基于多特征提取的雷达脉冲重复间隔调制识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达辐射源识别技术领域。
【背景技术】
[0002] 辐射源识别是电子侦察的重要内容，完成对辐射源的调制特性、参数范围、工作性 能等的识别，在现代电子对抗领域中具有重要地位。接收系统面对的是非常宽的电磁频谱， 复杂体制雷达大量涌现，电子对抗技术不断更新，使得信号环境日趋恶化。辐射源工作参数 的改变、脉冲的丢失、信号的畸变、噪声的污染、干扰源的混叠等，增加了信号的不确定性。 不断涌现的信号低截获概率技术、脉内波形变换技术、多参数捷变技术、抗干扰技术、静默 工作形式等的综合应用，都给辐射源的正确识别提出了严峻挑战。
[0003] 总的来说，雷达辐射源识别的研究主要分为2个方面：辐射源特征参数分析和辐 射源识别方法研究。PRI是辐射源的主要参数，其调制方式与雷达的性能密切相关，所以 PRI调制方式识别是辐射源识别的重要组成部分。最早从20世纪70年代开始对雷达辐射源 的识别方法进行研究，现在已成为专家学者共同关注的热点课题。荣海娜提出了基于支持 向量机的脉冲重复间隔调制识别方法，这种方法在处理多分类问题上存在不足。N〇〇ne，G. P.提出了PRI-次差分后利用神经网络进行识别的方法，该方法存在过学习的问题。Kim ffff，Ry〇〇YJ，SongKH提出了基于PRI自相关函数波形特征的识别方法，该方法具有一定的 抗丢失及虚假能力。陈晟等提出了一个基于五个特征量（其中有两个特征量是对一种调制 方式进行识别）对五类调制方式进行识别的方法，该方法识别的PRI调制方式少，且对不能 正确识别的PRI直接判定为驻留与切换（分组）方式，缺乏严谨性。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有的雷达辐射源识别方法中存在的可识别PRI调制 方式较少和雷达辐射源PRI调制方式识别正确率低的问题。
[0005] 基于多特征提取的雷达脉冲重复间隔调制识别方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一：测量雷达信号的到达时间Τ0Α，对到达时间Τ0Α序列进行一次差分处理， 得到雷达信号的PRI序列Ρ(η)，η= 0, 1，2. . .N-1，式中η为PRI的序号，N为PRI序列长 度；
[0007] 步骤二：根据雷达信号的常规PRI、参差PRI、抖动PRI、滑变PRI、正弦PRI和驻留 与切换PRI共6种调制方式的特点，设计用于识别的特征量：
[0008] 第一个特征量Ri是基谐波幅度比；
[0009] 第二个特征量R2是去直流过零点值；
[0010] 第三个特征量R3 (η)为常规均值比；
[0011] 第四个特征量&是中值滤波去直流过零点值；
[0012] 第五个特征量1?5为PRI差分极性特征量；
[0013] 第六个特征量&为PRI-阶差分极性拟合相似度；
[0014] 第七个特征量馬为PRI-阶差分累加值；
[0015] 步骤三：利用步骤二中的特征量对步骤一得到的雷达信号的PRI序列进行识别。
[0016] 步骤三的具体识别步骤如下：
[0017] 步骤1 :将步骤一得到的雷达信号的PRI序列按
行判断，式中A 为札对应的门限值；当结果为1时，判断其为正弦PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继 续进行识别；
[0018] 步骤2 :将步骤1未识别的PRI序列按
进行判断，式中r21和 r22分别是1?2对应的门限值；当结果为1时，判断其为抖动PRI;否则判断为未识别的PRI序 列，继续进行识别；
[0019] 步骤3 :将步骤2未识别的PRI序列进行点数为3的中值滤波处理，然后进行脉 冲丢失检测与补偿处理，之后按
进行判断，式中r31和r32分别是 R3 (η)对应的门限值；当结果为1时，判断其为常规PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继 续进行识别；
[0020] 步骤4 :将步骤3未识别的PRI序列按
进行判断，式中&为R4 对应的门限值；当结果为1时，判断其为无周期性的驻留与切换PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识别；
[0021] 步骤5 :将步骤4未识别的PRI序列按
进行判断，式中&为R5 对应的门限值；当结果为1时，判断其为有周期性的驻留与切换PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识别；
[0022] 步骤6 :将步骤5未识别的PRI序列按
进行判断，式中r62为1?6对 应的门限值；当结果为1时，判断其为滑变PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识 别；
[0023] 步骤7 :将步骤6未识别的PRI序列按
进行判断，式中r72为R7对 应的门限值；当结果为1时，判断其为参差PRI;否则判断为未知的PRI变化形式。
[0024] 本发明具有以下有益效果：
[0025] 本发明对雷达辐射源PRI调制方式的识别正确率很高，对于六类常见PRI类型都 能在1~7%测量误差的条件下达到80. 7%以上的识别率；本发明在12%脉冲丢失率的条 件下，对于六类PRI调制类型的识别仍能达到79. 8%的正确识别率。
[0026] 本发明提出的基于多特征量的PRI调制识别方法在测量误差较大及脉冲丢失率 较高的情况下准确度高，计算复杂度低，鲁棒性好，具有很强的实际应用价值。
【附图说明】
[0027] 图1为PRI调制方式的示意图（图l-a、b、c、d、e、f分别为正弦、抖动、常规、驻留 与切换、滑变、参差PRI的调制方式示意图）；
