一种雷达信号综合分选方法研究
雷达信号分选技术研究

雷达信号分选技术研究作者:王杨来源:《中国科技纵横》2016年第09期【摘要】现代电子抗干扰技术随着时间的流逝在近十年来得到了很大的进步和发展,本论文是结合我们实际工作,通过不断对民航系统雷达工作机制的研究和掌握,结合电子对抗中不能回避的日益复杂的电磁环境。
重点讨论从复杂的电磁环境中如何能够实时分离每部雷达源辐射的信息,并且在民航系统中应用该技术获取到其精确的参数,来正确引导系统进行抗干扰等处理。
【关键词】雷达信号分选脉内特征 PRI 变换法1 选题的背景和意义对于民用航空而言,随着通信技术的不断提高,地方电台铺设的密度不断增多,导致航空管制员在指挥航班进行正常起飞、巡航、着陆的过程中,经常会在雷达屏幕上发现干扰目标或假目标存在,这给航空管制员的工作增加了一定的难度,对正常的航空管制带来了诸多影响。
雷达信号分选技术,能够帮助我们对管制雷达捕获的信号进行特性分析,从中识别出各种干扰源和假目标源,通过信号的分选筛查,滤除这些无用的信号源,然后投影到管制雷达屏幕当中,为航空管制工作的正常运行铺平道路。
综上,雷达信号分选技术研究具有十分深远和重要的意义。
2 雷达信号传统的分选算法2.1 雷达信号传统分选算法传统雷达信号的分选可以分为两个阶段,即预分选和主分选。
其中一般使用 RF、DOA、PW[1]等对信号进行分选的方法正常都是用在预分选阶段,但是当上述的这些方法不能应用于相互交迭的信号去完全的分选出来时,此时就需要利用脉冲TOA信息去做进一步的分选工作,即所谓的重频分选。
本章主要先通过介绍各种重频模型,最后将重点问题落在研究基于PRI的雷达辐射源信号分选。
2.2 PRI变换法的基本原理我们假设脉冲到达监测点的时间,是通过采用脉冲序列前面到达监测点的那段脉冲所用的时间作为参考基准点的。
那么可以设,它们分别为脉冲的有效到达时间,其中表示本次采样所需的总共的脉冲数。
如果我们只将 TOA 值作为使用参数,那么对于采样脉冲来说,我们就能够对这个脉冲序列进行建模,这样表示成单位冲击函数的和的公式如下:(1)下面是的积分变换公式:(2)式中,有数学方法可以得到,所描述的是一种 PRI 频谱图,也就是说在有 PRI 值的地方将会出现峰值。
复杂体制雷达综合分选技术的研究的开题报告

复杂体制雷达综合分选技术的研究的开题报告一、选题背景雷达是一种利用无线电波传播特性,依据目标物体的反射、回波等电磁现象来识别、探测等的技术。
复杂体制雷达是指在雷达探测系统中,包含多部分、多模式、多信号探测等的系统。
目前,电子信息技术的快速发展带来了各种新型雷达系统,为了更好地适应复杂探测环境,对于此类雷达综合分选技术也提出了更高的要求。
因此,对复杂体制雷达综合分选技术进行研究,可以提高雷达系统的效率、准确性和安全性。
二、研究内容本次研究将从以下多个方面展开:1. 系统理论分析:对复杂体制雷达的结构、功能、原理进行深入研究,掌握其基本特性和操作模式。
2. 技术方案设计:针对雷达系统中涉及到的多部件、多信号探测问题,结合目前国内外先进的综合分选技术,提出一套切实可行的综合分选技术方案。
3. 算法优化:对雷达综合分选技术中涉及到的相关算法进行优化和改进,以提高系统的准确度和鲁棒性。
4. 仿真验证:采用计算机仿真技术对设计的综合分选技术进行仿真验证,确认其实际应用效果。
5. 系统集成测试:对设计的雷达综合分选技术进行实际测试,通过实验数据分析,验证技术实现效果。
三、预期成果本次研究的预期成果包括:1. 建立完整的复杂体制雷达综合分选技术理论与技术设计方案。
2. 提出一种适用于复杂雷达探测系统的综合分选技术方案。
3. 优化FFT算法和小波算法,提高其适用性和可靠性。
4. 提供仿真数据和实际测试数据,并分析与评估所提出的综合分选技术的性能和优缺点。
四、研究意义通过对复杂体制雷达综合分选技术的研究,可以有效地降低雷达探测误判率、提高雷达系统的准确性,并提高雷达探测的效率与可靠性。
同时,该技术方案还可广泛应用于航空、海洋等多领域探测技术,其研究意义和应用前景相当广泛。
五、可行性分析目前国内外对于雷达综合分选技术的研究成果与技术方案众多,已经积累了丰富的理论和实践经验。
在此基础上,本研究的技术方案和算法设计具备一定的可行性和实现可能性;基于仿真验证的测试方案,也更为经济、高效和安全,其测量数据可更好的反映出所设计综合分选技术的实际效果。
基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的探讨

Dic s in f r Ra a in lS ri g M e h d Ba e n t eGr b s s u so o d rS g a o t t o s d o h u b ’Crtro n ie in
C I ig x , I — i H n -i S c Q Xi a
E cC: 3 0 EA 6 1
基于格拉布斯准则 的雷达信号分选方法 的探讨
池庆 玺 , 司锡才
( 哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 ,异常数据的格拉布斯准则, 将其与基于算数平均和递推估计的“ 一致性校验” 算法相结合 , 提
出 了 种基 于此准则的雷达信号分 选方 法. 一 首先 介绍 了格拉布斯 准则在统计学 中分选数据的算法流程 , 以脉冲幅度( A 为例 P ) 作为采样数据样本 , 了该方法在雷达信号分 选 中的实现 过程 , 讨论 围绕该 方法 中关键参 数 的不 同选取 给分选 性能带来 的影 响, 通过 MA L B的仿真分 析验 证了该方法应用于反辐射导弹 ( R 雷达信号分选 的有效性和可行性. TA A M)
