[发明专利]一种通过频域变换处理提取雷达信号脉内特征参数的方法

说明书

本发明涉及雷达信号领域，具体的说是一种通过频域变换处理提取雷达信号脉内特征参数的方法，包括以下主要步骤：一、对侦测到的雷达信号进行Welch功率谱的特征提取；二、对Welch功率谱的特征进行三维熵的提取；三、选择三维熵作为最终的雷达信号脉内特征参数。当某个熵不足以区分8类雷达辐射源信号时，可以结合其他熵进行分析，总体而言，8类雷达辐射源信号Welch功率谱的三维熵特征存在差异，即具有较好的分离性，香农熵的方差小于0.01，指数熵的方差处于‑5数量级，范数熵的方差小于2.5，说明8类雷达辐射源信号Welch功率谱的三维熵特征受噪声的影响较小，即具有较好的稳定性，为后续的雷达信号分选与识别奠定了良好的基础。

技术领域

本发明涉及雷达信号领域，具体说是一种通过频域变换处理提取雷达信号脉内特征参数的方法。

背景技术

随着新型复杂体制雷达所占的比例越来越大，未知雷达辐射源信号分选在电子战中扮演的角色愈来愈重要，所需解决的问题也愈来愈多。当前的雷达辐射源信号分选算法主要是基于分析截获信号的各种常规参数，如到达时间、到达角、载频、脉宽等。其中，利用到达时间分选是较为常用的一种方法，典型的如序列差直方图、PRI变换，以及改进的PRI变换算法等。但这些算法都存在一定的缺陷，难以适用于当前复杂的电磁环境。脉内特征是雷达辐射源信号最具特色的参数之一，虽然当前一些雷达辐射源信号的常规参数变化丰富，但其脉内特征参数却具有一定的稳定性。因此，本发明提出一种基于频域变换处理的脉内特征参数，给出详细的提取过程，并进行了仿真分析，验证了所提方法的有效性和可行性。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种通过频域变换处理提取雷达信号脉内特征参数的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种通过频域变换处理提取雷达信号脉内特征参数的方法，包括以下步骤：

(1)对接收到的雷达信号进行Welch功率谱的特征提取；

假设侦测到的一雷达信号序列将其分段，每段长度为M，段间重叠为M-k，此时第i段的信号序列为：

xⁱ(t)＝x[t+(i-1)k] 0≤t≤M-1,1≤i≤L

式中，0＜k＜M，L为分段数，且满足：(L-1)k+M≤N

第i段的功率谱估计为：

式中，w(·)为非矩形窗函数；U为归一化因子，使所得的谱是渐进无偏估计，即：

则Welch定义的谱估计为：

(2)对Welch功率谱的特征进行三维熵的提取：

虽然求取雷达辐射源信号的Welch功率谱后，不同雷达信号间的差异得到了凸显，但是其维数较大，不便于表征信号特征和后续的分选识别，需要考虑利用一些提取简单、适用性强的特征进行降维处理，熵可以用来表征系统能量分布均匀的程度，也能作为对系统无序状态的衡量，不同雷达辐射源信号的Welch功率谱具有不同的规律特性，用熵有利于定量描述这种特性，下面给出三维熵特征的具体计算方法：

1)香农熵

由于不同雷达辐射源信号的Welch功率谱特征的无序化和不确定程度存在差异，因此可以用香农熵来进行刻画，香农熵的定义为：

假设一集合X＝{x₁,x₂,…,x_n}，则集合中各个事件发生的概率用n维概率分布P＝{p₁,p₂,…,p_n}表示，且满足两个条件：0≤p_i≤1且由此，香农熵表达式为下列公式一：