[发明专利]一种基于时频图像特征的脉内调制识别方法

说明书

本发明属于雷达辐射源信号识别技术领域，具体涉及一种基于时频图像特征的脉内调制识别方法。本发明包括：(1)对雷达信号进行Wigner‑Vill分布时频变换，得到反映信号能量随时间和频率的时频分布图；(2)对步骤(1)得到的时频图像进行图像预处理；(3)对预处理后的图像进行插值打散原轨迹；(4)将步骤(3)中被打散成单个点的轨迹类比成目标跟踪中的目标位置，并引入联合概率数据关联来识别出不同雷达信号的轨迹；(5)运用中心矩提取时频图像的形状特征等。本发明提出了一种将雷达信号通过时频分布变换转换为时频图像，通过数字图像处理将同一时刻到达并且频率互相交叠的情况下，分别识别出雷达信号调制方式的方法。

技术领域

本发明属于雷达辐射源信号识别技术领域，具体涉及一种基于时频图像特征的脉内调制识别方法。

背景技术

雷达辐射源信号识别是电子情报侦察、电子支援侦察和威胁告警系统中的关键处理过程，其识别水平直接关系到雷达对抗设备的技术先进程度。随着现代电子战的激烈对抗，新型复杂体制雷达不断投入使用并逐渐占据主导地位，电磁威胁环境的信号密度高达每秒120万个脉冲以上，雷达工作频率覆盖范围达到了0.1～20GHz，并正在向0.05～140GHz扩展，雷达信号波形在时频等多个域中同时变化，隐身和抗干扰能力大大增强。传统五参数(载频、脉冲到达时间、脉冲幅度、脉冲宽度和脉冲到达方向)识别方法难以适应这样密集、复杂和多变的信号环境，雷达辐射源信号识别面临着前所未有的挑战。近年来关于雷达辐射源信号识别的大量研究成果表明，脉内调制识别将有望在新型复杂体制雷达辐射源信号识别技术与装备方面获得重要突破。现有的雷达辐射源信号脉内调制识别方法主要有小波及小波包变换法、小波脊线法、相像系数法、经验模式分解法、相对无模糊相位重构法、熵特征法、围线积分双谱法、复杂度特征法、分数傅里叶-包络法、分形维数法、模糊函数主脊切面法、瞬时频率派生特征法和模糊函数主脊切面特征法等。现有的方法为使信号之间差异明显，都选择将采样信号做某种变换，对变换后的信号进行特征提取，进而完成对信号的调制方式的识别。这些方法都主要针对少数几种信号，对于其它信号的识别效果还有待于进一步研究，同时这些方法都是只考虑了同一时刻只有单一信号的情况，没有探讨同一时刻多信号频率交叠的情况。

发明内容

本发明的目的是提出一种既能够对不同调制类型的雷达信号、又能够利用时频图像区分同一时刻多信号频率交叠的基于时频图像特征的脉内调制识别方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)对雷达信号进行Wigner-Vill分布时频变换，得到反映信号能量随时间和频率的时频分布图；

对相关函数作滑窗处理，得到时变的局部相关函数公式，

当窗函数取时间冲击函数，不加限制，而在时域取瞬时值，

对时变局部相关函数作Fourier变换，即可得到WVD，

设有n个分量信号，得到多分量信号的WVD，

雷达信号经过Wigner-Vill分布时频变换后得到时频图像；

(2)对步骤(1)得到的时频图像进行图像预处理；

对时频图像灰度值进行归一化；设和σ²分别是所有像素点灰度值的均值和方差；

归一化后像素点的灰度值为：