基于VMD和特征融合的辐射源信号识别

在日趋复杂的电子对抗中,如何提高雷达辐射源信号(radar emitter signal, RES)识别率和抗噪性能是亟待解决的问题。为此提出了一种变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)和特征融合相结合的RES识别方法。首先利用VMD算法对各雷达信号进行分解得到3个本征模态函数(intrinsic mode function, IMF);然后,对这3个IMF分量提取排列熵(permutation entropy, PE)和样本熵(sample entropy, SE)特征进行特征融合,构成六维特征向量;最后利用支持向量机对辐射源信号进行识别。利用6种不同的辐射源信号对该方法进行了验证,仿真实验结果表明,该方法在低信噪比(signal to noise ratio, SNR)下能取得较好的识别率,当SNR不低于0 dB时,六维特征向量的识别率达到100%,具有较强的抗噪性能。     

智能化雷达辐射源型号识别及其实现

针对国内雷达辐射源型号识别普遍采用数据库比较查询的缺点,提出和实现了一种用雷达辐射源体制和用途识别专家系统与数据库比较查询相结合进行智能化雷达辐射源型号识别的方法.实验结果表明,该方法能够显著地提高雷达辐射源型号识别的准确度,对于参数不全、参数发生畸变的雷达辐射源,其识别精度较采用直接数据库比较查询法尤为显著.     

基于SE-ResNeXt网络的低信噪比LPI雷达辐射源信号识别

针对低信噪比(signal to noise ratio, SNR)低截获概率(low probability of intercept, LPI)雷达脉内波形识别准确率低的问题,提出一种基于时频分析、压缩激励(squeeze excitation, SE)和ResNeXt网络的雷达辐射源信号识别方法。首先通过Choi-Williams分布(Choi-Williams distribution, CWD)获得雷达时域信号的二维时频图像(time-frequency image, TFI);然后进行TFI预处理降低噪声干扰和频率维的位置分布差异,以适应深度学习网络输入;最后在ResNeXt基础上加入扩张卷积和SE结构提取TFI特征,实现雷达辐射源分类。实验结果表明,SNR低至-8 dB时,该方法对12类常见LPI雷达波形的整体识别准确率依然能达到98.08%。     

基于多级跳线残差网络的雷达辐射源识别

针对复杂体制雷达辐射源的识别问题, 提出了一种基于时频特征提取与多级跳线残差网络(multi-level jumper residual network, MLJ-RN)结合的识别方法。首先,计算辐射源信号的平滑伪Wigner-Ville时频分布生成时频图像以表达信号本质特征, 将图像进行预处理以保留信号细微特征差异。然后,设计多级跳线连接的残差单元, 在此基础上构造MLJ-RN, 对时频图像相邻卷积层的细微特征进行学习和识别, 并使用随机梯度下降法训练网络。最后,通过对网络进行参数优化, 强化对信号的深层特征提取能力。仿真结果表明, 信噪比为－5 dB时, 该方法对12类雷达辐射源信号的整体识别概率达到95.1%, 从而验证了该方法在低信噪比下识别雷达信号的有效性。     

新型雷达辐射源识别专家系统的研究与实现

介绍了一种新型雷达辐射源识别专家系统 (RadarRadiating -SourceRecognizingExpertSystem ,RRRES)的研究和实现方法。RRRES是一种采用VC 作开发工具 ,利用数据库和ODBC实现知识库的数据库方式存取 ,采用多黑板和推理历史树实现任务之间数据共享和传递 ,基于数据驱动方式推理的多任务多知识库专家系统。它同时提供了交互式和连续式两种推理方法 ,使用户既可以进行交互式的推理 ,又可以对一批雷达辐射源连续进行推理并将结果写入输出数据库中供用户查询。同时 ,RRRES还可以以数据库接口和Client/Server模式方便地集成在其它应用程序中     

雷达特定辐射源识别的直观系统模型

利用Yoyos系统与随机微分几何,对特定辐射源识别问题进行系统建模及数学分析,建立了一种有意义的几何学描述.通过上述模型及分析,指出辐射源个体所辐射信号的瞬时参数中包含具有内蕴性质的指纹特征信息,且由产生信号的辐射源个体的系统低维状态流形决定.提出了一种雷达辐射源指纹特征信息的有效性判据和信号内蕴指纹特征参数.最后通过外场实验数据验证了本文所提出模型及特征的正确性和有效性.     

