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《西南交通大学》 2008年
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复杂体制雷达辐射源信号时频原子特征研究

朱明  
【摘要】: 雷达辐射源信号特征研究是电子情报侦查(ELINT)、电子支援侦查(ESM]和雷达威胁告警(RWR)系统中的关键环节。作为辐射源信号分选和识别的前提和基础,特征分析水平直接决定了电子侦查设备性能的发挥并影响后续的作战决策。随着现代电子战的激烈对抗,新型复杂体制雷达不断投入使用并逐渐占据主导地位,电子对抗信号环境变得异常密集、复杂和多变,造成原有的信号规律被极大的破坏,导致基于载波频率(RF)、到达时间(TOA)、脉冲宽度(PW)、脉冲幅度(PA)以及到达角(DOA)的常规五参数特征提取方法已远不能适应现代电子对抗的需要。雷达辐射源信号新特征的提取,尤其是针对复杂体制雷达信号的特征提取面临着前所未有的挑战,已经成为电子对抗领域必须解决的关键问题。我国的电子对抗研究专家们在长期的理论研究和工程实践中深深感到,理论研究水平的滞后已严重制约了我国电子对抗装备技术的进一步提高。只有加强复杂体制雷达辐射源信号本质特征的研究,探索和补充新的有效特征参数,才能从根本上提高现有的电子侦查技术水平。为此,本文针对复杂体制雷达辐射源信号,提出一种辐射源信号时频原子特征分析方法,以一种全新的思路对辐射源信号的脉内特征展开了深入的研究,获得了如下的研究成果: 1.提出一种基于Gabor原子的辐射源信号特征提取方法。首先构建了适宜辐射源信号分解的过完备Gabor原子库,并引入量子遗传算法(QGA),提出基于改进QGA的原子分解快速算法解决匹配追踪(MP)过程计算量过大难以实现的问题。在此基础上,对五类典型雷达辐射源信号进行时频原子分解,得到表示信号特征信息的最匹配Gabor原子,并深入分析了不同调制类型辐射源信号Gabor原子特征参数之间的差异。最后,通过对比实验对原子特征性能进行了研究。实验结果表明,仅需要少量的Gabor即可以表示出原先信号的主要特征信息,所提取的Gabor原子特征不仅具有良好的噪声抑制能力,且可以得到不含有交叉项干扰的时频分布。 2.针对雷达辐射源信号本身固有的属性,构建了时域和频域聚集性能更加优越的过完备Chirplet原子库,并提出基于该库的辐射源信号特征提取方法。同时,引入更多生物基因的进化概念,提出一种新DNA进化算法(NDEA)。多个典型测试函数对比实验结果表明该算法具有收敛速度快、迭代次数少和全局搜索能力强的特点。在此基础上,提出基于NDEA的MP快速算法进一步降低最佳原子搜索的计算复杂度。得到表示典型辐射源信号特征信息的最匹配Chirplet原子,并对比分析Gabor原子和Chirplet原子库的性能差异。实验结果表明基于Chirplet原子的辐射源信号特征分析仅需要更少量的原子可以得到比Gabor原子更准确的特征信息,且对于分析一类时频域都重叠的多分量辐射源信号同样有效。 3.为了更有效的度量不同辐射源信号频谱之间的差异,提出了基于Spectrum原子的辐射源信号特征提取方法。首先总结了当前主要的几种频谱特征提取方法的优缺点,在对典型辐射源信号频谱特征分析的基础上,设计可以反映信号局部频谱结构的Spectrum原子,并提出多尺度Spectrum原子库构建方法。同时,采用基于库结构优化和FFT的原子分解快速算法提取出各类典型辐射源信号最匹配Spectrum原子。实验结果表明所提取的Spectrum原子参数具有一定的物理意义,不仅可以反映出不同调制类型辐射源信号频谱之间的差异,而且,对同一调制类型不同调制参数的辐射源信号,同样可以对其进行有效区分。 4.深入研究了有噪声情况下雷达辐射源信号的时频原子特征性能。提出了Chirplet原子派生特征提取算法,并设计了基于层次决策的信号分类方法对Chirplet原子特征的分类性能和抗噪性能进行了分析。同时,提出Spectrum原子特征向量构建方法,并分别采用层次决策和核聚类两种方法实现了信号的自动分类和参数估计。实验结果表明,所提取的原子特征类内聚集性强,类间分离度大,能较好的描述各类信号的分类信息,并具有良好的噪声抑制能力,进一步验证了时频原子分析方法对于复杂体制雷达辐射源信号脉内特征提取的有效性和可行性。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN953

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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5 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 王新宇;孙冠;韩冬;张婷;;基于一种改进神经网络的数据手套手势识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 何平;潘国峰;李琳;夏克文;赵红东;;基于LS-SVR的压力传感器温度补偿[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 李莎莎;反辐射导弹仿真系统技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 周杰;软件无线电在TD-SCDMA移动终端中的应用研究[D];西北工业大学;2003年
6 刘东霞;脉内调制信号的分析与自动识别[D];西安电子科技大学;2003年
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8 孙真真;基于光学区雷达目标二维像的目标散射特征提取的理论及方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2001年
9 武子玉;矿物近红外光谱信息提取及应用研究[D];吉林大学;2005年
10 王承;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘杰;雷达辐射源信号时频原子库特性研究[D];西南交通大学;2011年
2 曾红梅;情绪图片视觉诱发EEG特征提取与分析[D];天津大学;2012年
3 雷自力;基于Pro/E的三维零件参数化建模和特征提取研究[D];华中科技大学;2011年
4 林少波;中文文本分类特征提取方法的研究与实现[D];重庆大学;2011年
5 陈黎霞;高距离分辨雷达目标特征提取的参数化方法[D];郑州大学;2005年
6 黄健;履带式车辆微多普勒效应与特征提取[D];国防科学技术大学;2009年
7 赵蕾蕾;基于词和基本短语模式的特征提取方法[D];河北大学;2009年
8 栾岚;基于机理模型判据的图像中微弱特征提取方法研究及应用[D];东北大学;2009年
9 王菲;面向肺部CAD的特征提取、选择及分类方法研究[D];东北大学;2009年
10 郑睿;藻类细胞图像的特征提取与分类方法研究[D];杭州电子科技大学;2009年
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