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多分量雷达辐射源信号检测技术研究

李亚军  
【摘要】:雷达辐射源信号检测是现代电子情报侦察系统中的关键技术。在现代电子战环境中,信号密度越来越大,导致辐射源信号同时或相继到达接收机并重叠或交叠在一起,形成多分量雷达辐射源信号(multi-component radar emitter signal, MCRES)。目前复杂环境下多分量雷达辐射源信号检测技术已成为电子侦察信号处理研究中的热点与难点。 多分量线性调频(LFM)和非线性调频(NLFM)辐射源信号是较为常见的多分量雷达辐射源信号形式。作为非平稳信号,时频联合分析是处理这两类多分量雷达辐射源信号及其分量调制方式的有效工具。目前,这两类多分量雷达辐射源信号的检测方法大部分都是基于Wigner-Ville分布(WVD)及类傅里叶变换的方法。其中,Wigner-Hough变换(WHT)和分数阶傅里叶变换(FRFT)方法是多分量LFM辐射源信号检测的主要方法; FRFT优化窗的短时傅里叶变换(STFT)法和S-method (SM)是多分量NLFM辐射源信号检测的主要方法,其中SM是近年发展起来的性能较好的方法。 但是,基于WVD的检测方法存在交叉项干扰;FRFT检测法存在不同调频率各分量信号的相互遮蔽,使得多分量雷达辐射源信号检测效果并不理想;在低信噪比情况下,WVD、FRFT和SM等检测法受噪声的影响很大,很难有效检测各分量信号,而且存在弱信号时,往往将信号与噪声误判,使得参数估计误差过大。针对上述问题,本文提出一种基于复数FastICA联合时频分析的多分量雷达辐射源信号分析方法,该方法采用先时域分离,后时频分析的思想。首先采用复数FastICA算法先对多分量雷达辐射源信号进行时域分离预处理,然后进行分量信号的时频检测。由于复数FastICA算法本身的欠定性,在处理输出的信号与噪声时,提出了两种信号与噪声的自动判别法。在低信噪比情况下,新的检测方法有效抑制了传统的基于WVD类方法检测多分量雷达辐射源信号时受交叉项困扰问题,避免了FRFT方法受不同调频率各分量信号相互遮蔽问题,并且有效减小了噪声对传统的时频分析方法检测时的影响。仿真结果表明,提出的新方法与传统分析方法相比,对多分量雷达辐射源信号的分离及特征提取效果更好。文章最后用该新方法设计了一种基于LabVIEW软件的多分量雷达辐射源信号检测系统。该系统具有简洁、友好的人机交互界面的优点,系统运行稳定可靠、方便简洁。


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