复杂体制雷达辐射源信号识别新方法
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ＨＡＮ Ｊｕｎ．ＣＨＥＮ Ｊｉｎｗｅｎ．ＳＵＮ Ｒｕ （Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅａｒｌｙ Ｗ ａｒｎｉｎｇ Ａｃａｄｅｍ ｙ，Ｗ ｕｈａｎ ４３００１９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｗ ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ（ＳＮＲ），ｔｈｅ ｂｉｓｐｅｅｔｒｕｍ ｔｗｏ——ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｃｏｍ ｐｌｅｘｉｔｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ ｕｎｋｎｏｗ ｎ ｃｏｍ ｐｌｉｃａｔｅｄ ｒａｄａｒ ｓｉｇｎａｌ ｒｉｇｈｔ—－ ｌｙ． Ｔ ｈｅ ｂｉｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｉｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｇｅｓｔｅｄ ｔｏ ｂｅ ｔｈｅ ｔｗｏ—ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｔ ｈｅｎ ｔｈｅ ｂｏｘ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｗ ｏ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｔｈｅ ｌａｓｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｉｓ ａｃｃｏｍ ｐｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＳＶ Ｍ ． Ｔ ｈｅ ｂｉｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌｓ ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｄ ｎｏｔ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ＳＮ Ｒ ， ｓｏ ｔｈｅ ｂｏｘ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｖｉｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｓｔｅａｄｙ． Ｔ ｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｎｏｖｅｌ ｍ ｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗ ｅｓｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｓ ８６ ａｔ ＳＮ Ｒ 一 ５ ｄＢ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｂｉｓｐｅｃｔｒｕｍ ；ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ（ＳＮＲ）
０ 引 言
雷 达辐 射源 信 号识 别 是 电子 战 系 统 的 关键 技 术之 一 ，是 指 从 截 获 到 的 密 集 雷 达 脉 冲 流 中分 选 并识 别 出属 于 不 同辐 射 源 的脉 冲 。随着 新 型 复 杂 体制 雷 达所 占的 比例 越 来 越 大 ，未 知 雷 达 辐 射 源 信号 分选 与识 别 在 电子 战 中扮 演 的 角 色 愈来 愈重 要 ，所需解 决 的 问题也 愈 来愈 多 。当前 的雷 达 辐射 源信 号 识别 算 法主 要 是基 于分 析 截 获 信 号 的各 种 常规 参 数 ，如 到 达 时 间 、到 达 角 、载 频 、脉 宽 等 。其 中 ，利用 到达 时 间分选 与识 别是 较 为常 用 的一种 方 法 。ＰＲ１分选 与 识别 算 法 有 很 多种 ，典 型 的如 序 列 差直 方 图、ＰＲＩ变换 ，以及 改进 的 ＰＲＩ变 换 算法 等 。 但这 些算法都存 在一 定 的缺 陷 ，难 以适 用 于 当前 复 杂 的 电磁环 境 。文献 ［１］综合 利 用 到达 角 、载 频 、脉
Hale Waihona Puke Baidu
宽 和脉 幅 四个 常规 参 数 能准 确 实 现 对 常 规 雷达 辐 射 源信 号 的识别 ，但 当信 号 的 载 频 、脉 宽 等参 数 多 变 、快 变时 ，该方 法 的识别 准确 率将 大 大降低 。
