脈沖體制輻射源無意調(diào)制特征分析及個體識別
發(fā)布時間:2022-02-05 03:33
在現(xiàn)代電子戰(zhàn)中,為了準確做出戰(zhàn)略判斷和戰(zhàn)術(shù)決策,就必須獲取準確的戰(zhàn)場信息,這就對輻射源識別提出了明確的需求。輻射源識別能夠提供電磁目標的體制類型、波段和調(diào)制方式等基本信息,但是無法解決對同類型輻射源不同個體的區(qū)分問題,甚至無法識別啟用戰(zhàn)時參數(shù)的輻射源,目前輻射源識別技術(shù)已無法滿足日益精細化的識別需求;诖,本文結(jié)合實際項目需求,從理論分析、半實物實驗和實測數(shù)據(jù)驗證出發(fā),建立一種全新的輻射源個體識別框架,并對脈沖體制輻射源無意調(diào)制特征分析及個體識別技術(shù)展開系統(tǒng)性研究,具體研究內(nèi)容包括以下四個部分:(1)針對輻射源個體識別中存在的多個個體脈沖信號疊加問題,對所構(gòu)成的多分量脈沖信號時頻特性進行分析,獲取各個脈沖信號的時頻信息,為后續(xù)特征提取與增強奠定基礎(chǔ)。首先,結(jié)合實際脈沖信號的特點,對多分量脈沖信號進行建模,為后續(xù)多分量信號分析與特征提取提供輸入。然后,針對多分量信號時頻信息交叉干擾、模糊問題,對基于自適應(yīng)分數(shù)階譜圖法的瞬時頻率估計算法展開研究,準確獲取各個分量的時頻信息,為后文脈間頻率漂移特征提取與特征提取增強提供支撐。最后,針對一維時間序列表征個體能力有限的問題,利用經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解算法...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:163 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
半實物信
第1章緒論-19-的采樣率和信號頻率范圍為仿真信號源和半實物信號源參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。1.3.3實驗系統(tǒng)搭建本文的研究開展按照如圖1-4所示實驗系統(tǒng)與方案進行,主要分為三個階段:第一階段,主要完成算法研究與軟件設(shè)計,并完成對信號理論模型、算法有效性等的驗證,該階段以仿真信號源為主;第二階段,在算法驗證通過的基礎(chǔ)上,實施半實物數(shù)據(jù)采集與算法驗證,該過程采取實驗室信號源和雷達模擬器信號對信號源無意調(diào)制建模和特征提取算法進行驗證;第三階段,半實物數(shù)據(jù)驗證通過后,實施真實數(shù)據(jù)的算法驗證。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖1-5所示。仿真信號建模與仿真實驗室信號采集實測數(shù)據(jù)脈內(nèi)無意調(diào)制特征提取脈間無意調(diào)制特征提取目標識別雷達模擬器信號采集信號源建立信號截獲與預(yù)處理特征提取與目標識別信號源參數(shù)設(shè)定并輸入多分量信號分析信號分波段、脈沖分選階段一:算法研究與軟件設(shè)計階段二:半實物階段三:真實數(shù)據(jù)圖1-4實驗系統(tǒng)與方案Fig.1-4TheexperimentalsystemandprogramPCIe/……圖1-5信號采集系統(tǒng)Fig.1-5Signalacquisitionsystem如圖1-5所示本文研究開展過程中半實物和實驗室信號源數(shù)據(jù)采集實驗所
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-26-該實驗為純算法驗證實驗,不采用如表1-5所示仿真參數(shù)。實驗信號參數(shù)設(shè)置:所有參數(shù)都歸一化到采樣率fs;s11(t)的初始頻率和終止頻率分別為0.05和0.11,s12(t)為0.1和0.2,s13(t)為0.4和0.16,該三個信號均為LFM信號,調(diào)頻周期與脈沖寬度均為128點,它們的初始相位φ均不影響實驗結(jié)果;s2(t)為正弦調(diào)頻信號,最低頻率和最高頻率分別為0.22和0.42,正弦調(diào)頻周期和脈沖寬度一致,同為128點,初始相位φ亦不影響實驗結(jié)果。信號未加噪聲,實驗結(jié)果如圖2-2所示。圖2-2多分量信號的短時傅里葉譜Fig.2-2TheSTFTspectrumofamulti-componentsignal由實驗結(jié)果可以看出,在沒有噪聲、其他信號干擾的情況下,多分量信號分量之間就會存在相互干擾,進而使得TFD模糊,無法完全區(qū)分出各個成分信號。特別是信號時頻線交叉或接近的地方,模糊現(xiàn)象嚴重。比如圖中區(qū)域A所示,時頻線交叉,形成模糊區(qū)域,無法判斷信號分量的時頻走勢;圖中區(qū)域B隱約出現(xiàn)了“新”的信號成分,會給信號成分分析帶來誤判;圖中區(qū)域C和D則出現(xiàn)時頻線接近的兩信號“粘連”的情況,會給信號提取過程帶來不確定性信號走勢,導(dǎo)致信號分量判斷失誤。因此,有必要對多分量信號分析理論展開研究。本章擬針對上述問題展開研究,重點解決信號瞬時頻率估計和時頻線提娶信號抗混疊等問題。為后續(xù)信號特征提娶成分分離等技術(shù)提供支撐。2.3基于自適應(yīng)分數(shù)階譜圖法的多分量瞬時頻率估計2.3.1時頻分布理論研究現(xiàn)行主要的時頻分布理論的關(guān)系可以總結(jié)為如圖2-3所示框圖[115]。本文所研究的時頻分析理論主要集中在希爾伯特-黃變換(Hilbert-HuangTransform,641280.51ABCD
