雷達輻射源信號特征提取與評價方法研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，雷達是取得軍事優(yōu)勢的重要裝備。雷達偵察作為雷達對抗的主要內(nèi)容之一，在掌握敵方雷達類型、功能、用途，甚至獲知敵方兵種和武器部署中已經(jīng)成為了各級指揮員的“眼睛”和“耳朵”。
　　在雷達偵察信號處理系統(tǒng)中，雷達輻射源信號的識別是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，識別水平的高低已經(jīng)成為衡量雷達對抗設備主要技術(shù)水平的重要標志。隨著雷達的廣泛應用和雷達電子對抗激烈程度的不斷加劇，在高密度、高復雜波形、寬頻譜捷變的雷達信號環(huán)境中，長期沿用的基于傳

2、統(tǒng)五參數(shù)的雷達輻射源信號識別方法已難以勝任，較難取得令人滿意的識別效果。為此，國內(nèi)外學者在雷達輻射源信號識別這一研究領域做了大量系統(tǒng)深入的研究，這其中又有很大一部分是對雷達輻射源的信號特征進行研究，都在嘗試著探尋新的特征提取方法，期待著新特征參數(shù)被發(fā)現(xiàn)，從而彌補傳統(tǒng)五參數(shù)（脈沖寬度、脈沖幅度、載頻、脈沖到達時間、脈沖到達方向）的不足，目前提出的新特征已有數(shù)十種之多。但面對數(shù)量如此眾多的雷達輻射源信號新特征，這些特征的綜合效能如何，如何甑

3、選是當前擺在我們面前非常重要而又迫切需要解決的一個難題。
　　為此，本文從雷達輻射源信號特征的提取與分析、特征評價指標體系、雷達輻射源信號特征評價模型和算法設計等方面，針對上述雷達輻射源信號特征評估中需要解決的關(guān)鍵問題展開了系統(tǒng)深入的研究，主要貢獻有以下4個方面。
　　1.對雷達輻射源信號特征提取進行了研究，提出了三種雷達輻射源信號新特征，即雷達輻射源信號小波灰度矩特征、經(jīng)驗模式分解能量熵特征和紋理特征。雷達輻射源信號小波灰

4、度矩特征首先通過連續(xù)小波變換提取雷達輻射源信號的小波系數(shù)，并通過實驗分析，解決了小波分解尺度和連續(xù)小波的選擇問題，實現(xiàn)了雷達輻射源信號小波灰度矩特征和紋理特征的提取，并分析了噪聲對特征識別能力的影響。雷達輻射源信號經(jīng)驗模式分解能量熵特征然后通過經(jīng)驗模式分解算法對雷達輻射源信號進行分解，得到不同的內(nèi)稟態(tài)函數(shù)分量，通過定義內(nèi)稟態(tài)函數(shù)分量的能量，并提取主要內(nèi)稟態(tài)函數(shù)分量的能量構(gòu)成特征向量，通過設計分類器實現(xiàn)了對典型雷達輻射源信號的識別，并詳細

5、分析了噪聲對特征提取以及特征識別能力的影響。
　　2.對雷達輻射源信號特征評價指標體系進行了研究，提出了基于四種測度的雷達輻射源信號特征的可分選性評估方法，設計了特征穩(wěn)健性測度指標，豐富了雷達輻射源信號特征評價指標體系。從雷達輻射源信號特征的可分選性、復雜性和穩(wěn)健性三個不同角度，對雷達輻射源信號特征評價指標體系進行了深入研究。對基于特征可分選性評價的雷達輻射源信號識別進行了研究。研究了雷達輻射源信號特征向量的空間分布問題，通過對部

6、分雷達輻射源信號特征的實驗仿真，得出了雷達輻射源信號特征在一維特征參數(shù)符合正態(tài)分布的情況下，其多維特征向量不一定是標準正態(tài)分布的結(jié)論，為后續(xù)特征綜合評價模型建立及相應算法的研究提供了理論上的參考和借鑒。
　　3.在構(gòu)建雷達輻射源信號特征評價指標體系的基礎上，對雷達輻射源信號特征綜合評價模型及算法進行了研究，提出了雷達輻射源信號特征的層次分析綜合評價模型、模糊層次分析評價模型和集對模糊層次分析評價模型。首先應用層次分析方法對雷達輻射

7、源信號特征進行評價，提出了雷達輻射源信號特征的層次分析評價模型。然后針對層次分析評價模型不能處理專家模糊評判的問題，通過引入模糊理論，提出了雷達輻射源信號特征的模糊層次分析評價模型。最后針對模糊層次分析評價模型中評價決策存在的主觀性問題，借鑒集對理論的思想，通過建立集對決策矩陣實現(xiàn)了雷達輻射源信號特征的集對模糊層次分析評價模型，實現(xiàn)了對雷達輻射源信號特征的客觀綜合評價。
　　4.提出了基于群體智能的雷達輻射源信號特征評價模型。針對

8、基于層次分析的評價模型中判斷矩陣的構(gòu)建較難避免的主觀性問題，提出了基于差分進化粒子群投影尋蹤算法的雷達輻射源信號特征綜合評價模型。首先通過將差分進化算法與改進的粒子群算法相結(jié)合，并將得到的差分進化粒子群算法用于投影尋蹤算法投影方向的優(yōu)化，最終建立了雷達輻射源信號特征的差分進化粒子群投影尋蹤評價模型。基于群體智能的雷達輻射源信號特征評價思路從方法上克服了基于傳統(tǒng)層次分析方法的特征綜合評價模型中存在的主觀性問題，為實現(xiàn)對雷達輻射源信號特征的