一種新的雷達(dá)信號(hào)分選方法

摘要：在雷達(dá)輻射源信號(hào)分選領(lǐng)域，隨著現(xiàn)代電子戰(zhàn)電磁環(huán)境的惡化，信號(hào)參數(shù)空間的嚴(yán)重交疊，五經(jīng)典聾數(shù)分連方法性能急劇下降。針對(duì)傳統(tǒng)館號(hào)分選方法的不足，提出瞬時(shí)自相關(guān)算法瞬時(shí)頻率派生特征提取算法，提取和補(bǔ)充新的分選參數(shù)，構(gòu)建更為有效的分選特征向量。通過(guò)Matlab仿真，驗(yàn)證了該算法的正確性和實(shí)際應(yīng)用的可行性。
關(guān)鍵詞：雷達(dá)輻射源；信號(hào)分選；五經(jīng)典參數(shù)；瞬時(shí)頻率；特征提取算法

0 引 言
隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展，電子戰(zhàn)的作用和地位發(fā)生了巨大的變化，成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的重要手段。要想做到知己知彼，取得戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)就必須掌握敵方雷達(dá)等電子裝備的特性。因此，通過(guò)偵察情報(bào)的分析來(lái)進(jìn)行雷達(dá)信號(hào)識(shí)別具有特別重要的意義。就目前而言，現(xiàn)有識(shí)別方法已不能滿足日益復(fù)雜的電磁環(huán)境的需要，對(duì)新的雷達(dá)信號(hào)識(shí)別方法的研究勢(shì)在必行。
瞬時(shí)自相關(guān)算法是一種非線性時(shí)頻分析方法，適用于非平穩(wěn)信號(hào)的分析。而現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)多采用非平穩(wěn)信號(hào)，瞬時(shí)自相關(guān)算法瞬時(shí)頻率派生特征提取算法用于雷達(dá)信號(hào)的分選便成為可能。

1 瞬時(shí)自相關(guān)算法(ISC)原理
設(shè)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)采樣、解析變換后得到的中頻解析信號(hào)為：

式中，A為信號(hào)幅度，f(n)和ψ(n)分別為頻率和相位調(diào)制函數(shù)，ψ0為任意初相，fs為采樣頻率。
參考文獻(xiàn)，信號(hào)的瞬時(shí)自相關(guān)運(yùn)算定義為：

設(shè)瞬時(shí)相位為θ（n，m），則式（4）可用下式表示：

式中，Im(?)和Re(?)分別表示求信號(hào)虛部和實(shí)部的運(yùn)算。由于相位的變化率為頻率，因此信號(hào)的瞬時(shí)頻率由下式計(jì)算：

對(duì)于任意如式(1)的信號(hào)，在不太長(zhǎng)的時(shí)間間隔m內(nèi)(mN信號(hào)長(zhǎng)度)．可將其近似看作頻率為fi(i=1，2．3，…)的局部平穩(wěn)諧波，即：

換句話說(shuō)，相位調(diào)制ψ(n)引起的相位改變相當(dāng)于信號(hào)頻率從f(n)調(diào)整為fi所引起的相位變化。
為了抑制噪聲的干擾，對(duì)n和n+m間的采樣點(diǎn)作滑動(dòng)平均處理，以平均瞬時(shí)頻率：

作為第n點(diǎn)的瞬時(shí)頻率。經(jīng)此處理后，算法在低信噪比環(huán)境的適應(yīng)能力有了進(jìn)一步的提高。

2 瞬時(shí)頻率派生特征提取算法
根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，利用各瞬時(shí)頻率統(tǒng)計(jì)特性的變化差異來(lái)提取它的派生特征，并使新提取的特征具有標(biāo)識(shí)信號(hào)調(diào)制類型的能力。
下面就常規(guī)脈沖信號(hào)(CON)、線性調(diào)頻信號(hào)(LFM)、相位編碼信號(hào)(PSK)和頻率編碼信號(hào)(FSK)幾種典型雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行瞬時(shí)頻率派生特征提取算法進(jìn)行分析。
LFM的瞬時(shí)頻率和采樣時(shí)間之間表現(xiàn)出較好的線性相關(guān)性，而其他類型信號(hào)的相關(guān)性均較差。因此，相關(guān)系數(shù)R可以作為識(shí)別LFM信號(hào)的一個(gè)較為可靠的特征：

式中，fIF為提取的瞬時(shí)序列，Ts=1／fs為采樣間隔，cov(?)和D(?)分別為協(xié)方差和方差函數(shù)。
將瞬時(shí)頻率fIF做歸一化處理：