号通常需要信号分选后才能与目标回波信号进行相参信号处理。为了从直达波通道互相交叠的信号中分选出特定辐射源的信号,提出了改进的动态关联信号分选算法。该算法在对实测信号特点分析后,指出利用脉冲重复频率和相邻脉冲幅度比这两个参数进行实测信号分选。信号分选结果表明:该算法能够完整分选出辐射源主瓣信号,也可以保证一定的辐射源副瓣信号分选成功率;同时动态设置脉冲重复频率容限亦可以完成参差重频、抖动重频等信号的分选工作。     

信号分选仿真平台设计与实现

针对当前信号分选理论成果较少应用于实践的问题,采用Matlab中图形用户界面(GUI)设计实现了信号分选仿真平台。应用雷达辐射源信号可能采用的调制样式和调制参数进行仿真,结果表明:所设计的仿真平台通过模拟信号产生、特征参数计算、信号分选,可以得到直观的信号分选结果,且能模拟硬件方案中信号分选流程,使仿真平台能更有效地应用于研究雷达辐射源信号分选的过程以及同时获取各分选算法的分选效果,为信号分选技术和信号处理技术的研究提供平台。     

复杂体制雷达信号预分选的方法

复杂体制雷达信号的全脉冲参数变化类型多样、参数交叠严重,使得利用全脉冲参数分选方法的正确率严重下降,但是其信号脉内特征参数相对稳定。在复杂体制雷达信号预分选的过程中,针对增批现象和正确率不高的问题,提出一种通过提取信号的脉内特征参数相像系数,联合较为稳定的脉间参数,利用改进的支持向量聚类算法,对复杂体制雷达信号进行预分选的方法。仿真结果表明,在对复杂体制雷达信号进行预分选时,所提方法有效地解决了信号增批问题,并提高了分选正确率。     

基于改进相像系数和奇异谱熵的雷达信号分选

脉内特征提取是新体制雷达辐射源信号分选的关键问题,文中针对现有方法分选准确率不高和对噪声敏感的问题,提出了一种基于高次频谱相像系数和频域奇异谱熵特征的分选新方法,实现了低信噪比下雷达辐射源信号的高准确率分选。对接收到的信号提取高次频谱相像系数特征以及奇异谱熵特征,并将两者作为分选的联合特征向量,运用K means聚类算法实现对不同调制方式的雷达辐射源信号的分选。仿真结果表明：改进后提取的信号特征类间的分离度大且受噪声影响程度小,在信噪比为-2 dB的情况下,该算法的总体平均分选准确率在85％左右,不同调制类型信号间的分选准确率最低为80％。与现有方法相比,文中提出的算法具有更好的信号识别效果。     

基于波形相似性度量的雷达辐射源分选方法研究北大核心CSCD

针对基于提取雷达参数特征的分选方法中存在的特征提取困难、受噪声影响大以及对波形变化敏感等问题,依据相似性度量理论,文中提出了一种基于波形相似度测量的雷达辐射源分选方法。在完成对已有相似性度量算法研究的基础上,采用将夹角余弦算法、平均绝对差算法、动态滑动窗口算法相结合的方法,分别从雷达波形的整体和局部测量波形的相似度,实现雷达辐射源信号的配对分选。仿真结果表明,该方法能够克服传统分选方法的缺陷,相比基于信号互相关的分选算法,有效提高辐射源信号分选的准确率,对先验知识的依赖性不强,具有一定的抗噪能力。     

雷达辐射源信号描述及分选算法的共性特征

从算法结构特征的角度,将雷达辐射源信号分选问题划分成信号描述的形式化和信号分选算法的结构特征两个子问题进行分析,并以信号描述的形式化为基础,给出了一种分选算法的共性结构模型,提出了该模型下分选算法共同具有的“加性”特征,讨论了该特征在理论和应用上的意义。     

独立分量分析在雷达辐射源信号分选上的应用

在当代电子战密集复杂的电磁环境下,对未知雷达辐射源信号分选作为对抗技术领域的一个重要环节面临了新的挑战.传统的雷达辐射源信号分选往往是基于脉冲描述字(PDW)等参数对雷达进行分选,在复杂的电磁环境下参数误差严重影响了雷达信号的分选效果.在对独立分量分析理论的研究的基础上,将基于四阶累积量的特征矩阵联合近似对角化(JADE)算法应用于连续波雷达信号和随机参数脉冲雷达信号分选,可以有效地分选出不同调制方式的雷达信号,为雷达辐射源信号分选提供了一个新思路.     

