陳藝廷　李鴻　李瑩

摘 要： 針對(duì)參數(shù)相近的復(fù)雜體制雷達(dá)難以識(shí)別的問題，提出了一種基于句法模式識(shí)的雷達(dá)信號(hào)識(shí)別方法。該方法首先對(duì)已知雷達(dá)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，用雷達(dá)脈沖序列參數(shù)作為句法識(shí)別中的基元進(jìn)行描述，然后通過(guò)訓(xùn)練已知樣本得出正則文法擴(kuò)展生成式并構(gòu)造一種多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)作為識(shí)別器，最后選取雷達(dá)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別實(shí)驗(yàn)。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了該句法方法的可靠性和有效性。

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)脈沖序列； 雷達(dá)信號(hào)識(shí)別； 句法模式識(shí)別； 多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)

中圖分類號(hào)： TN971?34； TN974?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）05?0025?04

0 引 言

雷達(dá)輻射源識(shí)別是指在分析截獲雷達(dá)信號(hào)的基礎(chǔ)上，得到信號(hào)中雷達(dá)的工作參數(shù)和特征參數(shù)，然后利用這些參數(shù)獲取該雷達(dá)的體制、用途和型號(hào)等信息，進(jìn)而掌握其相關(guān)武器系統(tǒng)及其工作狀態(tài)、制導(dǎo)方式，了解其戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用特點(diǎn)、活動(dòng)規(guī)律和作戰(zhàn)能力的過(guò)程[1]?，F(xiàn)有的雷達(dá)特征參數(shù)研究主要包括常規(guī)五大參數(shù)[2]、功率譜散布特征[3]、模糊函數(shù)切片[4]、脈沖包絡(luò)前沿[5]、雷達(dá)信號(hào)雙譜（高階譜）估計(jì)[6]等方面。目標(biāo)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)是通過(guò)雷達(dá)偵察系統(tǒng)截獲電磁環(huán)境中的雷達(dá)全脈沖信號(hào)，并經(jīng)過(guò)信號(hào)分選[7]得到的。本文正是針對(duì)分選后的雷達(dá)脈沖序列而提出的識(shí)別方法。

隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)不斷的更新，雷達(dá)為實(shí)現(xiàn)某種功能所發(fā)射的脈沖串表現(xiàn)出更多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，而傳統(tǒng)的識(shí)別方法并沒有充分利用脈沖序列結(jié)構(gòu)方面的信息，尤其對(duì)于雷達(dá)載波各參數(shù)相近的雷達(dá)進(jìn)行識(shí)別處理時(shí)，往往效率不高。本文提出一種基于句法模式識(shí)別的思路對(duì)脈沖序列進(jìn)行分析處理，從脈沖序列結(jié)構(gòu)特征的角度實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)識(shí)別，并對(duì)相應(yīng)的識(shí)別算法進(jìn)行改進(jìn)以更好地適應(yīng)復(fù)雜體制雷達(dá)識(shí)別的需要。

1 句法模式識(shí)別與雷達(dá)句子描述

與統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法中把特征構(gòu)成向量形式然后分類的思想不同。在句法模式識(shí)別中，模式用句子的形式描述，更加注重模式的結(jié)構(gòu)信息。句法方法把一個(gè)復(fù)雜的模式（如語(yǔ)言，景物）分解為若干較簡(jiǎn)單的子模式組合，而子模式又分解為若干基元，基元是最基本的單元。這時(shí)，一個(gè)樣本是一個(gè)句子，所有句子（樣本）的集合代表一類模式，稱為一種文法。

雷達(dá)句法模式識(shí)別系統(tǒng)的組成如圖1所示。句法模式識(shí)別方法首先對(duì)樣本進(jìn)行特征選擇和提取，然后根據(jù)訓(xùn)練樣本的句子結(jié)構(gòu)推斷文法，再利用文法規(guī)則構(gòu)造自動(dòng)機(jī)[8]，即自動(dòng)識(shí)別器，最后對(duì)未知類別的雷達(dá)句子進(jìn)行識(shí)別或分類。