雷达特定辐射源识别的直观系统模型

利用Yoyos系统与随机微分几何,对特定辐射源识别问题进行系统建模及数学分析,建立了一种有意义的几何学描述。通过上述模型及分析,指出辐射源个体所辐射信号的瞬时参数中包含具有内蕴性质的指纹特征信息,且由产生信号的辐射源个体的系统低维状态流形决定。提出了一种雷达辐射源指纹特征信息的有效性判据和信号内蕴指纹特征参数。最后通过外场实验数据验证了本文所提出模型及特征的正确性和有效性。     

基于加权K-近邻法和SVC的雷达辐射源信号识别

为提高支持向量聚类法对分布复杂、不均匀雷达辐射源信号样本聚类的正确率,提出一种结合剪辑近邻法、K-近邻法和支持向量聚类的无监督分类新方法。先采用支持向量聚类对所有未知样本作预分类,再按照一定的剪辑规则剪掉错误类别,最后利用K-近邻法对剪掉的样本按各已知类别不同分布进行加权分类。IRIS数据和辐射源信号聚类实验结果表明,此方法能平衡数据样本各局部分布,获得全局最优聚类分配。     

基于多惩罚因子优化VMD的滚动轴承故障特征提取方法

针对变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)在提取滚动轴承故障特征时预先设置多惩罚因子具有不确定性的问题,结合灰狼优化(grey wolf optimization, GWO)算法提出一种基于多惩罚因子优化VMD的滚动轴承故障特征提取方法。首先利用GWO算法实现VMD的多惩罚因子自适应优化,再利用优化得到的参数将滚动轴承的振动信号分解为多个本征模态函数(intrinsic mode function, IMF),最后对各个IMF分量作包络解调提取滚动轴承的故障频率特征。研究结果表明,在优化VMD参数时,该方法相对其他方法优化效率有了明显提高,并且提取滚动轴承故障特征效果显著,得到特征频率幅值为其他方法的2～4倍,证明了该方法的有效性和优越性。     

小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取

在通信辐射源信号有标签样本数量较小的情况下,同类通信辐射源个体信号特征提取困难且识别精度较低。对此,提出了一种小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取方法。该方法对少量有标签通信辐射源信号样本以及大量无标签通信辐射源信号样本进行变分模态分解提取高维稳态信息熵,利用指数半监督判别分析法映射信息熵形成个体特征,并通过XGBoost进行通信辐射源个体识别来验证识别效果。实验表明,所提方法识别准确率达到85.33%,相比无监督特征提取方法运算时间降低了76.17%,证明其在同类通信辐射源不同个体识别中具有较好的性能。     

小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取

在通信辐射源信号有标签样本数量较小的情况下,同类通信辐射源个体信号特征提取困难且识别精度较低。对此,提出了一种小样本条件下的通信辐射源半监督特征提取方法。该方法对少量有标签通信辐射源信号样本以及大量无标签通信辐射源信号样本进行变分模态分解提取高维稳态信息熵,利用指数半监督判别分析法映射信息熵形成个体特征,并通过XGBoost进行通信辐射源个体识别来验证识别效果。实验表明,所提方法识别准确率达到85.33%,相比无监督特征提取方法运算时间降低了76.17%,证明其在同类通信辐射源不同个体识别中具有较好的性能。     

基于模糊函数代表性切片的运动雷达辐射源识别

针对运动雷达辐射源的信号特性,提出了一种基于模糊函数代表性切片特征优化的个体识别算法。首先抽取模糊函数的“近零”频偏切片作为辐射源的代表性特征子集,从而保留了运动雷达辐射源信号的稳定个性特征,然后利用直接判别比准则在代表性切片上进行核点排序,以选择最具有判别力的特征。对美国海军实验室仿真雷达数据和实测运动雷达辐射源数据的实验均表明,本文算法不仅有效地解决了现有的模糊函数全平面优化法的计算问题,而且显著提高了对运动雷达辐射源的个体识别性能。     

基于时频重排多分量辐射源信号分析研究

针对常规时频方法用于多分量信号分析的不足,基于时频重排方法克服多分量信号交叉项干扰和时频聚集性之间的矛盾且具有较好抗噪声性能的特点,在对时频重排原理进行综述的基础上,将其用于对多分量辐射源信号进行时频分析,并与其它方法进行了比较。仿真实验表明,时频重排方法不仅提高了时频聚集性,有效抑制了多分量的交叉项干扰,具有较好的抗噪声性能。     