t r nfo t eS a it swhc sc mb n d wih t ec ek n o ss e c . Th o tn aa fo o h e i r m h t t i ih i o ie t h h c ig c n itn y o sc e s rig d t lw ft e Gr b g c i ro s di h t tsisi n r d c d f sl . L tro ,t e ra i to r c s fu ig t e u b rt in u e n t eS a it si to u e i t e c r y a e n h e l a in p o e so sn h z i r v d meh d t h a a in li m an y ds u s d Ta ig t e p lea l u ef re a l ,t ee- mp o e t o ot er d rsg a s i l ic s e . k n h u s mp i d o x mp e h l t fciiya d fa i i t ft e ag rt m s d i h a a i n 1s rig o h e t t n e sb l y o h l o ih u e n t e r d r sg a o tn f t e ARM y tm s v rf d v i s se i e ie i t r u h t eM ATL i lt na da ay i ,wh c sm an y ds u s d a o n h n l e c o s rig h o g h AB smu a i n n lss o ih i il ic se r u d t ei f n e t o t u n p ro ma c t h i e e ts to h e a a ee si h t o e f r n ewi t edf r n e ft ek y p rm tr n t eme h d h f . Ke r s ARM ;Sg a o t g;Gr b g c i ro ywo d : in ls ri n u b rt in;Ch c i gc n itn y e e k n o sse c
雷达信号分选关键技术研究综述

雷达信号分选关键技术研究综述摘要:雷达信号分选技术在雷达侦探干扰技术中占据重要位置,在较为复杂的电磁环境下进行信号分选技术是通过雷达将所需要研究的问题进行截取。
本文结合近年来国内与国外的雷达分选技术的实际发展情况展开深入的研究,并针对其中存在的问题制定切实可行的解决方案。
关键词:雷达;信号;分选技术雷达在军事方面发挥着重要的作用,在现代化技术的时代背景下,不论是在导弹、路基,还是舰载中都会存在雷达设备,这在很大程度上说明了雷达技术的重要。
雷达分选技术是在截获脉冲流中将各种形式的辐射源进行筛选,在侦查工作中发挥着主要优势,只有将信号进行分选才能确保后期识别、分析、测量的工作有序完成。
1.雷达分选技术的发展现状迄今为止,雷达技术在电子对抗中已经具有数十年的历史,信号分选由简单到复杂的过程逐渐深入,并在实际战场中得到充分的应用。
通过雷达在电磁环境中开展对抗主要是将侦查的雷达信号进行汇总。
自雷达产生后,模拟电磁环境问题一直存在,这是由于电磁环境在侦查工作中处于关键的位置,并不能通过战场中真实的电磁环境进行检测与侦收,因此,需要借助模拟来进行。
主要分为三种,即射频模拟、视频模拟、参数模拟。
射频模拟,是借助射频发射器在雷达信号平台中展开模拟,这种方式较适用于在真实的环境中,以此全面侦查雷达信号情报处理器或侦察机的性能,但是这一模式由于数量较多,需要微波屏蔽。
视频模拟,利用微机进行操控,结合视频雷达脉冲或者平台所具备特征展开真实的模拟,这种方式的主要功能是能及时监测情报系统中的信号与信号处理器,这一模拟形式在国防科大中较为重视,并得到深入的研究。
参数模拟,是通过微机来截获雷达数据中的数据。
例如:信号的特性、信号的脉冲波形、信号参数等。
由于侦查数据中含有大量的信息及数据,因此可以获取真实的结果。
加上其设备简易,使用时较为方便。
在监测情报体系时,要全方位地考虑多个方面,例如信号处理器、接收机、平台运转特性等。
2.雷达信号分选技术研究2.1分选技术算法信号分选技术在雷达侦查中发挥着重要的作用,自上世纪六七十年代开始,信号分选技术经历了若干个环境,即纯软件处理、与专业的器件相结合、PDW滤波器组、常规频率去交错器至捷变频去交错器这几个过程。
一种基于PRI谱特征的复杂雷达信号分选方法

子信 息 系统 正在 向 多功能 、 用途 的方 向发 展 , 多 一部 雷
达 可能有 多 种工 作 状 态 、 种 形 式 的 辐射 信 号 。重 频 多
复杂雷达信号的稳定检测 、 提取 , 实现复杂雷达信号的 实时分 选 与准确 识别 成 为一个 极具 挑 战性 的课题 。
雷达 截获接 收 机能够 测 量 出截 获 脉 冲的多 种参 数
并逐 渐呈 主 导地位 , 而 导致 雷 达 对 抗 接 收 机 所 处 的 从
到达 时 间 ( i e o r v ,T A ) 脉 冲 幅 度 ( us Tm fa i ra O l 、 Pl e
