[發明專利]一種通過頻域變換處理提取雷達信號脈內特征參數的方法

有效

• 申請號: 202011254110.2
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112462343B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 韓俊;何明浩;郁春來;劉飛;唐玉文;唐瑭;趙欣;唐曉杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/295
• 代理公司: 武漢智正誠專利代理事務所(普通合伙) 42278
• 代理人: 董霖

本發明涉及雷達信號領域，具體的說是一種通過頻域變換處理提取雷達信號脈內特征參數的方法，包括以下主要步驟：一、對偵測到的雷達信號進行Welch功率譜的特征提取；二、對Welch功率譜的特征進行三維熵的提取；三、選擇三維熵作為最終的雷達信號脈內特征參數。當某個熵不足以區分8類雷達輻射源信號時，可以結合其他熵進行分析，總體而言，8類雷達輻射源信號Welch功率譜的三維熵特征存在差異，即具有較好的分離性，香農熵的方差小于0.01，指數熵的方差處于?5數量級，范數熵的方差小于2.5，說明8類雷達輻射源信號Welch功率譜的三維熵特征受噪聲的影響較小，即具有較好的穩定性，為后續的雷達信號分選與識別奠定了良好的基礎。

技術領域

本發明涉及雷達信號領域，具體說是一種通過頻域變換處理提取雷達信號脈內特征參數的方法。

背景技術

隨著新型復雜體制雷達所占的比例越來越大，未知雷達輻射源信號分選在電子戰中扮演的角色愈來愈重要，所需解決的問題也愈來愈多。當前的雷達輻射源信號分選算法主要是基于分析截獲信號的各種常規參數，如到達時間、到達角、載頻、脈寬等。其中，利用到達時間分選是較為常用的一種方法，典型的如序列差直方圖、PRI變換，以及改進的PRI變換算法等。但這些算法都存在一定的缺陷，難以適用于當前復雜的電磁環境。脈內特征是雷達輻射源信號最具特色的參數之一，雖然當前一些雷達輻射源信號的常規參數變化豐富，但其脈內特征參數卻具有一定的穩定性。因此，本發明提出一種基于頻域變換處理的脈內特征參數，給出詳細的提取過程，并進行了仿真分析，驗證了所提方法的有效性和可行性。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供了一種通過頻域變換處理提取雷達信號脈內特征參數的方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種通過頻域變換處理提取雷達信號脈內特征參數的方法，包括以下步驟：

(1)對接收到的雷達信號進行Welch功率譜的特征提取；

假設偵測到的一雷達信號序列將其分段，每段長度為M，段間重疊為M-k，此時第i段的信號序列為：

xⁱ(t)＝x[t+(i-1)k]?0≤t≤M-1,1≤i≤L

式中，0＜k＜M，L為分段數，且滿足：(L-1)k+M≤N

第i段的功率譜估計為：

式中，w(·)為非矩形窗函數；U為歸一化因子，使所得的譜是漸進無偏估計，即：

則Welch定義的譜估計為：

(2)對Welch功率譜的特征進行三維熵的提取：

雖然求取雷達輻射源信號的Welch功率譜后，不同雷達信號間的差異得到了凸顯，但是其維數較大，不便于表征信號特征和后續的分選識別，需要考慮利用一些提取簡單、適用性強的特征進行降維處理，熵可以用來表征系統能量分布均勻的程度，也能作為對系統無序狀態的衡量，不同雷達輻射源信號的Welch功率譜具有不同的規律特性，用熵有利于定量描述這種特性，下面給出三維熵特征的具體計算方法：

1)香農熵

由于不同雷達輻射源信號的Welch功率譜特征的無序化和不確定程度存在差異，因此可以用香農熵來進行刻畫，香農熵的定義為：

假設一集合X＝{x₁,x₂,…,x_n}，則集合中各個事件發生的概率用n維概率分布P＝{p₁,p₂,…,p_n}表示，且滿足兩個條件：0≤p_i≤1且由此，香農熵表達式為下列公式一：