【參考文獻】:
期刊論文
[1]8-Weighted-Type Fractional Fourier Transform Based Three-Branch Transmission Method[J]. Jing Li,Xuejun Sha,Xiaojie Fang,Lin Mei. 中國通信. 2018(09)
[2]多核融合框架下的雷達輻射源個體識別[J]. 史亞,姬紅兵,朱明哲,王磊. 電子與信息學(xué)報. 2014(10)
[3]多分量雷達輻射源信號的檢測與分離[J]. 劉勇,張國毅,齊興龍,田潤瀾. 航天電子對抗. 2014(03)
[4]多分量LFM信號在分數(shù)階Fourier域的參數(shù)估計與分離[J]. 劉寶華,李運華,龐洪忠. 中國科技論文. 2013(04)
[5]美國電子偵察衛(wèi)星發(fā)展概述[J]. 范永輝,郭鳳宇. 科技信息. 2012(33)
[6]基于多集典型相關(guān)分析的雷達輻射源指紋識別[J]. 王磊,史亞,姬紅兵. 西安電子科技大學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[7]改進的EMD及其在風(fēng)電功率預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 王鵬,陳國初,徐余法,俞金壽. 控制工程. 2011(04)
[8]基于線性正則變換與短時傅里葉變換聯(lián)合的時頻分析方法[J]. 向強,秦開宇. 電子學(xué)報. 2011(07)
[9]FM interference suppression for PRC-CW radar based on adaptive STFT and time-varying filtering[J]. Zhao Zhaoand Xiangquan Shi School of Electronic Engineering and Optoelectric Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,P.R.China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010(02)
[10]經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解中的包絡(luò)線擬合算法仿真分析[J]. 張之猛,劉晨晨,劉伯勝,田寶晶. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(23)
博士論文
[1]基于信號指紋的通信輻射源個體識別技術(shù)研究[D]. 徐書華.華中科技大學(xué) 2007
[2]雷達輻射源識別技術(shù)研究[D]. 張國柱.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]雷達輻射源脈內(nèi)無意調(diào)制特征提取及識別[D]. 張姣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]輻射源指紋識別與細微特征提取方法研究[D]. 任黎麗.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]雷達輻射源信號無意調(diào)制研究[D]. 田波.西南交通大學(xué) 2010
本文編號:3614481
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁數(shù)】:163 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
半實物信
第1章緒論-19-的采樣率和信號頻率范圍為仿真信號源和半實物信號源參數(shù)設(shè)置提供依據(jù)。1.3.3實驗系統(tǒng)搭建本文的研究開展按照如圖1-4所示實驗系統(tǒng)與方案進行,主要分為三個階段:第一階段,主要完成算法研究與軟件設(shè)計,并完成對信號理論模型、算法有效性等的驗證,該階段以仿真信號源為主;第二階段,在算法驗證通過的基礎(chǔ)上,實施半實物數(shù)據(jù)采集與算法驗證,該過程采取實驗室信號源和雷達模擬器信號對信號源無意調(diào)制建模和特征提取算法進行驗證;第三階段,半實物數(shù)據(jù)驗證通過后,實施真實數(shù)據(jù)的算法驗證。其中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如圖1-5所示。仿真信號建模與仿真實驗室信號采集實測數(shù)據(jù)脈內(nèi)無意調(diào)制特征提取脈間無意調(diào)制特征提取目標識別雷達模擬器信號采集信號源建立信號截獲與預(yù)處理特征提取與目標識別信號源參數(shù)設(shè)定并輸入多分量信號分析信號分波段、脈沖分選階段一:算法研究與軟件設(shè)計階段二:半實物階段三:真實數(shù)據(jù)圖1-4實驗系統(tǒng)與方案Fig.1-4TheexperimentalsystemandprogramPCIe/……圖1-5信號采集系統(tǒng)Fig.1-5Signalacquisitionsystem如圖1-5所示本文研究開展過程中半實物和實驗室信號源數(shù)據(jù)采集實驗所