PRIs e tu p cr m sg a u e o a iu c mp e r d r in l . T e i l t n e ut s o in t r s f v ro s o l x a a sg a s h smu a i r s ls h w t a h o h tte me h d c n b t rr a ie r d r sg a o i g i h o l x sg a n io me t t o a e t e lz a a in s r n n t e c mp e i n le v r n n . e l t Ke wor y ds: c mplx r d r sg a s ri g; p le r p tt n i tr a ; PRI ta so ; PRI o e a a i l o n n t u s e e ii n e v o l r n fr m
下 雷达信 号 的分 选工作 。
关键 词 : 杂雷达信 号分选 ; 冲重 复 间 隔; R 变换 ; R 谱 特征 复 脉 PI PI 中 图分类 号 :N 5 . 1 T 9 7 5 文献标 识码 : A 文章 编号 :0 9— 4 1 2 1 ) 3— 0 1— 4 10 0 0 ( 0 1 0 0 3 0
【doc】基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的探讨

基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的探讨第19卷第6期2006年12月传感技术CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSVl01.19No.6DEC.2006 DiscussionforRadarSignalSortingMethodBasedontheGrubbs'CriterionCHIQing-xi,SIXi—cai(CollegeofInformation&CommunicationEngineering,HarbinEngineeringUniversi ty,Harbin150001,China)Abstract:Thispaperbringsupanimprovedsortingmethodforradarsignal,withtheuseofthe Grubbgcri' terionfromtheStatisticswhichiscombinedwiththecheckingconsistency.Thesortingdatafl owoftheteron,therealizationprocessofu singtheimprovedmethodtotheradarsignalismainlydiscussed.Takingthepulseamplitudeforexam ple,theel-fectivityandfeasibilityofthealgorithmusedintheradarsigna1sortingoftheARMsystemisv erifiedthroughtheMATLABsimulationandanalysis,whichismainlydiscussedaroundtheinfluenc etosorting performancewiththedifferentsetofthekeyparametersinthemethod.Keywords:ARM;Signalsorting;Grubbgcriterion;CheckingconsistencyEEAcC:6310基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的探讨池庆玺,司锡才(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨150001)摘要:通过引入统计学中剔除异常数据的格拉布斯准则,将其与基于算数平均和递推估计的"一致性校验"算法相结合,提出了一种基于此准则的雷达信号分选方法.首先介绍了格拉布斯准则在统计学中分选数据的算法流程,以脉冲幅度(PA)为例作为采样数据样本,讨论了该方法在雷达信号分选中的实现过程,围绕该方法中关键参数的不同选取给分选性能带来的影响,通过MATLAB的仿真分析验证了该方法应用于反辐射导弹(ARM)雷达信号分选的有效性和可行性.关键词:ARM信号分选;格拉布斯准则;一致性校验中图分类号:TN911.72文献标识码:A文章编号:l0o4-1699(2O06)o6-2625-05雷达信号分选是现代雷达侦察设备必须具备的功能,它在电子对抗和反对抗中起着重要作用,尤其是对于反辐射导弹(ARM)系统而言更是重要的组成部分之一[1].然而在现代战争中,各种雷达及精确制导武器的大量应用,使得雷达对抗侦察系统面临的信号环境日趋密集,而且信号愈加复杂多变,因此现代雷达侦察设备的信号分选任务十分艰巨而复杂.在反辐射导弹(ARM)系统中,雷达脉冲信号的特征通常利用雷达脉冲描述字[2](PDW)用来说明,PDW描述的信号参数有载频(RF),脉宽(PW),脉冲幅度(PA),方向角(DOA)和脉冲到达时间(TOA).反辐射导弹系统中的传统的信号分选方法[3]就是一个基于PDW格式将同一辐射源信号筛选出来的过程.本文通过引入统计学中用于滤除异常数据的格拉布斯(Grubbs)准则[4],提出了一种将该准则与基于算数平均和递推估计的"一致性校验"算法相结合的雷达信号分选方法.