基于灰关联分析的雷达辐射源识别方法研究

针对雷达辐射源识别的特点，本文深入研究了灰关联分析方法在辐射源识别中的应用。给出了对雷达侦察设备上报的辐射源参数数据进行灰关联分析的方法和步骤，同时给出了数据列确定的具体方法以及两种求取权系数的方法，探讨了判据阈值的选取，并在此基础上进行了雷达型号和工作模式的识别。仿真结果表明了该方法的可行性和有效性，可用于每类雷达有多个模式以及侦测参数不全的场合，为工程应用提供了参考。     

基于K-均值的SVC的雷达辐射源信号识别

无监督学习是解决未知雷达辐射源信号识别的有效方法。Support Vector Clustering(SVC)是一种基于支持向量机的无监督聚类方法。SVC不仅时间复杂度高,而且在处理分布复杂、不均匀样本时,识别率较低。结合K-均值与SVC的优点,提出一种基于K-均值的SVC无监督聚类方法。此方法用K-均值聚类法对数据样本作初步的线性划分,将原数据样本划分成若干子样本。再将这些子样本分别映射到高维特征空间,用SVC方法去处理非线性问题。由K-均值聚类法将二次规划问题分解,大大减少SVC的计算量,降低时间消耗。相对于原数据样本,子样本的分布较为简单、均匀,容易找到更为合适的SVC参数值。对雷达辐射源信号进行聚类分析的实验结果表明,此方法处理速度较快,识别率较高。     

基于注意力机制和改进CLDNN的雷达辐射源识别

传统的辐射源识别通过比对、匹配辐射源信号与雷达数据库来识别,这种方法很难满足战时高效、快速和准确的识别要求.随着机器学习方法的提出,诸如支持向量机等算法在辐射源识别领域的运用,可以满足战时高效、快速的识别要求,但这种方法在低信噪比环境下,辐射源识别准确率低.针对上述问题,采用深度学习,引入注意力机制和特征融合方法,提出...     

基于信道多普勒特征的外辐射源雷达杂波抑制方法

利用数字广播信号的正交频分复用(orthogonal frequency division multiplex,OFDM)调制特性,提出一种基于信道多普勒特征的外辐射源雷达杂波抑制方法.首先,在子载波域获取每个OFDM符号的频域信道响应值,然后将该信道响应值变换到时域,并在时域利用信道多普勒特征构造杂波子空间项,用于抑...     

一种新的雷达辐射源信号脉内特征提取方法

提出了一种新的雷达辐射源信号脉内特征提取方法,该方法由Holder不等式演化而来,故称之为Holder系数法。给出了Holder系数的定义,描述了基于Holder系数的特征提取算法。实验结果表明了Holder系数法的良好特性。可以看出Holder系数法包含了相像系数法,后者只是前者的一种特例。文中选择了6种典型的雷达辐射源信号进行特征提取和分类识别实验。实验结果表明,Holder系数在取不同类型时均获得了很好的正确识别率,为工程应用提供了多种有效选择,并且当Holder系数所选取的类型不为相像系数时,可以得到更好正确识别率。     

基于双谱分析的雷达辐射源个体特征提取

针对复杂电磁环境中雷达辐射源特征参数的分选和识别问题,提出将辐射源信号的双谱作为雷达辐射源个体特征,并进一步提出将Walsh变换作为双谱特征优化算法。利用双谱中包含的信号细微信息和双谱受高斯噪声和杂波影响较小等特性,提高雷达辐射源个体特征参数的有效性;针对信号双谱中包含了很多与个体特征无关的冗余信息,不利于机器进行识别处理的缺点,利用Walsh变换对信号的双谱特征进行优化,剔除其中无效、冗余的信息,将变换后的结果作为雷达辐射源个体特征信息。仿真实验结果验证了算法的可行性。     

基于FSVM的雷达多目标识别

重点分析了支撑矢量机多分类问题中存在的误分、拒分现象,针对雷达目标提出解决这一现象的模糊支撑矢量机。采用模糊支撑矢量机的分类机理对样本数据有限且残缺不全的高分辨一维雷达距离像进行多目标识别。实测数据(4种飞机雷达距离像)的多目标识别结果表明,模糊支撑矢量机与一般多类支撑矢量机相比在多目标识别时简单易行,而且在识别率上有显著的提高。