雷達(dá)輻射源信號(hào)特征提取與評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，雷達(dá)是取得軍事優(yōu)勢(shì)的重要裝備。雷達(dá)偵察作為雷達(dá)對(duì)抗的主要內(nèi)容之一，在掌握敵方雷達(dá)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(jí)指揮員的“眼睛”和“耳朵”。
　　在雷達(dá)偵察信號(hào)處理系統(tǒng)中，雷達(dá)輻射源信號(hào)的識(shí)別是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，識(shí)別水平的高低已經(jīng)成為衡量雷達(dá)對(duì)抗設(shè)備主要技術(shù)水平的重要標(biāo)志。隨著雷達(dá)的廣泛應(yīng)用和雷達(dá)電子對(duì)抗激烈程度的不斷加劇，在高密度、高復(fù)雜波形、寬頻譜捷變的雷達(dá)信號(hào)環(huán)境中，長期沿用的基于傳

2、統(tǒng)五參數(shù)的雷達(dá)輻射源信號(hào)識(shí)別方法已難以勝任，較難取得令人滿意的識(shí)別效果。為此，國內(nèi)外學(xué)者在雷達(dá)輻射源信號(hào)識(shí)別這一研究領(lǐng)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(duì)雷達(dá)輻射源的信號(hào)特征進(jìn)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(bǔ)傳統(tǒng)五參數(shù)（脈沖寬度、脈沖幅度、載頻、脈沖到達(dá)時(shí)間、脈沖到達(dá)方向）的不足，目前提出的新特征已有數(shù)十種之多。但面對(duì)數(shù)量如此眾多的雷達(dá)輻射源信號(hào)新特征，這些特征的綜合效能如何，如何甑

3、選是當(dāng)前擺在我們面前非常重要而又迫切需要解決的一個(gè)難題。
　　為此，本文從雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的提取與分析、特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)模型和算法設(shè)計(jì)等方面，針對(duì)上述雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)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(xiàn)有以下4個(gè)方面。
　　1.對(duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)特征提取進(jìn)行了研究，提出了三種雷達(dá)輻射源信號(hào)新特征，即雷達(dá)輻射源信號(hào)小波灰度矩特征、經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饽芰快靥卣骱图y理特征。雷達(dá)輻射源信號(hào)小波灰

4、度矩特征首先通過連續(xù)小波變換提取雷達(dá)輻射源信號(hào)的小波系數(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)分析，解決了小波分解尺度和連續(xù)小波的選擇問題，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)輻射源信號(hào)小波灰度矩特征和紋理特征的提取，并分析了噪聲對(duì)特征識(shí)別能力的影響。雷達(dá)輻射源信號(hào)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饽芰快靥卣魅缓笸ㄟ^經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸馑惴▽?duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)進(jìn)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(shè)計(jì)分類器實(shí)現(xiàn)了對(duì)典型雷達(dá)輻射源信號(hào)的識(shí)別，并詳細(xì)

5、分析了噪聲對(duì)特征提取以及特征識(shí)別能力的影響。
　　2.對(duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了研究，提出了基于四種測(cè)度的雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的可分選性評(píng)估方法，設(shè)計(jì)了特征穩(wěn)健性測(cè)度指標(biāo)，豐富了雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。從雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的可分選性、復(fù)雜性和穩(wěn)健性三個(gè)不同角度，對(duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行了深入研究。對(duì)基于特征可分選性評(píng)價(jià)的雷達(dá)輻射源信號(hào)識(shí)別進(jìn)行了研究。研究了雷達(dá)輻射源信號(hào)特征向量的空間分布問題，通過對(duì)部

6、分雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的實(shí)驗(yàn)仿真，得出了雷達(dá)輻射源信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的結(jié)論，為后續(xù)特征綜合評(píng)價(jià)模型建立及相應(yīng)算法的研究提供了理論上的參考和借鑒。
　　3.在構(gòu)建雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，對(duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)特征綜合評(píng)價(jià)模型及算法進(jìn)行了研究，提出了雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的層次分析綜合評(píng)價(jià)模型、模糊層次分析評(píng)價(jià)模型和集對(duì)模糊層次分析評(píng)價(jià)模型。首先應(yīng)用層次分析方法對(duì)雷達(dá)輻射

7、源信號(hào)特征進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的層次分析評(píng)價(jià)模型。然后針對(duì)層次分析評(píng)價(jià)模型不能處理專家模糊評(píng)判的問題，通過引入模糊理論，提出了雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的模糊層次分析評(píng)價(jià)模型。最后針對(duì)模糊層次分析評(píng)價(jià)模型中評(píng)價(jià)決策存在的主觀性問題，借鑒集對(duì)理論的思想，通過建立集對(duì)決策矩陣實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的集對(duì)模糊層次分析評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的客觀綜合評(píng)價(jià)。
　　4.提出了基于群體智能的雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)模型。針對(duì)

8、基于層次分析的評(píng)價(jià)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(jìn)化粒子群投影尋蹤算法的雷達(dá)輻射源信號(hào)特征綜合評(píng)價(jià)模型。首先通過將差分進(jìn)化算法與改進(jìn)的粒子群算法相結(jié)合，并將得到的差分進(jìn)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(dá)輻射源信號(hào)特征的差分進(jìn)化粒子群投影尋蹤評(píng)價(jià)模型?；谌后w智能的雷達(dá)輻射源信號(hào)特征評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)模型中存在的主觀性問題，為實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)輻射源信號(hào)特征的