一種新的雷達信號分選方法

摘要：在雷達輻射源信號分選領域，隨著現代電子戰電磁環境的惡化，信號參數空間的嚴重交疊，五經典聾數分連方法性能急劇下降。針對傳統館號分選方法的不足，提出瞬時自相關算法瞬時頻率派生特征提取算法，提取和補充新的分選參數，構建更為有效的分選特征向量。通過Matlab仿真，驗證了該算法的正確性和實際應用的可行性。
關鍵詞：雷達輻射源；信號分選；五經典參數；瞬時頻率；特征提取算法

0 引 言
隨著現代戰爭的發展，電子戰的作用和地位發生了巨大的變化，成為現代戰爭的重要手段。要想做到知己知彼，取得戰爭的主動權就必須掌握敵方雷達等電子裝備的特性。因此，通過偵察情報的分析來進行雷達信號識別具有特別重要的意義。就目前而言，現有識別方法已不能滿足日益復雜的電磁環境的需要，對新的雷達信號識別方法的研究勢在必行。
瞬時自相關算法是一種非線性時頻分析方法，適用于非平穩信號的分析。而現代雷達信號多采用非平穩信號，瞬時自相關算法瞬時頻率派生特征提取算法用于雷達信號的分選便成為可能。

1 瞬時自相關算法(ISC)原理
設經模數轉換(ADC)采樣、解析變換后得到的中頻解析信號為：

式中，A為信號幅度，f(n)和ψ(n)分別為頻率和相位調制函數，ψ0為任意初相，fs為采樣頻率。
參考文獻，信號的瞬時自相關運算定義為：

設瞬時相位為θ（n，m），則式（4）可用下式表示：

式中，Im(?)和Re(?)分別表示求信號虛部和實部的運算。由于相位的變化率為頻率，因此信號的瞬時頻率由下式計算：

對于任意如式(1)的信號，在不太長的時間間隔m內(mN信號長度)．可將其近似看作頻率為fi(i=1，2．3，…)的局部平穩諧波，即：

換句話說，相位調制ψ(n)引起的相位改變相當于信號頻率從f(n)調整為fi所引起的相位變化。
為了抑制噪聲的干擾，對n和n+m間的采樣點作滑動平均處理，以平均瞬時頻率：

作為第n點的瞬時頻率。經此處理后，算法在低信噪比環境的適應能力有了進一步的提高。

2 瞬時頻率派生特征提取算法
根據統計學原理，利用各瞬時頻率統計特性的變化差異來提取它的派生特征，并使新提取的特征具有標識信號調制類型的能力。
下面就常規脈沖信號(CON)、線性調頻信號(LFM)、相位編碼信號(PSK)和頻率編碼信號(FSK)幾種典型雷達信號進行瞬時頻率派生特征提取算法進行分析。
LFM的瞬時頻率和采樣時間之間表現出較好的線性相關性，而其他類型信號的相關性均較差。因此，相關系數R可以作為識別LFM信號的一個較為可靠的特征：

式中，fIF為提取的瞬時序列，Ts=1／fs為采樣間隔，cov(?)和D(?)分別為協方差和方差函數。
將瞬時頻率fIF做歸一化處理：