舰载ESM多径增批信号识别研究

多径信号是导致“增批”现象的主要原因之一，受海面反射影响，舰载雷达侦察设备（ESM）更容易接收到多径信号，多径增批信号给信号识别带来了干扰，如果能够从接收信号中挑选出多径增批信号，不仅可以减少信号识别干扰，还可以利用多径增批信号获取目标更多的信息。为了正确识别多径增批信号，选择脉冲初始相位这个脉内指纹特征进行研究，构造了解析信号，利用希尔伯特变换求解解析信号虚部，由解析信号计算脉冲瞬时相位，通过搜索计算疑似多径脉冲配对之间的相位差来识别多径增批信号。仿真实验验证了方法的有效性。     

基于相位赋形的方向调制信号综合方法研究

方向调制技术采用多天射阵列在天线端综合出具有方向特性的数字调制信号,是近年来物理层安全通信领域研究的热点之一。现有方向调制信号综合算法主要基于遗传算法和矢量法,但由于不同文献研究的通信系统模型不同,基于这两种算法的方向调制信号应用都具有一定的局限性。该文从窃听接收机所在的非期望方位接收方向调制信号星座点之间的相对相位关系产生畸变这一方向调制信号物理层安全本质出发,提出一种基于相位赋形的方向调制信号综合算法。首先根据不同的通信模型建立期望的相位波束空间覆盖函数,然后对期望的赋形相位波束采用空间傅里叶变换得到发射阵列的加权值。仿真结果表明该文提出的方向调制信号综合算法适用于笔形相位波束单用户信道、扇形相位波束的广播信道和多用户正交信道等不同的通信应用场景,为方向调制信号在不同通信场景中的应用提供技术支撑。     

基于周期模糊函数理论的信噪比估计

周期模糊函数表示周期调制连续波信号的时延-频偏平面的相关,不同的信号具有不同的周期模糊函数。针对雷达中频信号的信噪比估计,提出了基于周期模糊函数理论的信噪比估计方法。根据信号和噪声在周期模糊函数中的不同位置具有不同的表现特征,推导了在高斯白噪声背景下基于周期模糊函数的信噪比估计公式,给出了实现算法,同时和其他信噪比估计算法进行了对比仿真分析。结果表明,基于周期模糊函数的信噪比估计方法,特别是对低信噪比情况下,估计精度高,算法简单,易于工程实现。     

Effects of baseband predistortion at the transmitter on the performance of a DEQPSK satellite modem

The paper presents the results of an extensive series of computer-simulation tests to determine the effects of bandlimiting, nonlinear distortion with and without predistortion, and adjacent channel interference (ACI), on the tolerance to additive white Gaussian noise of a digital satellite modem. The modem transmits a differentially encoded quaternary phase-shift keyed (DEQPSK) signal over a satellite link, where the high-power amplifier (HPA) at the earth-station transmitter may introduce AM—AM and AM—PM conversion effects into the DEQPSK signal, but the satellite transponder is linear. Four different bandwidths of the transmitted signal are tested, together with three different levels of output back-off in the HPA at the transmitter. The predistorter operates on the baseband signal at the input to the modulator in the transmitter and assumes a prior knowledge of the HPA characteristics. ACI can be introduced into the transmitted DEQPSK signal by the corresponding DEQPSK signals, which occupy the two immediately adjacent frequency bands. The latter signals are assumed to have the same transmission rate and bandwidths as the first signal. Various combinations of the different distortion and interference effects are studied, using an equivalent baseband model of the transmission system, and the arrangements selected are those achieving the most efficient use of bandwidth together with the best tolerance to additive white Gaussian noise. A surprisingly good performance is achieved.     

