複雜環境下雷達指紋識別系統的關鍵技術研究

《複雜環境下雷達指紋識別系統的關鍵技術研究》是依託西安電子科技大學，由王磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：複雜環境下雷達指紋識別系統的關鍵技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王磊
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

隨著現代軍事對抗信息化特徵的日益增強，雷達輻射源指紋（個體）識別已成為當前電子偵察領域的研究熱點和難點問題。它通過接收未知雷達輻射源發射的信號，分析其指紋特徵，從而唯一地識別輻射源個體，完成準確的搭載平台鑑別和威脅判斷。本項目針對實際環境中干擾複雜、信號密度大、雷達參數多變等挑戰，開展雷達指紋識別的關鍵技術研究。主要研究內容有：1.研究雷達輻射源信號預處理方法，包括降噪、多徑判別與抑制等；2.研究複雜體制輻射源信號調製分析方法；3.研究輻射源個體特徵的產生機理和有效提取方法；4. 研究基於距離準則和模糊核函式最佳化的特徵選擇方法，以及基於典型相關分析的特徵融合方法；5.研究基於廣義置信度評價的信號拒判方法，基於後驗機率的分類器融合方法，以及特徵庫線上更新方法。本項目的研究成果將為進一步完善我國雷達輻射源個體識別的方法體系、促進其工程套用、提高電子對抗系統的性能提供理論與技術支撐。

結題摘要

本項目針對實際環境中干擾複雜、信號密度大、雷達參數多變等挑戰，開展雷達指紋識別系統的關鍵技術研究。所取得的主要研究成果有：1. 研究了基於時頻分析的輻射源信號預處理方法。提出了輻射源信號的小波域降噪方法，有效地提高了包絡特徵提取的精度和穩定度。提出了基於Wigner-Ville分布的實測信號多徑檢測方法，可有效地檢測出信號的尾部存在頻率漂移；2. 研究了複雜環境下雷達輻射源信號的調製分析。提出了基於模糊函式的輻射源信號調製識別方法，不僅能夠實現有意調製特徵分析和識別，而且能適用於多徑環境；3. 研究了輻射源指紋特徵的產生機理和提取方法。提出了基於模糊函式都卜勒切片的輻射源信號特徵提取方法，挖掘出最具“鑑別力”的穩定特徵，滿足了工程套用的實時性要求。研究了輻射源信號無意調製機理分析，利用輻射源信號模糊函式的整體建模，不僅證明了相位噪聲是無意調製特徵產生的根源，而且給出了前述特徵提取方法的機理解釋；4. 研究了輻射源指紋特徵最佳化與多特徵融合方法。提出了基於原子匹配追蹤的指紋特徵優選新方法，保證了類間原子集匹配時具有很強的獨立性，類間判別信息得以保留，因而最大限度地挖掘了雷達信號間的指紋差異。提出了基於局部相關成分分析的指紋特徵降維方法，使得相同類標的樣本在投影后空間中分布更加緊湊，挖掘了輻射源數據更多的局部結構信息。提出了基於多集典型相關分析的雷達輻射源多特徵融合新方法，利用多集典型相關分析實現了表征能力不同的各切片間的特徵融合與冗餘消除，而進一步推廣得到的多集判別典型相關分析在保持較低典型向量階數的同時可以獲得更優的輻射源個體識別性能；5.研究了適合於雷達輻射源指紋識別的智慧型分類器。提出了基於模糊線上加權的Passive Aggressive算法，可套用於輻射源個體的線上識別與特徵庫更新。研究了基於多核學習的輻射源融合分類算法，其利用了多核學習的融合機制，可以對不同域的輻射源指紋特徵進行異源信息融合與分類，具有工程套用價值。提出了權值自適應的輻射源多特徵融合分類器，其利用樹狀結構將機率SVM推廣到多分類問題，並進行權值的自動調節，提升了多分類器的融合性能。設計了基於廣義置信度準則的系統拒識和性能評價體系，實現了非庫屬輻射源的有效鑑別。本項目的研究成果將為進一步完善我國雷達輻射源個體識別的方法體系、促進其工程套用、提高電子對抗系統的性能提供理論與技術支撐。