雷达频率调制信号脉内细微特征分析技术研究

【摘要】： 复杂雷达信号的检测和分类一直是电子战的关键技术。随着雷达发射机和波形种类的增加，采用到达方位、载频、到达时间、脉宽及脉幅的传统方法已经不能满足电子战信号处理的要求。为了有效地识别雷达信号，必须对雷达信号脉内细微特征进行分析和提取。本论文研究了雷达频率调制信号的脉内细微特征提取方法，对低信噪比下多分量频率调制信号的快速高精度参数估计和检测进行了深入的研究。论文内容包括： 1．介绍了电子战的概念和组成结构，以及现代战争中的雷达信号脉内细微特征分析技术研究现状，总结了非平稳信号分析的内容、发展过程和现状。从信号表示的角度回顾了时频分析的起源，介绍了它的发展趋势。 2．提出了平滑伪多项式Wigner-Ville分布(SP-PWVD)以减少低阶多项式Wigner-Ville分布(PWVD)表示高阶多项式相位信号(PPS)信号时出现的交叉项，总结了SP-PWVD的有关性质，利用最优化方法来设计高阶PWVD，采用快速傅立叶变换(FFT)插值来实现PWVD的高阶瞬时矩中非均匀采样信号相乘时的尺度变换。 3．深入分析了交叉项和自适应扩散局部扩散行为的特点，利用差分法来去除自适应扩散无法去除的交叉项，采用Hesse矩阵代替梯度平方张量来获取局部扩散方向以提高时频分布可读性，给出了扩散算法的一种数字实现方案。 4．采用FFT插值和二次插值来提高乘积高阶模糊函数(PHAF)估计精度，将逐次滤波和RELAX结合起来改进PHAF，以实现低信噪比(SNR)下多分量高阶PPS的高精度参数估计。讨论了用PHAF实现多分量高阶PPS检测时遇到的困难，对基于PHAF模的检测算法作了分析，提出了基于逐次滤波和PHAF模最大值的PPS检测方法，可以在较低SNR下实现多分量高阶PPS的检测。研究了PPS阶数和延时组的选择。 5．分析了在低SNR下基于Radon-模糊变换(RAT)模的检测器存在的问题，利用二阶差分法来改进RAT以提高线性调频信号(LFM)的检测概率，采用二次搜索方法改进RAT来实现LFM的快速高精度参数估计，采用FFT插值和二次插值来提高解调法的估计精度，对Radon Wigner变换(RWT)、解线调、PHAF和乘积三次相位函数进行了比较，并重点分析了解线调方法和PHAF方法的运行时间、信噪比门限和样本个数之间的关系。 6．对全文进行了总结，指出了频率调制信号参数估计中有待进一步研究的问题。