[發明專利]一種基于貝塞爾曲線擬合雷達輻射源個體識別方法及系統

有效

• 申請號: 201810879918.6
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108957421B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 邢小鵬;黃潔;陳世文;趙擁軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種基于貝塞爾曲線擬合雷達輻射源個體識別方法及系統，技術要點為：首先提取雷達脈沖信號UPMOP特征，再用貝塞爾曲線對該特征進行擬合，最后取擬合后曲線的控制點作為個體特征輸入神經網絡分類器。從雷達輻射源個體識別面臨的特征維度高、識別效率低等實際出發，選取了穩定性較好的UPMOP作為個體特征，利用貝塞爾曲線實現對UPMOP的擬合，提取擬合后的控制點作為新的個體識別特征向量，實現了特征維度的大幅降低。解決了現有技術中存在的建模困難、指紋特征不易測量、運算復雜度高的問題。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體涉及一種基于貝塞爾曲線擬合雷達輻射源個體識別方法及系統。

背景技術

輻射源個體識別的核心是個體特征提取，通過對接收信號進行測量，將輻射源唯一電磁特征與輻射源個體關聯起來(指紋識別技術)，對采集到的信號進行特征(指紋)提取，完成特征選擇和融合后送入分類器。對信號的分析包括信號暫態特征分析和信號穩態特征分析，信號穩態特征分析是指輻射源在穩定工作時，不僅存在為有效可靠傳遞信息而人為添加的調幅、調頻以及編碼燈有意調制特征，同時還有輻射源對信號的無意調制特征。無意調制特征的出現主要是由于輻射源內部頻率源不穩定、輻射源內部諸多器件的非線性特性和器件加工過程中工藝缺陷造成的器件特性和技術指標的離散型引起的。

早期由Dr.Lawrence等人提出的利用脈內無意調制(Unintentional ModulationonPulse,UMOP)作為識別特征的方法取得了一定的效果。后來，基于域變換的很多優秀算法(包絡分析、雙譜、循環譜和小波變換等)被用來提取個體特征，這些算法雖對冗余特征進行了相應的優化，但存在個體特征維度高以及以仿真實驗為主，未針對實際信號進行測試等缺陷。許丹、黃淵凌等人另辟蹊徑，從指紋產生的機理出發，對發射機頻率源畸變、功放的非線性等特性進行分析、建模，所提取的個體特征達到了較好的識別效果，但是，運算過程中存在較多的個體特征，運算量大且效率較低，存在運算復雜度高以及缺乏實測數據驗證等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于貝塞爾曲線擬合雷達輻射源個體識別方法及系統，用于解決現有技術中存在的運算復雜度高的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明提供了一種基于貝塞爾曲線擬合雷達輻射源個體識別方法，包括以下步驟：

1)提取雷達脈沖信號的脈內無意調制特征D，特征D的表達式為：

D＝{y(n)|n∈[0,N-1]}

其中N為脈沖持續時間內的采樣點數，y(n)為脈內無意調相特征；

2)利用貝塞爾曲線對特征D所在的曲線進行擬合；

3)提取步驟2)中擬合后曲線的控制點，將控制點作為雷達脈沖信號的個體特征，對其進行識別。

有益效果：

本發明提供了一種基于貝塞爾曲線擬合的雷達輻射源個體特征提取方法。首先提取雷達脈沖信號UPMOP特征，再用貝塞爾曲線對該特征進行擬合，最后取擬合后曲線的控制點作為個體特征輸入神經網絡分類器。從雷達輻射源個體識別面臨的特征維度高、識別效率低等實際出發，選取了穩定性較好的UPMOP作為個體特征，利用貝塞爾曲線實現對UPMOP的擬合，提取擬合后的控制點作為新的個體識別特征向量，實現了特征維度的大幅降低。

進一步的，步驟2)中目標函數為：

其中F(x)為殘差的F范數，稱為伯恩斯坦多項式，P_i i∈[0,d]為控制點，為二項式系數。

進一步的，步驟3)中提取控制點的方法為高斯牛頓法或LM算法。

進一步的，通過神經網絡分類器對所述控制點進行識別。