雷达信号细微特征提取方法研究

论文摘要

在现代电磁环境中,信号密度高、时频域重叠、信号调制复杂、参数多变等都给电子侦察带来了很大的难度。常规脉冲参数越来越不能有效描述雷达的本质,雷达信号的细微特征提取成为雷达侦察机的一个重要的任务。本文主要研究复杂电磁环境下的雷达信号细微特征提取方法,主要包括以下几个方面:首先分析了现代雷达对抗的信号环境,介绍了雷达信号的时、频、空、调制域等特征,讨论以上特征对雷达对抗的重要性及特征提取方法,并基于雷达信号特征对现代电磁环境进行了模拟。其次针对非相参信号频率稳定度特征提取,研究了两大类快速高精度的频率估计方法:1)基于FFT频谱校正的频率估计方法;2)基于相位差分的频率估计方法。给出了一种基于解卷叠的相位差分频率估计方法,降低了归一化频率绝对值较大信号的信噪比(SNR)阈值。针对雷达位置估计中需要的高精度多普勒频率差,研究了相参信号频率估计的理论界及估计方法,采用ULP方法利用信号的相参性提高了频率估计的精度。最后研究了雷达信号脉内特征提取方法,分析了几种常用的脉内特征提取方法,总结了各种方法的优缺点及适用范围。基于不同调制类型信号的频谱形状不同,给出了一种利用离散余弦变换(DCT)去相关实现信号调制特征提取的方法;给出了一种基于高阶相位差分瞬时测频的脉内调制识别方法,该方法能够首先识别出电磁环境中存在最多的脉内无调制(CON)信号,具有计算量小的特点,并能够实现脉内调制参数提取;在分析了几种脉内特征分析方法的基础上,给出了一种适合复杂电磁环境的综合脉内特征分析方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 雷达信号细微特征提取的现状和发展趋势
• 1.3 本文内容介绍和章节安排
• 第二章 雷达信号特征概述
• 2.1 时域参数
• 2.2 频域参数
• 2.3 空域参数
• 2.4 脉内调制特征
• 2.5 脉冲幅度参数
• 2.6 雷达信号环境仿真
• 2.7 小结
• 第三章 正弦信号频率的快速高精度估计
• 3.1 正弦信号模型及频率估计的CRB
• 3.2 离散频谱的幅度校正法
• 3.2.1 双线性幅度法原理
• 3.2.2 双线性幅度法仿真分析
• 3.2.3 迭代双线性幅度法原理
• 3.2.4 迭代双线性幅度法仿真分析
• 3.3 离散频谱的相位校正法
• 3.3.1 相位校正法原理
• 3.3.2 仿真分析
• 3.4 基于解卷叠的相位差分频率估计方法
• 3.4.1 Kay 法原理及估计方差
• 3.4.2 相位解卷叠
• 3.4.3 仿真分析
• 3.5 UK 和ULP 算法
• 3.5.1 UK 和ULP 原理
• 3.5.2 仿真分析
• 3.6 相参信号频率估计
• 3.6.1 相参信号模型及频率估计的CRB
• 3.6.2 基于ULP 的相参信号频率估计的方差
• 3.6.3 仿真分析
• 3.7 小结
• 第四章 脉内调制特征分析
• 4.1 信号模型
• 4.2 瞬时自相关特征提取算法
• 4.2.1 算法原理
• 4.2.2 仿真分析
• 4.3 基于带宽比的脉内调制特征提取算法
• 4.3.1 算法原理
• 4.3.2 仿真分析
• 4.4 基于DCT 变换的脉内调制特征提取
• 4.4.1 算法原理
• 4.4.2 仿真分析
• 4.5 基于高阶相位差分瞬时测频的脉内调制特征提取
• 4.5.1 算法原理
• 4.5.2 调制识别
• 4.5.3 仿真分析
• 4.6 复杂电磁环境下的综合脉内特征分析
• 4.6.1 短时Fourier 变换
• 4.6.2 谱相关理论
• 4.6.3 分数阶Fourier 变换
• 4.6.4 综合脉内特征分析
• 4.7 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 撰写的学术论文和参与的项目