脉 内特 征是 雷 达辐 射 源 信 号 最 具 特 色 的参 数 之 一 ，虽然 当前 一 些 雷 达 辐 射 源 信 号 的 常 规 参 数 变 化丰 富 ，但 其 脉 内 特 征 参 数 却 具 有 一 定 的稳 定 性 。目前 已有不 少学 者 将 熵 值 、小 波 包 特 征 、模 糊 函数 等 脉 内特征 参 数应 用 到 雷 达 辐 射 源信 号 的分 选 与识 别之 中 ，并进 行 了性 能评 估 研 究 ，取得 了一 定 的成 效 ］。这 些通 过增 加脉 内特 征参 数 进 行识 别 的方 法 对 噪 声 比较 敏 感 ，且 适 用 的 信 号 调 制 样 式 有 限 。针 对 上述 问题 ，本文 利 用双 谱对 噪 声 不敏 感 的特 点 ，提 出了一 种新 的识 别 算法 。对接 收 到 的 信 号首 先 提 取 其 双 谱 幅 度 谱 ，然 后 将 其 转 化 为 二 维 特征 ，为 降低 识别 算 法 的运 算 量 ，进 一 步 求取 该 二 维特 征 中 的复杂 度 特 征 ，即盒 维 数 和信 息维 数 ，
第 １期 ２０１６年 ２月
雷 达 科 学 与 技 术
Ｒ ａｄａ ｒ Ｓｃ ｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏ ｔｏｇ ｙ
Ｖ ０１．１４ Ｎ ｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１６
复杂 体 制 雷 达 辐射 源 信 号 识 别 新 方 法
韩 俊 ，陈晋 汶 ，孙 茹
（空 军 预警 学 院 ，湖 北 武 汉 ４３００１９）
关 键 词 ：信 号识 别 ；双 谱 ；二 维 特 征 ；信 噪 比
中 图 分 类 号 ：ＴＮ９７１；ＴＮ９５７．５１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７２—２３３７（２０１６）０１—００７６ ０５
Ｎｅｗ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ Ｃｏｍ ｐｌｉｃａｔｅｄ Ｒａｄａｒ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｓｉｇｎａｌ
摘 要 ：针 对现 有 方 法 识 别 准 确 率 不 高 和 对 噪 声敏 感 的 问题 ，应 用 双 谱 二 维 特 征 复 杂 度 实现 了低 信 噪 比 下 未 知 复 杂 体 制 雷 达 信 号 的 高 准 确 率 识 别 。对 接 收 到 的 信 号 首 先 提 取 双 谱 幅 度 谱 并 简化 为 二 维 特 征 ，然 后 求取 该 二 维 特 征 的 复 杂度 特 征 中的 盒 维数 和 信 息 维 数 ，并 将 两 者 作 为 识 别 的 特 征 参 数 ，最后 基 于 支 持 向 量机 完 成 识 别 。 由 于不 同信 号 的 双 谱 区 别 大 且 对 高 斯 噪 声 不 敏 感 ，因 此 提 取 的 盒 维 数 和 信 息 维 数 可 分 性 强 、稳 定度 高 ，仿 真 验 证 了 方 法 的优 越 性 ，在 信 噪 比 为 ５ ｄＢ 时 ，识 别 准 确 率 最 低 为 ８６ 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｗ ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ（ＳＮＲ），ｔｈｅ ｂｉｓｐｅｅｔｒｕｍ ｔｗｏ——ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｃｏｍ ｐｌｅｘｉｔｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ ｕｎｋｎｏｗ ｎ ｃｏｍ ｐｌｉｃａｔｅｄ ｒａｄａｒ ｓｉｇｎａｌ ｒｉｇｈｔ—－ ｌｙ． Ｔ ｈｅ ｂｉｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｉｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｇｅｓｔｅｄ ｔｏ ｂｅ ｔｈｅ ｔｗｏ—ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｔ ｈｅｎ ｔｈｅ ｂｏｘ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｗ ｏ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｔｈｅ ｌａｓｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｉｓ ａｃｃｏｍ ｐｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＳＶ Ｍ ． Ｔ ｈｅ ｂｉｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｇｎａｌｓ ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｄ ｎｏｔ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｔｏ ＳＮ Ｒ ， ｓｏ ｔｈｅ ｂｏｘ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｆｏｒｍ ａｔｉｏｎ ｄｉｍ ｅｎｓｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｖｉｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｓｔｅａｄｙ． Ｔ ｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｎｏｖｅｌ ｍ ｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｂｙ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗ ｅｓｔ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ ｉｓ ８６ ａｔ ＳＮ Ｒ 一 ５ ｄＢ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｉｇｎａｌ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｂｉｓｐｅｃｔｒｕｍ ；ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ（ＳＮＲ）
０ 引 言
雷 达辐 射源 信 号识 别 是 电子 战 系 统 的 关键 技 术之 一 ，是 指 从 截 获 到 的 密 集 雷 达 脉 冲 流 中分 选 并识 别 出属 于 不 同辐 射 源 的脉 冲 。随着 新 型 复 杂 体制 雷 达所 占的 比例 越 来 越 大 ，未 知 雷 达 辐 射 源 信号 分选 与识 别 在 电子 战 中扮 演 的 角 色 愈来 愈重 要 ，所需解 决 的 问题也 愈 来愈 多 。当前 的雷 达 辐射 源信 号 识别 算 法主 要 是基 于分 析 截 获 信 号 的各 种 常规 参 数 ，如 到 达 时 间 、到 达 角 、载 频 、脉 宽 等 。其 中 ，利用 到达 时 间分选 与识 别是 较 为常 用 的一种 方 法 。ＰＲ１分选 与 识别 算 法 有 很 多种 ，典 型 的如 序 列 差直 方 图、ＰＲＩ变换 ，以及 改进 的 ＰＲＩ变 换 算法 等 。 但这 些算法都存 在一 定 的缺 陷 ，难 以适 用 于 当前 复 杂 的 电磁环 境 。文献 ［１］综合 利 用 到达 角 、载 频 、脉
Hale Waihona Puke Baidu
宽 和脉 幅 四个 常规 参 数 能准 确 实 现 对 常 规 雷达 辐 射 源信 号 的识别 ，但 当信 号 的 载 频 、脉 宽 等参 数 多 变 、快 变时 ，该方 法 的识别 准确 率将 大 大降低 。
脉 内特 征是 雷 达辐 射 源 信 号 最 具 特 色 的参 数 之 一 ，虽然 当前 一 些 雷 达 辐 射 源 信 号 的 常 规 参 数 变 化丰 富 ，但 其 脉 内 特 征 参 数 却 具 有 一 定 的稳 定 性 。目前 已有不 少学 者 将 熵 值 、小 波 包 特 征 、模 糊 函数 等 脉 内特征 参 数应 用 到 雷 达 辐 射 源信 号 的分 选 与识 别之 中 ，并进 行 了性 能评 估 研 究 ，取得 了一 定 的成 效 ］。这 些通 过增 加脉 内特 征参 数 进 行识 别 的方 法 对 噪 声 比较 敏 感 ，且 适 用 的 信 号 调 制 样 式 有 限 。针 对 上述 问题 ，本文 利 用双 谱对 噪 声 不敏 感 的特 点 ，提 出了一 种新 的识 别 算法 。对接 收 到 的 信 号首 先 提 取 其 双 谱 幅 度 谱 ，然 后 将 其 转 化 为 二 维 特征 ，为 降低 识别 算 法 的运 算 量 ，进 一 步 求取 该 二 维特 征 中 的复杂 度 特 征 ，即盒 维 数 和信 息维 数 ，
第 １期 ２０１６年 ２月
雷 达 科 学 与 技 术
Ｒ ａｄａ ｒ Ｓｃ ｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏ ｔｏｇ ｙ
Ｖ ０１．１４ Ｎ ｏ．１ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１６
复杂 体 制 雷 达 辐射 源 信 号 识 别 新 方 法
韩 俊 ，陈晋 汶 ，孙 茹
（空 军 预警 学 院 ，湖 北 武 汉 ４３００１９）
关 键 词 ：信 号识 别 ；双 谱 ；二 维 特 征 ；信 噪 比
中 图 分 类 号 ：ＴＮ９７１；ＴＮ９５７．５１ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１６７２—２３３７（２０１６）０１—００７６ ０５
Ｎｅｗ Ｍ ｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇ Ｃｏｍ ｐｌｉｃａｔｅｄ Ｒａｄａｒ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｓｉｇｎａｌ
摘 要 ：针 对现 有 方 法 识 别 准 确 率 不 高 和 对 噪 声敏 感 的 问题 ，应 用 双 谱 二 维 特 征 复 杂 度 实现 了低 信 噪 比 下 未 知 复 杂 体 制 雷 达 信 号 的 高 准 确 率 识 别 。对 接 收 到 的 信 号 首 先 提 取 双 谱 幅 度 谱 并 简化 为 二 维 特 征 ，然 后 求取 该 二 维 特 征 的 复 杂度 特 征 中的 盒 维数 和 信 息 维 数 ，并 将 两 者 作 为 识 别 的 特 征 参 数 ，最后 基 于 支 持 向 量机 完 成 识 别 。 由 于不 同信 号 的 双 谱 区 别 大 且 对 高 斯 噪 声 不 敏 感 ，因 此 提 取 的 盒 维 数 和 信 息 维 数 可 分 性 强 、稳 定度 高 ，仿 真 验 证 了 方 法 的优 越 性 ，在 信 噪 比 为 ５ ｄＢ 时 ，识 别 准 确 率 最 低 为 ８６ 。