时钟抖动对射频脉宽调制性能的影响分析

在全数字发信机系统中,射频脉宽调制(RF-PWM)将基带调制信号的幅度与相位信息编码为输出脉冲的宽度和位置。由于数字信号处理器件的非理想特性,其时钟信号的上升沿和下降沿存在抖动误差,影响RF-PWM的输出信号质量。基于3种RF-PWM实现方案,本文通过公式推导确定了时钟抖动引入的非线性失真项,并给出了时钟抖动影响下不同方案输出脉冲信号底噪的数学解析式。最后利用Matlab软件,对不同方案在时钟抖动条件下的基波、奇次谐波和底噪进行仿真验证,结果证明理论推导正确;同时对信号的矢量幅度误差(EVM)和邻信道功率比(ACPR)进行仿真,分析出时钟抖动对信号带内外性能的影响。结果表明,时钟抖动引入的非线性失真主要体现为底噪的抬高;不同RF-PWM实现方案时钟抖动的影响特性各有不同,其中五电平方案对时钟抖动影响具有抑制效果,且随时间分辨力的增大而增大。     

基于AR模型的小波变换在脑电信号消噪中的应用

提出了基于自回归模型(ARM)与小波变换的脑电信号分析方法,并利用他来消除脑电信号中的噪声干扰。小波变换是一种多分辨率的时间尺度分析方法,他能够将信号划分为不同频段的子带信号。根据小波变换的这一特性,对采样获得的脑电信号进行各尺度分解及消噪分析,并给出了各尺度分解结果及消噪结果。利用小波变换能有效去除脑电信号中的噪声干扰。     

基于匹配追踪的弯折离散傅里叶变换

传统WDFT利用全通弯折函数AWF（AU—pass WarpingFunction）将单位圆上均匀分布的采样点,变换成非均匀分布的采样点。然而,这种计算方式会导致不同信号分量的延迟不同。本文基于匹配追踪的信号表示思想,提出了一种新的弯折傅里叶变换方法,实验结果表明,在原子个数大于信号长度情况下,该方法获得了较传统WDFT较好的弯折频谱表示性能。基于该方法表示的弯折离散傅里叶变换更适合于语音信号处理。     

基于偏振调制器并联产生16倍频毫米波的研究

针对高倍频毫米波的产生问题,文章提出了一种基于4个偏振调制器并联产生16倍频毫米波的方案,利用相关光边带极性的不同,使合成光信号中只保留载波和8n阶边带。经过适当选取调制指数值和光电探测器拍频后,获得16倍频毫米波信号。文章理论分析了产生16倍频毫米波信号的原理,推导出方案所产生的±8阶光边带信号的光边带抑制比为61.72 dB,16倍频毫米波信号的射频杂散抑制比为55.70 dB。仿真实验获得的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别为60和53 dB。同时分析了射频信号相位偏移及调制指数对抑制比的影响。实验结果与理论分析吻合,验证了所提方案的可行性。     

基于随机采样法的光生混沌雷达信号周期性减弱研究

激光器产生混沌信号时,由于腔长原因使产生的信号具有周期性,若将该信号应用于雷达系统,易被识别与攻破。针对上述问题,文中提出采用随机采样法对原始混沌序列进行不等间隔随机采样,讨论分析了采样前后混沌的自相关和功率谱性能,结果显示采样后混沌信号自相关及功率谱的周期性均明显减弱并逐步消除。搭建基于光生混沌的调频雷达信号模型,理论推导分析了信号的频谱和模糊函数。结果表明,混沌自相关的旁瓣较原始混沌序列明显降低,功率谱也更加平坦,可获得sinc函数频谱和图钉状的模糊函数,该信号可以应用于雷达探测系统。