下文以雷达脉冲描述字(PDW)中脉冲幅度(PA)为例,将其作为信号分选中的一维采样数据样本,讨论了该方法的具体实现流程以及在不同内部参数选取过程中的信号分选有效性和可行性.1格拉布斯准则的应用统计学中滤除异常数据的方法经常采用的有以收稿日期:2006—07-26作者简介:池庆玺(1981一),男,山西大同人,博士研究生,研究方向为宽带系统的信号检测,处理与识别,chngl04@yahoa仃LcIl;司锡才(1940一),男,教授,博士生导师,研究方向为为宽带系统的仿号检测,处理与识别.2626传感技术2006年下三种[]:早期的威廉斯——肖维纳法,近代的狄克逊法以及格拉布斯法(F.E.Grubbs1959年).其中,格拉布斯准则在处理异常数据,也即目标数据分选工作的最佳适用性已经通过大量的试验数据得到了证明[引,这也是我们引入此准则的原因.通常在应用格拉布斯准则情况下,对于系统测量数据序列,我们可以假定其近似服从高斯分布,这在工程上这是符合实际的.表1格拉布斯准则数(N.口)O.O50.0250.01N——————————5oO.O52.562.662.752.822.872.960.0252.712.822.912.983.093.13O.O12.883.0l3.103.183.293.24应用格拉布斯准则进行异常数据滤除,也即目标数据分选的具体过程及推导公式[6]如下: (1)计算样本Yi(£)的均值.N_y(£)一∑(£)(1)(2)计算样本Yi(£)的标准差,当测量次数有限,其表达式为:s一√Yi(一)ll2一√(一](一](2)(3)应用格拉布斯准则剔除样本序列的野点.首先计算格拉布斯准则数T:T一:;(3)SS…然后根据测量值的个数及显着性水平a通过表1所示查得对应的格拉布斯准则数T(N,a),对T 与查表所得的T(N,a)进行比较.其中,P为系统的置信概率,通常情况下取P为0.95或0.99;a为系统发生错误判断的概率,a 不能过小,否则会导致系统漏检概率增加.口一1一P(4)若满足式(5),则可认为Yi(£)中含有较大误差, 应将其作为测量值中的野点予以舍弃.TT(N,口)(5)(4)重复步骤1,2,3,直至所有的测量值都经过格拉布斯准则判断.(5)最后,系统将经过选择后的Yi(£)作为滤除野点后的测量数据序列,并完成进一步处理.2基于格拉布斯的信号分选方法本文将格拉布斯准则在分选目标数据中的应用和基于算数平均和递推估计的"一致性校验"算法相结合,提出了一种雷达信号分选方法.2.1一致性校验一致性校验[7]是根据样本数据平均初始值的计算,对后续采样样本数据与目标数据的一致性进行判断的方法之一,通过此判断可以完成对具有相关性数据的分选工作.具体方法是根据先前所得平均初始值对后续样本值(f)进行容限比较.如果用和分别表示后续脉冲幅度和它的平均初始值,那么如果满足式(6)所示[7J:ll一_yll<(6)我们可以认为当前样本值与平均初始值具有一定相关性,即一致性校验成功,将其分选为目标样本并寄存;否则判定其为异常数据并剔除,其中一致性校验门限的具体取值由实际试验结果决定.另外,对于测量结果具有正态分布特性的足够多次测量,算术平均值是测量结果的理想表示方法. 但对于有限次测量,算术平均值虽然能够改善测量结果,但不是测量结果的最好表示方法.因此,需要对平均初始值的不准确性不断的进行修正,递推估计算法[8]就是通过不断的修改减小平均初始值的偏差,使其逼近理论值,由此可以获得更好的测量结果,从而增加利用平均初始值进行一致性校验的准确性和成功概率.这就形成了上文所述的基于算数平均和递推估计的"一致性校验"算法,具体叙述如下:对于平均初始值的计算,这里采用对一定数量的样本值进行关联性判断,利用"大数判决"对其进行评价,即如果连续M个样本中有多于M.(M.<个样本数据间的变化值△y在容限内,则认为大数判决成功,此时可用其计算平均初始值,否则,再次积累重复计算;递推估计则是利用一致性校验成功情况下的样本值与平均初始值再次求平均,从而消除平均初始值的不准确性,以此达到不断地更新并逼近理论值;此外,为了提高算法的可靠性,可以对一致性校验开始后一定数量样本值的检验过程进行二次"大数判决",只有在一定数量样本内的一致性校验成功次数通过"大数判决",方可认为平均初始值和当前算法的可靠性,否则重复上述过程.因此,样本平均初始值的计算方法以及结果的准确性是后续一致性校验成功与否的关键,这也正第6期池庆玺,司锡才:基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的探讨2627 是格拉布斯准则[9]在本文中的应用所在.2.2本文的雷达信号分选方法对于反辐射导弹(ARM)系统而言,雷达脉冲描述字(PDW)中的载频(RF),脉宽(Pw),脉冲幅度(PA),方向角(D0A)和脉冲到达时间(TOA)均可作为信号分选过程中的样本数据,本文选取一维样本数据幅度信息为例来说明基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法,以此说明该方法应用于信号分选的可行性.在详细讨论该雷达信号分选方法之前,我们首先提出一个假设前提:经过雷达接收机后,接收信号中存在多部不同信号;但是与其他各部异步信号相比,目标雷达信号的数量在整个信号流中所占百分比最高,这一点在符合实际工程应用中的情况.将雷达脉冲的幅度差作为格拉布斯准则中的样本(),首先按系统分选雷达脉冲要求的置信概率P得出显着性水平a,并通过表1查得格拉布斯准则数T(N,a);随后,根据"1格拉布斯准则的应用"中所述格拉布斯准则的五步骤从N个新雷达脉冲中成功分选目标雷达的幅度样本数据,滤除异步雷达样本,并同时根据上述假设前提结合大数判决对当前成功分选的样本数据进行正确与否判断,并以此计算求得目标雷达脉冲幅度对应的平均初始值, 作为后续分选目标雷达脉冲的前提.