[發明專利]一種基于稀疏分解的雷達信號識別方法

有效

• 申請號: 201310029527.2
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103093244A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 張葛祥;榮海娜;李俊剛;程吉祥
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

所屬技術領域

本發明涉及信號識別技術領域，尤其是基于稀疏分解方法的雷達信號識別技術領域。

背景技術

稀疏分解是一種近年來發展較為快速的信號表示和處理方法，采用過完備冗余函數取代傳統正交基函數，并從原子庫中選擇具有最佳線性組合的原子表示信號，實現靈活、自適應的表示，是一種非線性逼近的信號表示方法，在此基礎上，可通過對信號原子進行操作，實現對原信號的處理。稀疏分解方法有較強的噪聲抑制能力，有利于提高受噪聲污染嚴重的雷達信號的正確識別率。

雷達信號識別是雷達對抗信號處理中的關鍵技術，其識別水平己成為衡量電子對抗裝備先進程度的重要標志。長期以來，人們主要依靠常規五參數實現雷達信號的識別處理，往往對于常規雷達信號和信號密集度較低的情況下才能獲得滿意的識別效果。隨著現代電子和雷達技術的發展以及它們在現代戰爭中的大量應用，新型雷達信號更加靈活多變，電磁信號越來越密集，致使傳統識別技術已不能滿足現代電子戰的需要。因此，迫切需要探索新的雷達信號識別方法，以提高我國電子對抗裝備的技術水平。近年來，國內外學者對雷達信號識別進行了大量的研究，提出了許多新方法，以提高雷達信號識別水平。然而，現有方法在信噪比小于0dB時無法實現雷達信號脈內調制的有效識別，且考慮雷達信號種類較少，很少涉及低信噪比條件下調制類型不同的信號識別問題。而在實際情況中，由于信號傳播中大量噪聲干擾以及截獲過程中接收機內部噪聲的影響，雷達信號中常常含有大量噪聲，信噪比較低，致使有用信號淹沒在噪聲中，大大增加了識別的難度。但是，當采用稀疏分解方法分析雷達信號時，計算復雜性偏高，難以有效處理采樣率較高的雷達信號，其計算復雜度主要集中在最佳原子搜索過程。

發明內容

鑒于現有技術的以上缺點，本發明旨在提出一種雷達信號識別新方法，降低最佳原子搜索過程的計算復雜度，以解決在低信噪比情況下雷達信號識別率驟降問題。

本發明的目的是通過如下的手段實現的。

一種基于稀疏分解的雷達信號識別方法，電子偵察接收機接收雷達脈沖信號，經由射頻到中頻的降頻和A/D采樣處理后，得到待識別的具有不同脈內調制方式的雷達信號S(t)，再在信號處理模塊中對信號S(t)進行處理，識別出雷達信號的脈內調制方式并輸出，所述對雷達信號S(t)進行處理的具體作法包括：

(1)、雷達信號特征提取：采用基于復合差分進化算法的稀疏分解方法進行特征提取，包括時域衰減系數、頻域衰減系數和時-頻聯合系數三種特征；

(2)、采用自底向上二叉樹支持向量機BUBTSVM對雷達信號進行識別，通過設計、訓練BUBTSVM分類器，將1)所獲得的雷達信號特征樣本輸入到BUBTSVM底層的每個二分類SVM分類器上，再根據SVM的分類結果，選出進入到上一層二分類SVM的類型，直到到達二叉樹頂端，最終選出的類別即為識別出的雷達信號，即獲得輸出結果。

本發明采用復合差分進化算法搜索最佳原子，以降低計算復雜性，使其更具有實用價值。復合差分進化算法是一種結合多種試驗向量產生策略以及參數設置的改進差分進化算法，可以很好地解決單一策略與參數匹配所帶來的問題。復合差分進化算法通過變異、交叉、選擇過程選擇最佳原子，這一過程的運算復雜度大大低于原稀疏分解方法中最佳原子搜索的貪心算法，可有效降低稀疏分解方法的計算復雜性，以使其能更好地應用于雷達信號處理中。

本發明的突出優勢在于，在信噪比低至-10分貝條件下，具有5種不同脈內調制方式的雷達信號的平均正確識別率能達到77％以上，且本發明具有對雷達信號參數變化不敏感的特點，可適用于電子對抗、偵察及預警等場合。

因此，發明一種基于稀疏分解的雷達信號識別方法對雷達信號處理技術領域具有重要的實際應用價值。

附圖說明：

圖1是采用基于復合差分進化算法的稀疏分解方法進行特征提取的流程圖。

圖2是本發明實施例中識別5種雷達信號時采用BUBTSVM分類器示意圖。

圖3是本發明實施例中5種雷達信號的特征分布圖，信噪比從5分貝變化至-10分貝。

圖4是本發明實施例中5種雷達信號正確識別率隨信噪比變化曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施對本發明作進一步描述。

本發明為解決其技術問題，所采用的技術方案為：