雷達信號指紋特征提取及輻射源個體識別
發(fā)布時間:2020-12-26 23:32
雷達輻射源個體識別是電磁頻譜戰(zhàn)中的重要內(nèi)容,在戰(zhàn)場中對電磁頻譜的控制起著極為重要的作用。如何從雷達信號中提取出穩(wěn)定和有效的雷達信號指紋特征,是當前雷達輻射源個體識別研究的重點。本文的主要研究內(nèi)容如下:1,本文分別從相位噪聲角度和功率放大器的非線性模型角度來構(gòu)建雷達輻射源個體模型。以線性調(diào)頻信號和二相編碼信號為例,分別根據(jù)雷達輻射源個體攜帶相位噪聲的不同和雷達輻射源個體功率放大器非線性失真的不同來仿真出多個雷達輻射個體,用于本文后續(xù)分析。2,鑒于高階譜能更好的表征信號信息,本文提出了基于雙譜的雷達信號指紋特征提取方法,提取出信號峰度、雙譜波形熵、雙譜零切片盒維數(shù)、雙譜對角切片積分均值、雙譜奇異值熵、雙譜最大譜峰峰度、雙譜能量熵共七個特征值作為雷達信號指紋特征向量,然后利用XGBoost分類算法來完成對雷達輻射源個體的識別。仿真實驗表明本文提出的方法能提高對雷達輻射源的個體識別效果。3,鑒于信號時頻特征圖的維數(shù)過高不利于直接進行信號指紋特征提取。本文基于雷達信號的兩種時頻域變換進行信號指紋特征的二次提取,構(gòu)成指紋特征向量后來對雷達輻射源個體進行識別。從雷達信號的希爾伯特黃變換得到的邊際譜中...
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
本文構(gòu)建的雷達輻射源個體識別流程圖
電子科技大學碩士學位論文8第二章雷達輻射源個體識別理論基礎2.1引言雷達發(fā)射機是雷達設備的重要組成部分,可以用來發(fā)射雷達信號。雷達發(fā)射機內(nèi)部元器件的非理想性和發(fā)射機結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣是影響雷達信號指紋特征產(chǎn)生的主要原因。因此本章首先對兩種雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)特性進行了介紹,分析了兩種雷達發(fā)射機結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。接著介紹了雷達輻射源調(diào)制信號的相關概念。并分析了信號的有意調(diào)制類型和無意調(diào)制類型,對信號無意調(diào)制類型產(chǎn)生的原因進行了分析。分析了信號相位噪聲的產(chǎn)生原因,并對功率放大器的三種數(shù)學模型進行了分析和比較。為后文研究提供了理論基矗2.2雷達發(fā)射機結(jié)構(gòu)介紹雷達發(fā)射機是雷達系統(tǒng)的重要組成部分。雷達發(fā)射機在雷達系統(tǒng)中的作用是產(chǎn)生無線電信號。無線電先經(jīng)過雷達系統(tǒng)內(nèi)的饋線和收發(fā)開關器件,最后通過雷達天線完成雷達信號的整個發(fā)射過程。下面對常用的兩種雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)進行介紹和分析。單級震蕩式[36]雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)組成部分不多,較為簡單,如圖2-1所示。雷達系統(tǒng)產(chǎn)生的定時信號先通過雷達發(fā)射機內(nèi)部的脈沖調(diào)制器。大功率射頻振蕩器可以對調(diào)制后的雷達信號進行放大處理,放大之后的雷達信號可以由雷達發(fā)射機中的天線發(fā)射出去。圖2-1單級震蕩式雷達發(fā)射機基本結(jié)構(gòu)圖
第二章雷達輻射源個體識別理論基礎9單級震蕩式雷達發(fā)射機具有結(jié)構(gòu)相對簡單、經(jīng)濟和輕便等優(yōu)點[37]。缺點是頻率穩(wěn)定度不好,它的磁控管震蕩器頻率穩(wěn)定度一般為10-4,即使采用穩(wěn)頻裝置及自動頻率調(diào)整系統(tǒng)后也只有10-5,所以難以形成較為復雜的信號波形。達不到現(xiàn)代雷達對雷達發(fā)射波形的穩(wěn)定性的要求。主振放大式雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)分為多個層級[38]。主控振蕩器可以用來產(chǎn)生雷達信號并且作為主振放大式雷達發(fā)射機的第一級結(jié)構(gòu)。通過第二級的射頻放大鏈結(jié)構(gòu)可以對主控震蕩器傳過來的信號進行放大。在圖2-2中,可以使用固體微波源來替代發(fā)射機中的主控振蕩器的作用。固體微波源利用石英晶體振蕩器在較低的頻率上產(chǎn)生頻率很穩(wěn)定的連續(xù)波震蕩,然后再經(jīng)過若干級倍頻升高到微波波段。固體微波源可以滿足發(fā)射信號的穩(wěn)定性。雷達發(fā)射機的射頻放大鏈部分一般包含有多個功率放大器。圖2-2主振放大式雷達發(fā)射機主要機構(gòu)示意圖2.3雷達信號調(diào)制類型分析對于雷達信號的調(diào)制類型分為兩種,一種是有意調(diào)制類型,一種是無意調(diào)制類型。雷達發(fā)射機通過發(fā)射有意調(diào)制的信號,來提高雷達發(fā)射機的高抗干擾性,高效性、高對抗性[39]。有意調(diào)制類型又被稱做人為調(diào)制,通過人為調(diào)制來產(chǎn)生各種不同調(diào)制類型的雷達信號。無意調(diào)制是非人為調(diào)制,它的產(chǎn)生是因為雷達發(fā)射
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于分形理論的通信個體電臺細微特征提取技術研究[J]. 譚薇,嚴麗娜,姚暉,劉銳鵬. 通信技術. 2019(11)
[2]特征降維技術的研究與進展[J]. 黃鉉. 計算機科學. 2018(S1)
[3]基于深度學習的通信輻射源指紋特征提取算法[J]. 黃健航,雷迎科. 信號處理. 2018(01)
[4]一種新穎的通信輻射源個體細微特征提取方法[J]. 雷迎科,郝曉軍,韓慧,王李軍. 電波科學學報. 2016(01)
[5]雷達輻射源個體特征的提取與識別[J]. 陳濤,姚文楊,林金秋,胡志華. 應用科學學報. 2013(04)
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[7]基于圍線積分雙譜的雷達輻射源信號個體特征提取[J]. 陳韜偉,金煒東,李杰. 計算機工程與應用. 2013(08)
[8]雷達輻射源信號無意調(diào)制的加入方法分析及仿真[J]. 田波,龍良將,段洪. 電子測量技術. 2010(05)
[9]雷達信號分選實現(xiàn)的新方法[J]. 劉旭波,司錫才. 系統(tǒng)工程與電子技術. 2010(01)
[10]基于雙譜的通信輻射源個體識別[J]. 蔡忠偉,李建東. 通信學報. 2007(02)
博士論文
[1]多信號的調(diào)制識別技術研究[D]. 陸明泉.電子科技大學 2008
[2]輻射源指紋機理及識別方法研究[D]. 許丹.國防科學技術大學 2008
[3]雷達輻射源識別技術研究[D]. 張國柱.國防科學技術大學 2005
碩士論文
[1]雷達輻射源細微特征提取方法研究[D]. 李策.西安電子科技大學 2018
[2]機器學習在輻射源信號指紋識別中的應用研究[D]. 張向前.電子科技大學 2018
[3]雷達輻射源特征提取和個體識別[D]. 楊凡.西安電子科技大學 2017
[4]通信輻射源信號細微特征分析與個體識別技術研究[D]. 王歡歡.解放軍信息工程大學 2017
[5]毫米波SC-FDE MIMO無線局域網(wǎng)相位跟蹤同步技術研究[D]. 孫裕.東南大學 2016
[6]基于經(jīng)驗模態(tài)分解的通信信號細微特征分析[D]. 梁江海.國防科學技術大學 2013
[7]數(shù)字化相位噪聲測量系統(tǒng)[D]. 喬嘉.西安電子科技大學 2013
[8]外彈道跟蹤數(shù)據(jù)的EMD處理方法研究[D]. 李書興.國防科學技術大學 2012
[9]基于雙譜和組合核函數(shù)主成分分析的通信輻射源指紋識別[D]. 呂航.南昌大學 2012
[10]雷達輻射源信號無意調(diào)制研究[D]. 田波.西南交通大學 2010
本文編號:2940651
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
本文構(gòu)建的雷達輻射源個體識別流程圖
電子科技大學碩士學位論文8第二章雷達輻射源個體識別理論基礎2.1引言雷達發(fā)射機是雷達設備的重要組成部分,可以用來發(fā)射雷達信號。雷達發(fā)射機內(nèi)部元器件的非理想性和發(fā)射機結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣是影響雷達信號指紋特征產(chǎn)生的主要原因。因此本章首先對兩種雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)特性進行了介紹,分析了兩種雷達發(fā)射機結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。接著介紹了雷達輻射源調(diào)制信號的相關概念。并分析了信號的有意調(diào)制類型和無意調(diào)制類型,對信號無意調(diào)制類型產(chǎn)生的原因進行了分析。分析了信號相位噪聲的產(chǎn)生原因,并對功率放大器的三種數(shù)學模型進行了分析和比較。為后文研究提供了理論基矗2.2雷達發(fā)射機結(jié)構(gòu)介紹雷達發(fā)射機是雷達系統(tǒng)的重要組成部分。雷達發(fā)射機在雷達系統(tǒng)中的作用是產(chǎn)生無線電信號。無線電先經(jīng)過雷達系統(tǒng)內(nèi)的饋線和收發(fā)開關器件,最后通過雷達天線完成雷達信號的整個發(fā)射過程。下面對常用的兩種雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)進行介紹和分析。單級震蕩式[36]雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)組成部分不多,較為簡單,如圖2-1所示。雷達系統(tǒng)產(chǎn)生的定時信號先通過雷達發(fā)射機內(nèi)部的脈沖調(diào)制器。大功率射頻振蕩器可以對調(diào)制后的雷達信號進行放大處理,放大之后的雷達信號可以由雷達發(fā)射機中的天線發(fā)射出去。圖2-1單級震蕩式雷達發(fā)射機基本結(jié)構(gòu)圖
第二章雷達輻射源個體識別理論基礎9單級震蕩式雷達發(fā)射機具有結(jié)構(gòu)相對簡單、經(jīng)濟和輕便等優(yōu)點[37]。缺點是頻率穩(wěn)定度不好,它的磁控管震蕩器頻率穩(wěn)定度一般為10-4,即使采用穩(wěn)頻裝置及自動頻率調(diào)整系統(tǒng)后也只有10-5,所以難以形成較為復雜的信號波形。達不到現(xiàn)代雷達對雷達發(fā)射波形的穩(wěn)定性的要求。主振放大式雷達發(fā)射機的結(jié)構(gòu)分為多個層級[38]。主控振蕩器可以用來產(chǎn)生雷達信號并且作為主振放大式雷達發(fā)射機的第一級結(jié)構(gòu)。通過第二級的射頻放大鏈結(jié)構(gòu)可以對主控震蕩器傳過來的信號進行放大。在圖2-2中,可以使用固體微波源來替代發(fā)射機中的主控振蕩器的作用。固體微波源利用石英晶體振蕩器在較低的頻率上產(chǎn)生頻率很穩(wěn)定的連續(xù)波震蕩,然后再經(jīng)過若干級倍頻升高到微波波段。固體微波源可以滿足發(fā)射信號的穩(wěn)定性。雷達發(fā)射機的射頻放大鏈部分一般包含有多個功率放大器。圖2-2主振放大式雷達發(fā)射機主要機構(gòu)示意圖2.3雷達信號調(diào)制類型分析對于雷達信號的調(diào)制類型分為兩種,一種是有意調(diào)制類型,一種是無意調(diào)制類型。雷達發(fā)射機通過發(fā)射有意調(diào)制的信號,來提高雷達發(fā)射機的高抗干擾性,高效性、高對抗性[39]。有意調(diào)制類型又被稱做人為調(diào)制,通過人為調(diào)制來產(chǎn)生各種不同調(diào)制類型的雷達信號。無意調(diào)制是非人為調(diào)制,它的產(chǎn)生是因為雷達發(fā)射
【參考文獻】:
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碩士論文
[1]雷達輻射源細微特征提取方法研究[D]. 李策.西安電子科技大學 2018
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[10]雷達輻射源信號無意調(diào)制研究[D]. 田波.西南交通大學 2010
本文編號:2940651
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