基于相位展开的雷达信号调制方式识别算法研究

【摘要】：本文重点研究了在较低信噪比条件下,利用相位展开的方法对雷达信号的调制方式进行识别的问题。 首先,研究了常见雷达信号(常规信号、线性调频信号、三次多项式调相信号、双线性调频信号、分段线性调频信号、多相编码信号、二相编码信号、四相编码信号、正弦调频信号、线性调频-二相编码复合调制信号)的瞬时相位、瞬时频率特征。由于相位展开算法不适用于信噪比小于6dB的情形,本文提出了在实信号正交变换的过程中对瞬时带宽窄的信号进行滤波处理,以提高信噪比,从而提高了瞬时相位、瞬时频率的估计精度,为利用信号的时相、时频特征识别调制方式提供了依据。 其次,研究了雷达信号的调制方式识别算法,并给出了完整的识别方案。对正交变换后的信号估计其瞬时相位,利用三次多项式对瞬时相位进行拟合,将常规信号、线性调频信号、多项式调频信号识别出来。计算信号的瞬时频率,通过估计时频曲线3dB带宽、分段线性拟合识别等方法识别正弦调频信号、双线性调频信号和分段线性调频信号,对时频曲线跳变点较多的信号,利用DFT算法、平方四次方的方法识别多相编码信号、二相编码信号、四相编码信号,对线性调频—二相编码复合调制信号,则可以通过剔除时频曲线的跳变点,对剩余部分进行直线拟合的方法进行识别。 最后,分析了S型非线性调频信号的时频特征,提出了在计算时频曲线后,估计前、中、后三端时频曲线的斜率,若前端、后端斜率近似相等,而中间部分斜率与前后端相差较大,则有可能是S型非线性调频信号。构造信号的线性部分,计算线性部分两侧的面积,若两侧面积近似相等,则判为S型非线性调频信号。在此基础上,对时频曲线进行滤波,可以提高该识别算法在低信噪比条件下的适用性。 本文提出的算法具有良好的工程应用价值。通过大量实验仿真,验证了本文所提出的调制方式识别算法。