复合调制雷达信号自主侦收方法研究

发布时间：2018-04-05 02:23

本文选题：雷达侦察　切入点：复合调制信号　出处：《电子科技大学》2017年博士论文

【摘要】：当前的雷达辐射源系统正在逐步具备环境认知与自适应探测能力,且辐射源信号已能在多维度进行参数调制与捷变。众多新型及复合调制雷达辐射源信号在电磁环境中出现,给当前雷达侦收信号处理带来了巨大挑战。提升侦收系统对复合调制雷达信号等新型辐射源信号的自主应对能力,已成为雷达对抗领域发展的一个迫切需求。本文首先设计和探讨了算法模块、处理流程及系统协作等三个层面可行的自主处理架构,进而在算法模块级自主处理架构下研究了复合调制信号的调制类型识别、信号的频率自主估计及兼具调频调相特征的多相码雷达信号的快速参数估计等问题,最后从理论层面分析了伪码/线性调频复合信号的参数估计性能。相关成果可为新型雷达对抗接收机研制等相关电子战技术研究提供有益思路。本文的主要工作及相关研究成果如下:1)从信号处理算法和流程等方面深入分析了雷达信号侦收处理架构,讨论了相应架构下的信号处理方法及能力。在算法模块层面,研究了并行处理与信息融合式自主架构、迭代渐进式自主处理架构,并结合具体的侦收功能模块分别探讨了基于信噪比(SNR)、脉冲宽度(PW)、调制成分分析、多通道调制参数特征估计与融合、参数置信水平及参数可靠性评估的脉内及脉间信号特征分析与处理架构。在信号处理流程层面,研究了模块交互更新型、电磁环境态势深度分析型处理架构,前者具备并行处理和反馈式处理能力;后者强调对电磁环境态势及态势变化量的感知、回溯、跟踪与预测,探讨了基于序列回溯更新式分选处理、已知与未知威胁并行处理的分析架构,以及基于威胁等级、同时到达信号个数的资源自主配置架构。在系统功能协作层面,分析了侦收系统与雷达系统协作提升抗干扰能力、侦收系统与干扰系统协作提升干扰效能两种处理架构。相关架构可为将来新体制雷达对抗接收机设计提供支撑能力。2)提出了一种基于瞬时频率变化率(IFR)曲线突变特征与调制成分分析方法的脉内调制类型自主识别方法,实现了包含复合调制信号在内的新型、未知雷达辐射源波形的调制大类型识别。将雷达脉内有意调制(IMOP)分为连续频率调制(CFM)、离散频率编码(DFC)以及离散相位编码(DPC)三大类,再将DFC和DPC大类分为基本调制子类和复合调制子类;然后利用广义相位导数(GRPD)理论以及实测SNR,可得到自适应滑窗IFR曲线;最后根据IFR曲线突变规律差异,毋需先验知识即可对截获信号进行大类型识别,可作为现有识别架构的“预识别模块”。算法不影响已有先验知识类型信号的识别成功率,但可实现对新型、未知复合调制信号的大类型自主识别,仿真实验与对比证明了处理架构与方法的有效性。3)提出了一种基于可靠性系数的频率自主估计方法。在估计误差不大于一个离散傅里叶变换(DFT)频率分辨单元的情况下,利用单次估计的可靠性系数实现了对三种快速频率估计算法最优结果的自主选取。该方法既可在较低SNR下使估计性能接近克拉美-罗下界(CRLB),还可为单次输出结果提供可靠性自主评估,为后续处理提供参考。4)提出了两种自主分析架构下的多相码信号快速参数估计方法。针对线性调频(LFM)信号导出的五类多相码信号,在调频调相并行估计处理架构下提出了一种利用不同延迟长度瞬时自相关的参数估计方法;利用频域自相关积分方法,提出了一种仅基于DFT系数乘加和迭代运算实现快速多相码信号中心频率和码速率快速估计的方法。理论分析和仿真实验证实了部分算法模块级自主处理架构的可行性。5)理论推导了高斯白噪声环境中伪码/线性调频复合信号参数估计的修正克拉美-罗下界(MCRLB),并定量分析了分步处理架构下复合调制信号的参数估计性能。相关成果为伪码/线性调频复合信号参数估计性能分析提供了理论工具,对其它复合信号分析与处理也具有借鉴意义。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN957.51

【参考文献】