[發(fā)明專利]一種通過(guò)頻域變換處理提取雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)特征參數(shù)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011254110.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112462343B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓俊;何明浩;郁春來(lái);劉飛;唐玉文;唐瑭;趙欣;唐曉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41;G01S7/295
• 代理公司: 武漢智正誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42278
• 代理人: 董霖

1.一種通過(guò)頻域變換處理提取雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)特征參數(shù)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對(duì)接收到的雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行Welch功率譜的特征提取；

假設(shè)偵測(cè)到的一雷達(dá)信號(hào)序列將其分段，每段長(zhǎng)度為M，段間重疊為M-k，此時(shí)第i段的信號(hào)序列為：

xⁱ(t)＝x[t+(i-1)k]0≤t≤M-1,1≤i≤L

式中，0＜k＜M，L為分段數(shù)，且滿足：(L-1)k+M≤N

第i段的功率譜估計(jì)為：

式中，w(·)為非矩形窗函數(shù)；U為歸一化因子，使所得的譜是漸進(jìn)無(wú)偏估計(jì)，即為：

則Welch定義的譜估計(jì)為：

(2)對(duì)Welch功率譜的特征進(jìn)行三維熵的提取：

雖然求取雷達(dá)輻射源信號(hào)的Welch功率譜后，不同雷達(dá)信號(hào)間的差異得到了凸顯，但是其維數(shù)較大，不便于表征信號(hào)特征和后續(xù)的分選識(shí)別，熵用來(lái)表征系統(tǒng)能量分布均勻的程度，也能作為對(duì)系統(tǒng)無(wú)序狀態(tài)的衡量，下面給出三維熵特征的具體計(jì)算方法：

1)香農(nóng)熵

由于不同雷達(dá)輻射源信號(hào)的Welch功率譜特征的無(wú)序化和不確定程度存在差異，因此用香農(nóng)熵來(lái)進(jìn)行刻畫，香農(nóng)熵的定義為：

假設(shè)一集合X＝{x₁,x₂,…,x_n}，則集合中各個(gè)事件發(fā)生的概率用n維概率分布P＝{p₁,p₂,…,p_n}表示，且滿足兩個(gè)條件：0≤p_i≤1且由此，香農(nóng)熵表達(dá)式為下列公式一：

其中，

2)指數(shù)熵

香農(nóng)熵在解決信號(hào)不確定性問(wèn)題時(shí)有較好的效果，但也存在一定的問(wèn)題，在香農(nóng)熵的定義中，如果p_i→0，則信息增量ΔI(p_i)→∞，即當(dāng)p_i＝0時(shí)，ΔI(p_i)＝-log₂(p_i)沒(méi)有定義，則指數(shù)熵表達(dá)式為下列公式二：

其中，

3)范數(shù)熵

范數(shù)熵在刻畫不同脈內(nèi)調(diào)制方式的雷達(dá)輻射源信號(hào)的頻譜形狀、能量分布和集中程度上有較好的效果，考慮到不同雷達(dá)輻射源信號(hào)的Welch功率譜具有不同的能量分布情況，因此用范數(shù)熵來(lái)進(jìn)行刻畫，假設(shè)一信號(hào)序列則范數(shù)熵的表達(dá)式為下列公式三：

式中，1＜R＜2，通常情況下取R＝1.5；

(3)選擇三維熵作為最終的雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)特征參數(shù)：

對(duì)于偵測(cè)到的雷達(dá)信號(hào)，首先求取Welch功率譜，然后在此基礎(chǔ)上按照公式一、公式二和公式三，依次求取出香農(nóng)熵、指數(shù)熵和范數(shù)熵，構(gòu)成雷達(dá)信號(hào)的脈內(nèi)特征參數(shù)，描述為下列公式八：F＝{H_S,H_E,H_R}。