因此,利用格拉布斯准则计算样本平均初始值以用于后续雷达脉冲的分选是基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的核心.该方法具体流程图如图1所示.开始—-I积累N个雷达脉冲样本数据查赢T-I计算样本平均初始值I?÷一功l寄存分选成功雷达脉冲样本I图1本文分选方法流程图该方法在进行格拉布斯准则的大数判决过程中,只有在连续个脉冲中存在多于N个脉冲被成功分选为目标脉冲(N<N,N),的选取由实际试验结果决定),方可根据前面所述的假设前提暂时认为这N个脉冲中存在目标雷达,并用这部雷达的幅度值计算平均初始值;否则,认为N个脉冲中不存在目标雷达,再次积累N个新雷达脉冲的幅度值重复上述步骤.另外,由于当前选出的雷达完全有可能是由于在N个新雷达脉冲中一部非目标的异步雷达暂时性居多,而导致格拉布斯准则将其错误认为成目标雷达;所以在成功得到信号串的幅度平均初始值后, 还需通过对后续雷达进行"一致性校验[】0]"以及二次"大数判决"来判断先前平均初始值的准确性.通过一致性校验并寄存成功分选雷达脉冲样本数据后的二次"大数判决",指的是在获得平均初始值情况下对后续的连续M个脉冲和其中成功分选并寄存的目标脉冲的个数M进行判决,思想同第一步大数判决.如果成功,则认为先前获得平均初始值的确对应于目标雷达,即信号提取成功,ARM系统可以利用后续一致性校验成功分选的脉冲完成测向,并同时对原先的平均初始值进行更新;否则,该分选方法认为先前格拉布斯准则之所以成功,是因为在起初积累的N个雷达脉冲中存在一部非目标的异步雷达暂时性居多而引起,此时需要再次积累N个新雷达脉冲的幅度值重复上述步骤.上述算法运行至所有脉冲流处理结束.3仿真分析仿真环境设置如下:设全部测量脉冲序列为1000个雷达脉冲的幅度差,其中除了目标雷达还存在三部异步雷达.由于ARM系统中方位或俯仰面的雷达脉冲信号幅度差均存在着相同的缓变性即相关性,所以这里仅以方位面为例讨论,设信号经过雷达接收机方位面两个通道后的脉冲幅度值分别为: 目标雷达为0.5V,1.2V;异步雷达一为0.6V,0.2V;异步雷达二为1.8V,1.0V;异步雷达三为0.2V,1.5V.ARM系统的模数转换部分应用AD9058芯片对幅度进行参考电压为2V的8位采样,并且对最终采样后的码字加入介于一lOw10个码字的误差.根据该分选方法的成功假设前提,在1000个雷达测量脉冲序列中,令三部异步雷达共同约占500个,具体位置随机分布,目标雷达在雷达串中就占有最高比率50.此外,令格拉布斯准则在大数判决过程中M=N,N:M=N/2,最终对两路雷达脉冲串的幅度差仿真结果如下面图2~图5所示.其中,仿真图中纵轴为幅度差,横轴为脉冲个数,从上至下依次为仿真数据中的全部雷达幅度差,实际雷达幅度差,分选后雷达幅度差.图中纵轴标出了实际存在的雷达幅度差经过AD9058量化后的理论值,2628传感技术20O6年目标雷达为89,异步雷达分别为166,--51,--102.匿墨套.∞00∞-船l啪如00∞铷图2N:10,a=0.01的分选结果图3N一10,a=0.05的分选结果图4N=25,a=0.01的分选结果图5N一25,a=O.05的分选结果同时,为了说明本文分选方法的有效性,下文给出了不包括格拉布斯准则下的基于算数平均和递推估计的"一致性校验"算法在同样仿真环境下的仿真结果,以此进行比较说明,如图6所示.以上仿真图的分选结果比较如表2所示,我们可以对该算法分选雷达信号的性能总结如下.(1)N值选取越大,本文分选方法成功分选目标信号数量占目标信号总数的比率就越低.这是因为随着N的增加,算法在失败情况下的重新积累并计算平均初始值过程中,由于初始值不准确性造成图6原方法的分选结果的目标信号漏选的数量就越大.这一点可以从各仿真图中成功选取目标信号数量占总目标信号数的比率中看出,N=25的比率明显低于相同情况下N一1O的比率.表2分选结果比较(2)N值选取越小,分选算法漏选目标信号数量减小,但是错将异步信号错误分选为目标信号的概率会增多,这主要是由于在N值选取较小的情况下,即应用格拉布斯准则过程中的样本数选取过小, 造成了最终计算平均初始值的不准确性.这一点我们可以从N值选取较小的图2,图3中的"本文方法最终分选的目标雷达脉冲串"中发现明显存在着若干非目标信号被错误的分选为目标信号.(3)格拉布斯显着性水平口作为系统发生错误判断的概率选值应该尽量小,但是口过小又会导致系统漏检概率增加,随之也就造成了最终成功选取目标信号数量占总目标信号数量的比率较低的结果,因此口选值要适当!由上述仿真可见,基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法通过格拉布斯准则的引入可以完成目标雷达脉冲分选前的幅度平均初始值的计算,并以此完成对后续雷达脉冲流中目标雷达的分选和异步雷达滤除工作.但是,目标雷达的分选效果即目标脉冲的分选概率随着N和N,M,M以及显着性水平口的不同而发生改变.对于仿真分析过程,在没有其他参数选取理论指导基础上,本文采取了以尽可能多参数选取方式下分选结果的比较来达到近似穷举方法的目的,以此方式来进行不同参数选取方式分选性能的比较以及最优参数选取方式的确定.图2至图5的参数选取方式是本文参数选取方法下效果第6期池庆玺,司锡才:基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法的探讨2629 较好的情况,其他情况没有做详细罗列,从这四者中r可以得出a=0.05,M=N一10,N一M一是本厶文提出的分选方法最为有效,此情况下成功提取目标信号的分选概率可达到93.而且,从表2的图6所示传统一致性算法分选结果可知,其性能远远差于本文分选方法的最优情况,这也说明了本文方法的有效性.此外,对于本文提出的雷达信号分选方法的准确性而言,我们还可以通过减小雷达接收机通道噪声以及提高模数转换过程中AD量化精度人手来提高平均初始值计算结果的准确性,从而达到最终目的.对于算法中的N和N,M,M等变量的选取原则,还需要在今后的工作中从理论角度上还需进一步地分析和不断完善[1¨.4结论本文通过引入统计学中用于滤除异常数据的格拉布斯准则提出了基于格拉布斯准则的雷达信号分选方法,以雷达脉冲描述字(PDW)中的幅度(PA)为例作为样本数据通过MATLAB仿真试验讨论了该方法应用于ARM系统中雷达信号分选工作的适用性和有效性.同时,我们也从仿真结果中看到了改进算法的不足之处,我们可以从改进格拉布斯准则在处理异常数据过程中的准确性以及提高测量精度(上接第2624页)关联法有大幅度提高,可达到与PMHT算法相当的效果,同时比PMHT数据关联法的计算量大大降低.5结论MST是一种基于概率密度分布的不同对数据进行分类的算法,本文首次将其应用于数据关联当中.仿真结果表明,MST能够很好地对杂波中的目标进行跟踪,而且运算速度快,跟踪效果好.但该算法对目标,杂波等的分布有较高的要求,对于非高斯分布的数据可以通过高斯和的方法来近似其实际分布.关于MST方法与其他数据关联算法的比较将在后续的研究工作中予以探讨.参考文献:[13DorinComaniciu,PeterMeer,MeanShiftAnalysisandAppli—cations[C]//ProceedingsoftheInternationalConferenceon ComputerVision,1999,2:1197.[23杨万海.多传感器数据融合及其应用[M].西安电子科技大学等人手去进一步地完善和改进.参考文献:[13赵健民编着.宽带(2—18GHz)导引头关键技术研究[M].中国船舶工业总公司,1996:1-30,65—90.[23李合生等.雷达信号分选关键技术研究现状口].系统工程与电子技术,2005,27(12):2035—2040.[3]MardiHK.NewTechniquesfortheDemterleavingofRepeti—tiveSequences[J].1EEEProc.FCommon,Radar&SignalProcess,1989,136(4):149—154.[4]盛骤等.概率论与数理统计[M].高等教育出版社,1990: 131—139.[53DixonWJ.AnalysisofExtremeV alues[J-].Ann.Math.Sta—tistics,1950,21(4):488—506.[6]ADWhalen.DetectionofSignalinNoise[M].NewY ork: AcademicPress,1971:334-339.[7]杜之寒.判断矩阵一致性校验的新途径口].系统工程理论与实践,1998(6):102—105.[83司锡才,赵建民.宽频带反辐射导弹导引头技术基础[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1996;25—57.[9]GRUBBSFESampleCriteriaforTestingOutlyingObse~a—tions[J].Ann.Math.Statist,1950,21(1);27.[1O]LucaAceto,eta1.TheComplexityofCheckingConsistency ofPedigreeInformationandRelatedProblems[J-]—put.Sci.&Technol,2004,19(1):42-59.[11]沈一鹰,冉启文,刘永坦.改进的格拉布斯准则在信号检测门限值中的应用[J].哈尔滨工业大学,1999,31(3):】11—117.出版社,2004.[3]王永诚,张令坤.多站时差定位技术研究口].现代雷达,2003, 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一种复杂电磁环境下雷达信号综合分选方法
一种复杂电磁环境下雷达信号综合分选方法0 引言雷达脉冲信号分选是雷达对抗侦察系统的关键技术之一,是指从随机交叠的脉冲信号流中分离出各个雷达的脉冲信号并选出有用信号的过程。
当前的分选算法主要基于分析截获信号的各种常规参数,例如到达时间、到达角、载频、脉宽等。
其中利用到达时间的信号分选即PRI 分选在预分析完成后进行,是最终的分选,也是必不可少的分选。
本文将介绍序列差直方图分选算法和改进的PRI 变换算法分选,重点分析由SDIF 和改进的PRI 变换相结合的信号分选算法。
1雷达信号的PRI 特征及其描述雷达信号的PRI 参数是指同一部雷达相邻脉冲之间的时间间隔序列。
一部雷达可能具有几种,甚至几十种工作样式和工作参数。
PRI 是其中工作样式最多、参数范围最大、变化最快的参数。
即使是同一型号的雷达,由于发射机硬件电路的原因,其PRI 也存在微小的变化。
下图分别示出了其中固定PRI 、参差PRI 、抖动PRI 、参差抖动PRI 到达脉冲序列的波形。
图1典型雷达信号PRI 特征其中T 是非变的固定常数,n 为周期参差数,T 1…Tn 为n 个确定性的常数,每经过n 个脉冲,各PRI 值循环变化一次。
n δ一般为在区间[-T ,T]对称分布的随机序列。
2几种常见PRI 估计算法目前利用脉冲到达时间(TOA)来估计脉冲重复间隔已提出了多种算法。
这些算法都是以计算脉冲序列的自相关函数为基础。
下面简要介绍累计差值直方图法、序列差值直方图法、改进的PRI 变化法这三种算法,重点分析由SDIF 和改进的PRI 变换相结合的信号分选算法。
2.1累计差值直方图法累计差值直方图法(CDIF 算法)是基于周期信号脉冲时间相关原理的得一种去交错算法。
它是将TOA 差值直方图法和序列搜索法相结合起来的一种方法。
首先通过累积各级差值直方图来估计原始脉冲序列中可能存在的PRI ,然后以此PIU 来进行序列搜索。
包括直方图估计和序列搜索两个步骤。
一种密集电磁环境下的自适应雷达信号分选算法
Absr c t a t:I iw f t e p o lm f t e ltme i n l s ri f te e r n a sv e e t n n ve o h r b e o he r a —i sg a o t ng o h ure t p si e d tci o s se i h ih— lcr ma n tc de st n io me t n a a tv a rsg a otn g rt i y t m n t e h g e e to g e - n i e vr n n ,a d p ie r da in ls ri g a o i i y l hm s
P I 围与信 号 长度 , R 范 并依据信 号 时域 特 性 的 可分 割 性 分别 对 高 、 重 频信 号进 行信 号分 选 。 低 仿 真结 果表 明 , 算 法较 大地提 高 了密集 电磁 环境 下信 号分 选的 实时性 与有效 性 。 该
关 键词 : 密集 电磁 环境 ; 高重频 雷达 信 号 ; 自适应信 号分 选 ; 冲流 密度 脉
第3 2卷 第 3期 2 1 年 9月 02
雷达与对抗
R ADAR & EC M
Vo . 2 N . 13 o 3
Se t 2 2 p . 01
一
种 密集 电磁 环 境 下 的 自适 应 雷 达信 号分 选 算 法
苏彦 华 胡 进 ,
(. 1 海军 司令部 四部 , 北京 104 ;.中国船舶重工集 团公 司第七二 四研究所 , 08 12 南京 20 0 ) 10 3
一种复杂电磁环境下雷达信号综合分选方法
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图 1 典 型 雷达 信 号 P I R 特征
1 引 言
雷达脉冲信号分选是雷达对抗侦察系统 的关键技 术之一 , 是指从随机交叠 的脉 冲信号流 中分离 出各个 雷 达 的脉 冲信 号并 选 出有 用 信号 的过程 。当前 的 分选 算法主要基于分析截获信号的各种常规参数 , 例如到 达时间、 到达角 、 载频 、 脉宽等 , 其中利用到达时间的信 号分选即 P 1 R 分选在预分析完成后进行, 是最终 的分 选, 也是必不可少 的分选。本文将介绍累计差值直方 图法( D C m li i rneHs g m)序列差直 C H,u u t e f ec io a 、 av D f e t r 方 图分选算法 ( D Sqetl i r c io a S H, euna Df e eHs g m) i e n t r 和改进的 P IP l eetnI e a) R (u e pti tv1变换算法分选 , sR i nr o 重点分析由 S H和改进的 P I D R 变换相结合 的信 号分
it rtdsrn to o ii e Sq et lDf rn eHio a ( D ne a o igme dcmb n t eu ni iee c s g m S H)a dte i rvd g e t h n gh a f tr n oe h mp
雷达信号重频分选方法分析与讨论
雷达信号重频分选方法分析与讨论雷达信号分选是电子对抗环境中不可或缺的关键技术。
本文分析了几种主要的雷达信号重频分选方法,并进行了matlab 仿真实验。
雷达信号分选主要利用到达时间(TOA)、到达方位角(DOA)、载频(RF)、脉宽(PW)、脉冲幅度(PA)等参数编码成的脉冲描述字(PDW)进行分选。
其中,TOA是主要的分选参数,它能提取出脉冲重复间隔(PRI),进而实现脉冲序列的去交错处理。
基于PRI的重频分选算法主要有动态扩展关联法、累积差直方图法(CDIF)、序列差直方图法(SDIF)和PRI变换法。
动态扩展关联法的基本思想是准PRI由两个脉冲之间的间隔确定,然后用这个准PRI在脉冲群里向前或者向后搜索下一个脉冲。
具体步骤包括形成准PRI、分选脉冲序列、提取准雷达脉冲列和对剩余的脉冲流重复上述步骤。
直方图法的基本思想是计算任意两个脉冲的DTOA,对介于PRImin与PRImax之间的DTOA,统计其对应的脉冲个数,作出(脉冲数/DTOA)TOA差直方图,然后选择分选准则对其进行分析,确定可能的PRI,最后分选总的脉冲群。
其中,累计差直方图CDIF是其中的一种实现方法。
总的来说,雷达信号分选是高科技战争中至关重要的组成部分,正确的分选方法对于战场胜利至关重要。
各种重频分选方法各有优缺点,需要根据具体情况选择合适的方法。
首先,通过计算相邻两个脉冲的DTOA并制作DTOA直方图,对第一级TOA进行差值计算,确定可能的PRI(直方图值大于门限时,该间隔为可能的PRI)。
然后,根据可能的PRI进行搜索。
如果成功,就从全脉冲序列中分选出来,并根据第一级差值直方图形成新的CDIF 直方图。
重复这个过程直到没有足够的脉冲;如果不成功,则继续对第二级TOA进行差值计算,每隔一个脉冲计算其DTOA,并制作直方图,然后与上一级直方图累积,确定可能的PRI。
以此类推。
