多功能軟件化雷達(dá)輻射源認(rèn)知技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-05 06:15
近年來(lái),隨著雷達(dá)技術(shù)的不斷發(fā)展,多功能軟件化雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生。多功能軟件化雷達(dá)具有需求可定義,軟件可重構(gòu),部分硬件可重組等特點(diǎn)。未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上,多功能軟件化雷達(dá)必將對(duì)現(xiàn)有的雷達(dá)信號(hào)與輻射源分析造成了巨大挑戰(zhàn)。本文針對(duì)多功能軟件化雷達(dá)輻射源分析難題,提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的多功能軟件化雷達(dá)輻射源認(rèn)知新方法,將對(duì)多功能軟件化雷達(dá)輻射源的認(rèn)知分為功能識(shí)別與個(gè)體識(shí)別兩個(gè)方面進(jìn)行研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容主要包括雷達(dá)輻射源發(fā)射信號(hào)以及射頻功放的建模,基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)輻射源信號(hào)功能識(shí)別以及基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別三個(gè)方面。首先,本文針對(duì)幾種常見的調(diào)制方式進(jìn)行雷達(dá)信號(hào)的仿真。同時(shí),針對(duì)多功能軟件化雷達(dá)的特點(diǎn),以射頻功率放大器的非線性特性作為進(jìn)行雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別的依據(jù),完成對(duì)五部已知及一部未知多功能軟件化雷達(dá)輻射源的建模與仿真。在進(jìn)行雷達(dá)輻射源信號(hào)的功能識(shí)別時(shí),提出分別使用自編碼器網(wǎng)絡(luò),卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及支持向量機(jī)三種方法,并對(duì)三種方法在測(cè)試集的識(shí)別率進(jìn)行分析比較。結(jié)果表明,自編碼器網(wǎng)絡(luò)15d B信噪比下識(shí)別率最高,在低信噪比下識(shí)別情況也較好,且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,訓(xùn)練時(shí)間很短,是最適合用于雷達(dá)輻射源信號(hào)功...
【文章來(lái)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(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常規(guī)雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文7(a)時(shí)域波形(b)信號(hào)頻譜圖2-2線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖由圖2-2可見,線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖為密度依次增加的正弦波,其信號(hào)頻譜基本完全分布在一個(gè)帶寬內(nèi)。2.2.3相位編碼信號(hào)相位編碼信號(hào)一種載頻保持不變,通過(guò)子脈沖的相位改變從而產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)。通過(guò)使用隨機(jī)序列對(duì)相位來(lái)進(jìn)行編碼,相位編碼信號(hào)具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,隱蔽性強(qiáng),且抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于自身的相關(guān)性也比較高,在解碼時(shí)也幾乎不會(huì)有信息丟失。其信號(hào)模型表達(dá)式為:00()()exp{[2()]}()tstArectjfttntT(2-6)式(2-6)中,A表示s(t)的幅度,T表示s(t)的脈寬,0f是s(t)的載波頻率,(t)指的是相位調(diào)制函數(shù),0是s(t)的初始相位,n(t)表示噪聲。常見的相位編碼信號(hào)包括二相編碼以及四相編碼等,其中二相編碼的信號(hào)模型表達(dá)式為:101()()CNkckctcvtkN(2-7)式(2-7)中,cN指的是碼長(zhǎng),v(t)指的是子脈沖函數(shù),=ccN則為雷達(dá)二相編碼信號(hào)中的脈沖持續(xù)時(shí)間。巴克碼序列便是屬于相位編碼信號(hào)中的二相編碼信號(hào),具有較為理想的自相關(guān)特性,其中又以七位巴克碼應(yīng)用最為廣泛。在載頻為10MHZ,采樣頻率為200MHZ,脈寬為1.25us,在15dB信噪比下,7位巴克碼雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖如圖2-3所示:
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文8(a)時(shí)域波形(b)信號(hào)頻譜圖2-37位巴克碼雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖由圖2-3可見,7位巴克碼雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形在碼元發(fā)生改變時(shí),相位會(huì)隨著發(fā)生反轉(zhuǎn),其信號(hào)頻譜范圍相對(duì)于常規(guī)脈沖而言,則有了一定程度的擴(kuò)展。2.2.4巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制信號(hào)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上,單一調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)更容易被敵方偵察設(shè)備截獲和破譯,因此越來(lái)越多的雷達(dá)輻射源信號(hào)開始采用多種調(diào)制方式混合的方式。其中,巴克碼與線性調(diào)頻信號(hào)混合調(diào)制便是常見的方式之一。在載頻為5MHZ,采樣頻率為20MHZ,脈寬為10us,在15dB信噪比下,7位巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖如圖2-4所示:(a)時(shí)域波形(b)信號(hào)頻譜圖2-47位巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖由圖2-4可見,7位巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形在碼元未改變時(shí),為線性調(diào)頻信號(hào);在碼元發(fā)生改變時(shí),線性調(diào)頻信號(hào)的相位會(huì)隨著發(fā)生反轉(zhuǎn)。其信號(hào)頻譜范圍相對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)而言,發(fā)生了很大的擴(kuò)展。
本文編號(hào):2958182
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常規(guī)雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文7(a)時(shí)域波形(b)信號(hào)頻譜圖2-2線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖由圖2-2可見,線性調(diào)頻雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖為密度依次增加的正弦波,其信號(hào)頻譜基本完全分布在一個(gè)帶寬內(nèi)。2.2.3相位編碼信號(hào)相位編碼信號(hào)一種載頻保持不變,通過(guò)子脈沖的相位改變從而產(chǎn)生調(diào)制的信號(hào)。通過(guò)使用隨機(jī)序列對(duì)相位來(lái)進(jìn)行編碼,相位編碼信號(hào)具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,隱蔽性強(qiáng),且抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于自身的相關(guān)性也比較高,在解碼時(shí)也幾乎不會(huì)有信息丟失。其信號(hào)模型表達(dá)式為:00()()exp{[2()]}()tstArectjfttntT(2-6)式(2-6)中,A表示s(t)的幅度,T表示s(t)的脈寬,0f是s(t)的載波頻率,(t)指的是相位調(diào)制函數(shù),0是s(t)的初始相位,n(t)表示噪聲。常見的相位編碼信號(hào)包括二相編碼以及四相編碼等,其中二相編碼的信號(hào)模型表達(dá)式為:101()()CNkckctcvtkN(2-7)式(2-7)中,cN指的是碼長(zhǎng),v(t)指的是子脈沖函數(shù),=ccN則為雷達(dá)二相編碼信號(hào)中的脈沖持續(xù)時(shí)間。巴克碼序列便是屬于相位編碼信號(hào)中的二相編碼信號(hào),具有較為理想的自相關(guān)特性,其中又以七位巴克碼應(yīng)用最為廣泛。在載頻為10MHZ,采樣頻率為200MHZ,脈寬為1.25us,在15dB信噪比下,7位巴克碼雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖如圖2-3所示:
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文8(a)時(shí)域波形(b)信號(hào)頻譜圖2-37位巴克碼雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖由圖2-3可見,7位巴克碼雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形在碼元發(fā)生改變時(shí),相位會(huì)隨著發(fā)生反轉(zhuǎn),其信號(hào)頻譜范圍相對(duì)于常規(guī)脈沖而言,則有了一定程度的擴(kuò)展。2.2.4巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制信號(hào)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上,單一調(diào)制的雷達(dá)信號(hào)更容易被敵方偵察設(shè)備截獲和破譯,因此越來(lái)越多的雷達(dá)輻射源信號(hào)開始采用多種調(diào)制方式混合的方式。其中,巴克碼與線性調(diào)頻信號(hào)混合調(diào)制便是常見的方式之一。在載頻為5MHZ,采樣頻率為20MHZ,脈寬為10us,在15dB信噪比下,7位巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖如圖2-4所示:(a)時(shí)域波形(b)信號(hào)頻譜圖2-47位巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形圖及其頻譜圖由圖2-4可見,7位巴克碼與線性調(diào)頻混合調(diào)制雷達(dá)信號(hào)的時(shí)域波形在碼元未改變時(shí),為線性調(diào)頻信號(hào);在碼元發(fā)生改變時(shí),線性調(diào)頻信號(hào)的相位會(huì)隨著發(fā)生反轉(zhuǎn)。其信號(hào)頻譜范圍相對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)而言,發(fā)生了很大的擴(kuò)展。
本文編號(hào):2958182
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