文档介绍：硕士学位论文
线性调频雷达信号特征提取方法研究
RESEARCH ON CHARACTERISTIC
EXTRACTION OF LFM RADAR SIGNALS
陈淞
哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
线性调频雷达信号特征提取方法研究
硕士研究生: 陈淞
导师: 赵雅琴副教授
申请学位: 工学硕士
学科: 信息与通信工程
所在单位: 电子与信息工程学院
答辩日期: 2011 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH ON CHARACTERISTIC
EXTRACTION OF LFM RADAR SIGNALS
Candidate: Chen Song
Supervisor: Associate Prof. Zhao Yaqin
Academic Degree Applied for: Mater of Engineering
Speciality: Information munication
Engineering
Affiliation: School of Electronics and
Information Engineering
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
在现在战争复杂的电磁环境下,对目标辐射出的无线电信号进行被动截获、
分析,提取出辐射源个体的有效特征参数,进而实现对目标的识别、定位、跟
踪、干扰、攻击等,对占领信息化战争的主动权具有重要意义。该方法能够有
效地克服有源目标识别过程中存在的暴露性强、易被干扰、对发射功率要求高
等局限性。基于此,本文重点对目标辐射的线性调频雷达信号分析及特征提取
方法展开研究,为实现被测目标的识别及信息获取奠定基础。
首先,针对线性调频信号频率随时间线性变化的特点,采用分数阶傅里叶
变换对线性调频信号进行了特征提取。在分析了分数阶傅里叶变换的基本概念
及快速算法的基础上,对分数阶傅里叶变换分析线性调频信号的流程进行设计,
完成了对信号调频斜率和初始频率特征的估计,并引入了重复搜索法来克服强
噪声和强干扰环境的影响。对该方法的抗噪性能和抗干扰性能的仿真实验分析
表明,分数阶傅里叶变换对线性调频信号分析十分有效。
然后,重点对基于分数阶傅里叶变换的周期线性调频信号特征提取方法展
开研究。依据线性调频连续波和线性调频脉冲波的周期重复特性,引入短时加
窗的处理思想对信号进行逐段分析,在提取了变换域最大幅度的周期性和脉内
初始频率的周期性基础上,实现了对脉冲周期和调频周期的有效估计。并在强
干扰环境下,引入 K 均值分类对重复搜索的结果进行调整,有效地提高了该方
法的抗干扰性能,但该方法的脉冲宽度估计精度对不同信噪比环境下的调整量
具有一定的依赖性。
最后,针对分数阶傅里叶变换提取线性调频信号脉冲波的脉冲宽度时存在
的局限性,通过构造 Duffing 振子来实现对信号脉冲宽度的估计。建立 Duffing
阵子检测模型,通过短时加窗逐段对信号进行分析,选取相位判据检测出脉冲
信息,从而确定脉冲宽度。由于 Duffing 振子对噪声不敏感,可以适用于信噪
比变化范围较大的工作环境,在信噪比为-5dB 以上、信干比为 0dB 以上的条件
下,参数估计误差小于 1%的识别率达到 90%以上。
通过理论分析及仿真验证可以看出,本文所采用的分数阶傅里叶变换和
Duffing 振子检测法可以有效地实现对线性调频信号特征参数的提取,且具有很
强的抗噪能力和抗干扰能力,为后续的目标识别和定位提供了参数基础。
关键词:特征提取;分数阶傅里叶变换;Duffing 振子;线性调频连续波;线性
调频脉冲波
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstr