【摘要】：電磁環(huán)境日益復(fù)雜,雷達(dá)輻射源波形多樣化發(fā)展迅速,電子支援系統(tǒng)在輻射源信號(hào)識(shí)別,特定輻射源識(shí)別以及參數(shù)估計(jì)方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此如何為提取能夠反應(yīng)雷達(dá)輻射源信號(hào)的本質(zhì)特征,以提高電子戰(zhàn)場(chǎng)中電子對(duì)抗系統(tǒng)的認(rèn)知能力變得十分重要。本文在傳統(tǒng)輻射源信號(hào)識(shí)別的基礎(chǔ)上,提出了雷達(dá)輻射源DNA(原生屬性)特征的概念,并為了研究信號(hào)及特征之間的派生關(guān)系構(gòu)建了雷達(dá)信號(hào)譜系樹(shù)。這對(duì)提高電子對(duì)抗系統(tǒng)的電磁環(huán)境認(rèn)知能力具有重要的意義。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,利用已有輻射源信號(hào)收發(fā)平臺(tái),對(duì)雷達(dá)信號(hào)波形進(jìn)行了收發(fā)與數(shù)據(jù)處理。通過(guò)對(duì)雷達(dá)信號(hào)波形的多樣性研究,明確了特征提取面臨對(duì)象的復(fù)雜性,并出于通用的原則,設(shè)計(jì)了新的雷達(dá)輻射源波形。其次,提取了脈內(nèi)有意調(diào)制特征,提出了傅里葉-貝塞爾級(jí)數(shù)的無(wú)意調(diào)制特征系統(tǒng)響應(yīng)模型,基于變分模式分解的信號(hào)無(wú)意特征提取方法。使用這些特征,構(gòu)建了雷達(dá)輻射源信號(hào)譜系樹(shù),然后從譜系樹(shù)反推了DNA特征,DNA特征再修正譜系樹(shù)有異議的枝葉。最后,研究了DNA特征及譜系樹(shù)的應(yīng)用�；趯�(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了信號(hào)識(shí)別及譜系樹(shù)節(jié)點(diǎn)定位。定位了已有種類的輻射源信號(hào),也定位了新的輻射源信號(hào)為新的分支,然后驗(yàn)證了無(wú)意調(diào)制特征對(duì)有意特征的輔助作用。信號(hào)恢復(fù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:譜系樹(shù)的輔助對(duì)電子戰(zhàn)場(chǎng)接收機(jī)參數(shù)估計(jì)有積極意義。為了適應(yīng)輻射源數(shù)據(jù)庫(kù)的認(rèn)知化發(fā)展,本文還著重構(gòu)建了名為RadarWaveformNet的輻射源DNA特征庫(kù)。該特征庫(kù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)DNA特征的有效利用,促進(jìn)了雷達(dá)信號(hào)庫(kù)的認(rèn)知化。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN957.51
【圖文】：

根據(jù)以上原則，提取特征包括但不限于：最大強(qiáng)度值數(shù)量(No. of matensity value，NI)；3dB 峰值數(shù)量(No. of 3dB peaks，NP)；角度對(duì)應(yīng)度(angle corresponding to maximum magnitude，AMM)；中值濾波瞬時(shí)布的標(biāo)準(zhǔn)偏差(WMF)；最大譜變化(maximum spectral variations，MSV圖箱數(shù)量(No. of histogram bins，BHB)。組成特征序列如下圖 3-1 所

一段的離散傅里葉變換。其中 λ = 0,1,.., M/ 2( )( )( )( )12 /01Mk k j m MmX x m eMπ λλ == ∑ 階相關(guān)系數(shù)的 DFT。 ) ( ) ( ) ( 1 11 1 2 11 2 1 1 2 2 1 201,L Lk k ki L i Lλ λ X λ i X λ i X λ = = + + ∑ ∑ 1≤ λ，2 1/ 2sλ + λ≤ f，sf 是采樣頻率。0 = /s f N等式 M =（2L1 + 1）N0。雷達(dá)信號(hào)的所有 K 段來(lái)估計(jì)雙譜。解深層特征供更合理，有效和完整的雷達(dá)信號(hào)表達(dá)方式。與單層變換相比，多層變換提取更抽象，更詳細(xì)力。

圖 3-5 同型號(hào)不同序列的兩臺(tái)任意波形發(fā)生器輻射指紋差異示意圖我們提取射頻指紋特征中的本質(zhì)特征用于輻射源分類，將其稱作為 f-DNA雷達(dá)輻射源信號(hào) DNA 表征輻射源所發(fā)射的信號(hào)調(diào)制類型的本質(zhì)屬性；f-DNA 表征輻射源本身硬件引起的本質(zhì)屬性，用于區(qū)分不同輻射源的相同信號(hào)。所以，f-DNA 作為發(fā)射器的本質(zhì)特征，可以輔助 DNA 進(jìn)行信號(hào)識(shí)別，甚至跨過(guò) DN特征，直接對(duì)發(fā)射器進(jìn)行識(shí)別。3.3.1 基于變分模式分解的特征提取經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD, empirical Mode decomposition)常用于信號(hào)本質(zhì)模式的提取，對(duì)噪聲敏感和一定的采樣限制。使用 EMD 的主要缺點(diǎn)是它存在模式混合問(wèn)題[62]。最近，變分模式分解（VMD）被提出用于在時(shí)域和譜域中非遞歸地同時(shí)分解所有模式。VMD 在計(jì)算上很簡(jiǎn)單，并且不會(huì)遇到模式混合問(wèn)題。此外從分解模式中選擇特征可以在提高識(shí)別準(zhǔn)確度方面發(fā)揮重要作用。 因此，為了解決這些問(wèn)題，我們利用變分模式分解，研究者提出了一種完全非遞歸的變分模式分解模型(VMD, vibrational mode decomposition)，其中模式是同時(shí)提取的該模型尋找模式的集合及其各自的中心頻率，使得模式共同再現(xiàn)輸入信號(hào)，而

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