顺序差直方图SDIF是一种基于CDIF的改进算法。
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形成新 的差值直方 图 , 经过子谐 波检验 后 , 若 有 多 个 峰 值 大
于检测门限 , 则 从 大 于 门 限 的 峰 值 所 对 应 的最 小 脉 冲 间 隔 起 进 行 序 列检 索 , 最 后 进 行 参 差鉴 别 。S D I F算 法 的 改 进 之 处 在
在 实 际 复 杂 而 多 样 的脉 冲环 境 中 , 相 邻 脉 冲之 间 的 间 隔
期检索 , 为此, 文 中提 出 了 一 种 序 列 差 值 直 方 图 法 ( S D I F ) 和
( 1 )
修正 P R I 变 换 法 相 结 合 的分 选方 法 。
其中, 是 小 于 1的 常 数 。
1 序 列 差 值 直 方 图算 法 ( S DI F)
1 . 1 序 列 差 值 直 方 图 算 法 的原 理
雷达信号分选的实质就是对脉 冲串的去交叠 、 去 交 错 过
程 。基 于 脉 冲 重 复 间 隔 ( P R I ) 的分 选 算 法 主 要 有 扩 展 关 联 法 、 累积差直方 图法 ( C D I F ) 、 序 列差直 方图法 ( S D I F ) 、 和P R I 变 换法 【 1 ] 。现实 中雷 达接 收机 接 收 到 的信 号 往 往 是 常 规 雷 达 ( 恒
证。 该 方 法 有 着很 好 的 分 选 效 果 。
关 键 词 :P RI ;信 号 分 选 ;S 号 : T N 9 7 1
文献标识码 : A
文 章编 号 :1 6 7 4 — 6 2 3 6 ( 2 0 1 3 ) O 1 — 0 0 9 6 — 0 3
王 国 立 ,王 建 华
( 江 苏科 技 大 学 江 苏 镇 江 2 1 2 0 0 3 )
摘 要 :为 了能 够 从 同 时存 在 常规 P R I 信号和复 杂 P R I 信 号 并 带 有 脉 冲信 号 干 扰 或 丢 失 的 环 境 中 正确 分 选 出 雷达 信
号, 本 文 提 出 了一 种 序 列 差 值 直 方 图 法 ( S D I F ) 与修正 P R I变换 法 相 结 合 的 雷 达 信 号 分 选 方 法 , 经过 m a t l a b仿 真 验
t h a t t h i s me t h o d h a v e a h i g h e r e f f e c t i v e .
Ke y wo r d s :R P I ;s i g n a l s o ti r n g;S DI F;p u l s e i n t e r f e r e n c e
于 它 只 对 当 前级 的差 值 直 方 图检 测 。 1 . 2 S D Ⅲ 算 法 的 检 测 门 限 直 方 图法 计 算 的脉 冲 峰 值 与 相 邻 两 脉 冲 之 间 的 间 隔 成
失 同 时 存 在 的 脉 冲流 。在 基 于 P R I 的分 选 方 法 中 , 若 仅 仅 用 直方图法 , 能较好分选出常规雷达的 P R I . 对 复 杂 雷 达 就 无 能 为力 ; 而仅 使用修正 的 P R I 变换 法 , 能 较 好 估 计 出复 杂 雷 达
A s t u dy o f n e w i nt e g r a t e d me t h o d o f r a d a r s i g na l s o r t i n g
W ANG Gu o - l i , W ANG J i a n - h u a
( J / a n g s u U n i v e r s i t y o fS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Z h e n j i a n g 2 1 2 0 0 3 , C h i n a )
Ab s t r a c t : I n o r d e r t o s o r t i n g t h e i f g h t r a d a r s i g n a l f r o m a mi x t u r e o f c o n s t a n t P RI a n d f i t t e r P RI a n d wi t h p u l s e i n t e r f e r e n c e o r
反 比, 脉 冲之 间 间 隔 越 小 , 脉 冲 的数 量 就越 多 , 所 以 它 的 门 限 值 是 与 输 入 脉 冲 的 间隔 成 反 比 . 与 输 入 脉 冲 的 总 数 E成 正
比。 如 式 ( 1 ) 所示 。 p ( r ) = 堕
丁
的P R I 中心值 , 但对常 规雷达 P R I 估计精 度不够 , 不 利 于 后
第2 1 卷 第 1 期
Vo 1 . 21
No . 1
电 子 设 计 工 程
El e c t r o n i c De s i g n En g i n e e r i n g
2 0 1 3年 1 月
J a n . 2 0 1 3
一
种 雷达信 号综合 分选方 法研 究
p u l s e l o s s ,t h i s a t r i c l e g i v e a me t h o d w h i c h c o mb i n e s S D I F a n d P RI t r a n s f o r m,S i mu l a t i o n e x p e r i me n t s t h r o u g h Ma t l a b p r o v e