[发明专利]基于电磁数据聚类的雷达信号统计特征提取方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于电磁数据聚类的雷达信号统计特征提取方法及装置。包括：根据到达时间计算相邻脉冲的脉间时差，得到脉冲的时差‑载频对集合；通过聚类分析确定时差‑载频对集合中聚集性较强的参数对，得到载频‑重频对典型值集合；对每个参数对进行核验，确定虚假重频，将虚假重频从载频‑重频对典型值集合中剔除，得到真实载频‑重频对集合；基于真实载频‑重频对集合从雷达脉冲列中提取对应脉宽，得到雷达脉冲列的三参数特征集。本方法能够大幅削弱各类测量误差和数据噪声的影响，有助于提高特征参数提取精度；实现了对雷达信号载频、重频、脉宽等多个特征参数的联合提取，能够更准确地反映雷达信号的本质规律。

技术领域

本发明涉及电磁信息处理技术领域，特别是涉及一种基于电磁数据聚类的雷达信号统计特征提取方法及装置。

背景技术

雷达辐射源广泛应用于解决目标和环境探测等问题，在军用和民用领域都有大量应用。雷达通常被搭载在各种陆基、空中、海面武器平台上，用于探测周围的目标态势、气象水文环境等信息，实现尽早的威胁告警、气象预报。雷达通过向空间辐射电磁波来工作，在实现目标探测和环境感知等功能的同时，其电磁辐射也暴露在电子侦察系统面前，成为非合作方掌握其所属平台位置、威胁和意图等属性的重要线索。不同雷达依据各自的功能需要，往往采用不同的信号参数，典型的信号参数包括载频、脉宽、重频等。利用这一特点，电子侦察系统可以通过截获雷达信号并分析其统计特征，实现对雷达辐射源的属性识别。但是，现代雷达辐射源的信号参数往往有多个可选值，且在实际电磁环境中，电子侦察信号中通常会存在显著的参数测量误差，以及漏脉冲、干扰脉冲等数据噪声，给雷达信号统计特征的提取过程造成了很大困难。

电子侦察系统通过一段时间的积累，可以获得特定型号雷达的大量电磁辐射数据，这些数据覆盖了雷达常用的各个参数值。对电子侦察数据进行聚类分析，提取出雷达信号的统计参数，可以直观地反映各型雷达的工作特点，以及不同雷达之间的参数差异，能够为雷达型号识别提供有力支撑。然而，电子侦察信号的低截获概率和各种测量误差、数据噪声等非理想因素显著增大了雷达信号统计参数的提取难度。

由于雷达信号截获和分析问题仅存在于特定的应用领域，其特征分析和提取问题目前公开发表的学术论文较少，而且由于雷达侦察数据获取困难，相关学术研究只能基于仿真数据完成，并不能真实、全面地反映实际电子侦察数据的情况，据此提出的雷达信号统计特征提取思路也难免有所偏差。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够消除各种参数误差、数据噪声等非理想因素的负面影响，准确估计雷达信号载频、重频、脉宽等典型参数，基于电磁数据聚类实现的雷达信号统计特征提取方法及装置。

一种基于电磁数据聚类的雷达信号统计特征提取方法，所述方法包括：

获取雷达脉冲列，所述雷达脉冲列包含多个雷达脉冲子列，所述雷达脉冲子列包含多个脉冲，所述脉冲包括参数：载频、脉宽、到达时间；根据所述到达时间计算相邻脉冲的脉间时差，得到所述脉冲的时差-载频对集合；通过聚类分析确定所述时差-载频对集合中聚集性较强的参数对，得到载频-重频对典型值集合；对每个参数对进行核验，确定虚假重频，将所述虚假重频从所述载频-重频对典型值集合中剔除，得到真实载频-重频对集合；基于所述真实载频-重频对集合从雷达脉冲列中提取对应脉宽，得到所述雷达脉冲列的完整三参数特征集。

在其中一个实施例中，还包括：根据所述到达时间计算相邻脉冲的脉间时差，得到所述脉冲的时差-载频对集合，包括：

顺次计算相邻脉间时差，筛选出位于重频取值范围内的脉间时差集合，从所述脉间时差集合筛选出尾脉冲位于载频取值范围内的有效脉间时差集合；基于所述有效脉间时差集合从相应脉冲中提取载频参数，并和所述脉间时差集合组成时差-载频对集合；将所述时差-载频对汇总形成参数对点集。

在其中一个实施例中，还包括：所述聚类分析采用DBSCAN聚类。