基于STFT的雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)細(xì)微特征分析方法研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)是高科技戰(zhàn)爭(zhēng)，電子對(duì)抗起著至關(guān)重要的作用。既能精確打擊敵人又能隱蔽自己，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)追求的目標(biāo)。無源雷達(dá)(passiveradar)區(qū)別于有源雷達(dá)所體現(xiàn)出的“自我保護(hù)”能力愈來愈多的受到人們的重視。伴隨而來的時(shí)差定位、信號(hào)識(shí)別和分選等一系列關(guān)鍵技術(shù)必須突破和解決。 對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行脈內(nèi)細(xì)微特征分析的主要目的是識(shí)別脈內(nèi)調(diào)制的類型和檢測(cè)脈內(nèi)調(diào)制的參數(shù)。這也是無源雷達(dá)對(duì)接收到的有源目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)識(shí)別和分選的前提。脈內(nèi)信號(hào)

2、的調(diào)制主要是對(duì)頻率和相位的調(diào)制，如線性調(diào)頻、非線性調(diào)頻、相位編碼等。脈內(nèi)分析主要有以下幾種方法：時(shí)域方法，頻域方法，調(diào)制域方法，譜相關(guān)理論，時(shí)頻分布方法。 譜相關(guān)理論表明譜相關(guān)函數(shù)與時(shí)頻函數(shù)成傅里葉變換關(guān)系，因此可以理解它們從不同的側(cè)面揭示了所截獲信號(hào)這一客觀存在的特征，使我們能從不同的物理空間中看到事物的本質(zhì)。二者的結(jié)合，使我們得以更全面地認(rèn)識(shí)事物，從雷達(dá)信號(hào)的差別、分選，到掌握信號(hào)的細(xì)微特征。時(shí)頻分布是提取編碼序列、調(diào)頻參數(shù)

3、等細(xì)微特征的直觀方法，而譜相關(guān)分析對(duì)于在惡劣的電磁環(huán)境中，辨認(rèn)、提取出所欲知信號(hào)有著獨(dú)到的作用。 時(shí)頻分布是脈內(nèi)分析的常用方法之一。但是到目前為止，還未找到能滿足所有性質(zhì)的時(shí)頻分布的分析方法，每一種時(shí)頻分布都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，適合特定的信號(hào)和應(yīng)用場(chǎng)合，因此，時(shí)頻分布的選擇要視信號(hào)的特性和應(yīng)用情況而定。各類時(shí)頻分布有著不同的性能特點(diǎn)。短時(shí)傅里葉變換(STFT)在分析各種時(shí)變頻率信號(hào)(帶調(diào)制)中起著重要作用，但它無法兼顧時(shí)域分辨率和頻

4、域分辨率。Wigner分布可以同時(shí)具備較高的頻域和時(shí)域分辨率，但是它具有負(fù)值性和多信號(hào)環(huán)境中雙線性造成的交調(diào)項(xiàng)的缺陷。Choi-Williams分布在抑制干擾的同時(shí)提供了高的時(shí)域、頻域分辨率，但它不完全滿足時(shí)頻有限特性。 本文對(duì)基于短時(shí)傅里葉變換(STFT)的脈內(nèi)分析方法進(jìn)行研究。時(shí)頻分布短時(shí)傅里葉變換是研究非平穩(wěn)信號(hào)最廣泛使用的方法，其中的概念是簡(jiǎn)單而有效的。它的基本思想是：把信號(hào)劃分成許多小的時(shí)間間隔，用傅里葉變化分析每一個(gè)

5、時(shí)間間隔，以便確定在那個(gè)時(shí)間間隔存在的頻率。這些頻譜的總體就表示了頻譜在時(shí)間上是怎樣變化的。短時(shí)傅里葉變換的兩個(gè)關(guān)鍵是窗的選擇和分段(跨度)。窗直接影響頻率分辨率，分析窗的選擇很重要。另外，為了保證原信號(hào)能從STFT中恢復(fù)，窗函數(shù)必須滿足某些限制條件。好的窗滿足主瓣的寬度要窄，主瓣高度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大的旁瓣高度。本文采用Hanning窗，主要由于它有“和為常數(shù)(sumtoconstant)”的性質(zhì)。本文討論對(duì)整個(gè)信號(hào)處理的段數(shù)，這取決于具