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文-26-該實驗為純算法驗證實驗,不采用如表1-5所示仿真參數(shù)。實驗信號參數(shù)設(shè)置:所有參數(shù)都歸一化到采樣率fs;s11(t)的初始頻率和終止頻率分別為0.05和0.11,s12(t)為0.1和0.2,s13(t)為0.4和0.16,該三個信號均為LFM信號,調(diào)頻周期與脈沖寬度均為128點,它們的初始相位φ均不影響實驗結(jié)果;s2(t)為正弦調(diào)頻信號,最低頻率和最高頻率分別為0.22和0.42,正弦調(diào)頻周期和脈沖寬度一致,同為128點,初始相位φ亦不影響實驗結(jié)果。信號未加噪聲,實驗結(jié)果如圖2-2所示。圖2-2多分量信號的短時傅里葉譜Fig.2-2TheSTFTspectrumofamulti-componentsignal由實驗結(jié)果可以看出,在沒有噪聲、其他信號干擾的情況下,多分量信號分量之間就會存在相互干擾,進而使得TFD模糊,無法完全區(qū)分出各個成分信號。特別是信號時頻線交叉或接近的地方,模糊現(xiàn)象嚴重。比如圖中區(qū)域A所示,時頻線交叉,形成模糊區(qū)域,無法判斷信號分量的時頻走勢;圖中區(qū)域B隱約出現(xiàn)了“新”的信號成分,會給信號成分分析帶來誤判;圖中區(qū)域C和D則出現(xiàn)時頻線接近的兩信號“粘連”的情況,會給信號提取過程帶來不確定性信號走勢,導(dǎo)致信號分量判斷失誤。因此,有必要對多分量信號分析理論展開研究。本章擬針對上述問題展開研究,重點解決信號瞬時頻率估計和時頻線提娶信號抗混疊等問題。為后續(xù)信號特征提娶成分分離等技術(shù)提供支撐。2.3基于自適應(yīng)分數(shù)階譜圖法的多分量瞬時頻率估計2.3.1時頻分布理論研究現(xiàn)行主要的時頻分布理論的關(guān)系可以總結(jié)為如圖2-3所示框圖[115]。本文所研究的時頻分析理論主要集中在希爾伯特-黃變換(Hilbert-HuangTransform,641280.51ABCD
【參考文獻】:
期刊論文
[1]8-Weighted-Type Fractional Fourier Transform Based Three-Branch Transmission Method[J]. Jing Li,Xuejun Sha,Xiaojie Fang,Lin Mei. 中國通信. 2018(09)
[2]多核融合框架下的雷達輻射源個體識別[J]. 史亞,姬紅兵,朱明哲,王磊. 電子與信息學(xué)報. 2014(10)
[3]多分量雷達輻射源信號的檢測與分離[J]. 劉勇,張國毅,齊興龍,田潤瀾. 航天電子對抗. 2014(03)
[4]多分量LFM信號在分數(shù)階Fourier域的參數(shù)估計與分離[J]. 劉寶華,李運華,龐洪忠. 中國科技論文. 2013(04)
[5]美國電子偵察衛(wèi)星發(fā)展概述[J]. 范永輝,郭鳳宇. 科技信息. 2012(33)
[6]基于多集典型相關(guān)分析的雷達輻射源指紋識別[J]. 王磊,史亞,姬紅兵. 西安電子科技大學(xué)學(xué)報. 2013(02)
[7]改進的EMD及其在風(fēng)電功率預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 王鵬,陳國初,徐余法,俞金壽. 控制工程. 2011(04)
[8]基于線性正則變換與短時傅里葉變換聯(lián)合的時頻分析方法[J]. 向強,秦開宇. 電子學(xué)報. 2011(07)
[9]FM interference suppression for PRC-CW radar based on adaptive STFT and time-varying filtering[J]. Zhao Zhaoand Xiangquan Shi School of Electronic Engineering and Optoelectric Technology,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,P.R.China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010(02)
[10]經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解中的包絡(luò)線擬合算法仿真分析[J]. 張之猛,劉晨晨,劉伯勝,田寶晶. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2009(23)
博士論文
[1]基于信號指紋的通信輻射源個體識別技術(shù)研究[D]. 徐書華.華中科技大學(xué) 2007
[2]雷達輻射源識別技術(shù)研究[D]. 張國柱.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005
碩士論文
[1]雷達輻射源脈內(nèi)無意調(diào)制特征提取及識別[D]. 張姣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]輻射源指紋識別與細微特征提取方法研究[D]. 任黎麗.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]雷達輻射源信號無意調(diào)制研究[D]. 田波.西南交通大學(xué) 2010
本文編號:3614481
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