[0028] 图2为PRI识别算法结构流程图；
[0029] 图3为识别正确率随测量误差的变化图；
[0030] 图4为识别正确率随脉冲丢失率的变化图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0031] 一：结合图1和图2说明本实施方式，
[0032] 基于多特征提取的雷达脉冲重复间隔调制识别方法，其特征在于包括以下步骤：
[0033] 步骤一：测量雷达信号的到达时间Τ0Α，对到达时间Τ0Α序列进行一次差分处理， 得到雷达信号的PRI序列Ρ(η)，η= 0, 1，2. . .N-1，式中η为PRI的序号，N为PRI序列长 度；
[0034] 步骤二：根据雷达信号的常规PRI、参差PRI、抖动PRI、滑变PRI、正弦PRI和驻留 与切换PRI共6种调制方式的特点，设计用于识别的特征量：
[0035] 第一个特征量札是基谐波幅度比；
[0036] 第二个特征量R2是去直流过零点值；
[0037] 第三个特征量R3 (η)为常规均值比；
[0038] 第四个特征量&是中值滤波去直流过零点值；
[0039] 第五个特征量R5为PRI差分极性特征量；
[0040] 第六个特征量&为PRI-阶差分极性拟合相似度；
[0041] 第七个特征量馬为PRI-阶差分累加值；
[0042] 步骤三：利用步骤二中的特征量对步骤一得到的雷达信号的PRI序列进行识别。
【具体实施方式】 [0043] 二：结合图2说明本实施方式，
[0044] 本实施方式所述的步骤三的具体识别步骤如下：
[0045] 步骤1 :将步骤一得到的雷达信号的PRI序列按
进行判断，式中A 为札对应的门限值；当结果为1时，判断其为正弦PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继 续进行识别；
[0046] 步骤2 :将步骤1未识别的PRI序列按
进行判断，式中r21和 r22分别是1?2对应的门限值；当结果为1时，判断其为抖动PRI;否则判断为未识别的PRI序 列，继续进行识别；
[0047] 步骤3 :将步骤2未识别的PRI序列进行点数为3的中值滤波处理，然后进行脉冲 丢失检测与补偿处理，之后按
进行判断，式中r31和r32分别是1?3对 应的门限值；当结果为1时，判断其为常规PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识 别；
[0048] 步骤4 :将步骤3未识别的PRI序列按
对应的门限值；当结果为1时，判断其为无周期性的驻留与切换PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识别；
[0049] 步骤5 :将步骤4未识别的PRI序列按
对应的门限值；当结果为1时，判断其为有周期性的驻留与切换PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识别；
[0050] 步骤6 :将步骤5未识别的PRI序列按
应的门限值；当结果为1时，判断其为滑变PRI;否则判断为未识别的PRI序列，继续进行识 别；
[0051] 步骤7 :将步骤6未识别的PRI序列按
应的门限值；当结果为1时，判断其为参差PRI;否则判断为未知的PRI变化形式。
[0052] 其他步骤和参数与【具体实施方式】一相同。
【具体实施方式】 [0053] 三：
[0054] 本实施方式所述的步骤3所述的脉冲丢失检测与补偿处理具体步骤如下：
[0055] 把高于平均PRI的1. 5倍的PRI值均视为丢失脉冲产生的错误PRI值，取前一PRI 值作为修正值。
[0056] 其他步骤和参数与【具体实施方式】二相同。
【具体实施方式】 [0057] 四：
[0058] 本实施方式所述的步骤1所述的匕是通过以下步骤得到的：
[0060] 式中：AiSPRI序列频谱基波分量的幅度，A2为PRI序列频谱二次谐波分量的幅 度；
[0061] 根据基谐波幅度比Ri定义第一个判别量F1:
[0063] 式中：巧为R冰应的门限值。
[0064] 其他步骤和参数与【具体实施方式】三相同。
【具体实施方式】 [0065] 五：
[0066] 本实施方式所述的步骤2所述的匕是通过以下步骤得到的：
[0067] 设PRI序列去直流后的交流分量为d(i);令a(i)为：
[0069] 其中，L=N_1;
[0070] 定义一定数据长度下PRI序列中交流成分过零点的总次数为去直流过零点值：
[0072] 根据去直流过零点值R2定义第二个判别量F2
[0074] 式中：r21和r22分别是R2对应的门限值。
[0075] 其他步骤和参数与【具体实施方式】四相同。
【具体实施方式】 [0076] 六：
[0077] 本实施方式所述的步骤3所述的匕是通过以下步骤得到的：
[0078] 针对经过中值滤波处理和脉冲丢失检测与补偿处理后的PRI序列，
[0079] 对于常规PRI而言，其PRI的值是恒定的；但是在实际环境中，往往因丢失脉冲及 测量误差等的影响误判成抖动PRI，由此定义常规均值比R3(η):
[0080] /^,(//) --p(n)iayne0,1
[0081] 其中，a为PRI序列p(n)的均值；
[0082] 根据常规均值比R3 (η)定义第三个判别量F3:
[0084] 式中：r31和r32分别为R3 (η)对应的门限值。
[0085] 其他步骤和参数与【具体实施方式】五相同。
【具体实施方式】 [0086] 七：
[0087] 本实施方式所述的步骤4所述的匕是通过以下步骤得到的：
[0088] 针对经过中值滤波处理和脉冲丢失检测与补偿处理后的PRI序列，
[0089] 设去直流后的交流分量为cT(i);令V(i)为：
[0091] 经过中值滤波处理和脉冲丢失检测与补偿处