【摘要】：電磁環(huán)境日益復雜,雷達輻射源波形多樣化發(fā)展迅速,電子支援系統(tǒng)在輻射源信號識別,特定輻射源識別以及參數(shù)估計方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此如何為提取能夠反應雷達輻射源信號的本質(zhì)特征,以提高電子戰(zhàn)場中電子對抗系統(tǒng)的認知能力變得十分重要。本文在傳統(tǒng)輻射源信號識別的基礎上,提出了雷達輻射源DNA(原生屬性)特征的概念,并為了研究信號及特征之間的派生關系構(gòu)建了雷達信號譜系樹。這對提高電子對抗系統(tǒng)的電磁環(huán)境認知能力具有重要的意義。具體研究內(nèi)容如下:首先,利用已有輻射源信號收發(fā)平臺,對雷達信號波形進行了收發(fā)與數(shù)據(jù)處理。通過對雷達信號波形的多樣性研究,明確了特征提取面臨對象的復雜性,并出于通用的原則,設計了新的雷達輻射源波形。其次,提取了脈內(nèi)有意調(diào)制特征,提出了傅里葉-貝塞爾級數(shù)的無意調(diào)制特征系統(tǒng)響應模型,基于變分模式分解的信號無意特征提取方法。使用這些特征,構(gòu)建了雷達輻射源信號譜系樹,然后從譜系樹反推了DNA特征,DNA特征再修正譜系樹有異議的枝葉。最后,研究了DNA特征及譜系樹的應用�；趯崪y數(shù)據(jù)進行了信號識別及譜系樹節(jié)點定位。定位了已有種類的輻射源信號,也定位了新的輻射源信號為新的分支,然后驗證了無意調(diào)制特征對有意特征的輔助作用。信號恢復的實驗結(jié)果表明:譜系樹的輔助對電子戰(zhàn)場接收機參數(shù)估計有積極意義。為了適應輻射源數(shù)據(jù)庫的認知化發(fā)展,本文還著重構(gòu)建了名為RadarWaveformNet的輻射源DNA特征庫。該特征庫能夠?qū)崿F(xiàn)對DNA特征的有效利用,促進了雷達信號庫的認知化。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.51
【圖文】：

根據(jù)以上原則，提取特征包括但不限于：最大強度值數(shù)量(No. of matensity value，NI)；3dB 峰值數(shù)量(No. of 3dB peaks，NP)；角度對應度(angle corresponding to maximum magnitude，AMM)；中值濾波瞬時布的標準偏差(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。雷達信號的所有 K 段來估計雙譜。解深層特征供更合理，有效和完整的雷達信號表達方式。與單層變換相比，多層變換提取更抽象，更詳細力。

圖 3-5 同型號不同序列的兩臺任意波形發(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雷達輻射源信號 DNA 表征輻射源所發(fā)射的信號調(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。所以，f-DNA 作為發(fā)射器的本質(zhì)特征，可以輔助 DNA 進行信號識別，甚至跨過 DN特征，直接對發(fā)射器進行識別。3.3.1 基于變分模式分解的特征提取經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD, empirical Mode decomposition)常用于信號本質(zhì)模式的提取，對噪聲敏感和一定的采樣限制。使用 EMD 的主要缺點是它存在模式混合問題[62]。最近，變分模式分解（VMD）被提出用于在時域和譜域中非遞歸地同時分解所有模式。VMD 在計算上很簡單，并且不會遇到模式混合問題。此外從分解模式中選擇特征可以在提高識別準確度方面發(fā)揮重要作用。 因此，為了解決這些問題，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，而

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