雷達(dá)句子是指雷達(dá)偵察接收機(jī)采集的全脈沖序列經(jīng)過(guò)信號(hào)分選后形成的單部雷達(dá)的脈沖序列。雷達(dá)句子可以用雷達(dá)字[9]（基元）、雷達(dá)短語(yǔ)（子模式）及連接構(gòu)成。以常見機(jī)載多譜勒雷達(dá)radar 1脈沖數(shù)據(jù)為例，假設(shè)偵察到的雷達(dá)載頻有4個(gè)頻點(diǎn)，脈沖重復(fù)間隔具有4個(gè)值，類型組變，每組[n1]個(gè)脈沖，脈寬值[r1]固定。

由于本文所選取的雷達(dá)字與載頻、重復(fù)間隔、脈寬、脈沖個(gè)數(shù)四個(gè)屬性相結(jié)合，所以本文提出一種多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案來(lái)解決識(shí)別問題。該自動(dòng)機(jī)采用每次讀取輸入帶的4位數(shù)的方式進(jìn)行。如圖3所示，接受鏈[x]的過(guò)程為將輸入鏈[x]中的字符從左到右放在輸入帶上，只讀頭從輸入帶的最左邊一個(gè)單元開始讀取輸入的4位字符。狀態(tài)控制器內(nèi)部存有自動(dòng)機(jī)的全部轉(zhuǎn)換規(guī)則，每讀取一個(gè)4位字符，則根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則判定自動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)，即當(dāng)輸入字符[fitirini]時(shí)，自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)由[q]變?yōu)閇q]，記為[δ（q，fitirini）=q。]如果不存在相應(yīng)轉(zhuǎn)換規(guī)則，則狀態(tài)不發(fā)生變化，且說(shuō)明自動(dòng)機(jī)不接受這個(gè)字符。如果自動(dòng)機(jī)從初始狀態(tài)開始能夠連續(xù)地接受輸入鏈，并且最終停止在狀態(tài)集[F]上，則表示[x]識(shí)別成功，符合該自動(dòng)機(jī)語(yǔ)言。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出radar 1型雷達(dá)參數(shù)值及脈沖序列組合方式與另兩部雷達(dá)區(qū)別明顯，在達(dá)到一定識(shí)別率的情況下識(shí)別誤差主要體現(xiàn)在拒識(shí)數(shù)上，產(chǎn)生的原因在于雷達(dá)訓(xùn)練樣本序列覆蓋不全面，使得重構(gòu)的文法規(guī)則不夠完善造成的。這一點(diǎn)可以通過(guò)增加訓(xùn)練樣本數(shù)，向自動(dòng)機(jī)增添文法規(guī)則來(lái)進(jìn)行改善。而從參數(shù)相近的兩部雷達(dá)radar 2和radar 3的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，總體上可以顯示出兩型雷達(dá)在使用脈沖組時(shí)表現(xiàn)的差異之處，實(shí)驗(yàn)中能夠達(dá)到一定的識(shí)別率，而其中誤差主要體現(xiàn)在一些識(shí)別錯(cuò)誤的情況，產(chǎn)生的原因主要在于兩部雷達(dá)工作模式上確實(shí)存在有部分序列使用交疊的情況出現(xiàn)。

5 結(jié) 論

隨著當(dāng)前新體制雷達(dá)的發(fā)展，雷達(dá)完成某種任務(wù)需要表現(xiàn)出更多復(fù)雜的脈沖序列類型，針對(duì)雷達(dá)信號(hào)脈沖序列這一特殊類別，本文提出一種基于多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的句法模式識(shí)別方法。該方法雷達(dá)字的提取簡(jiǎn)單高效，不需要重新建立雷達(dá)字庫(kù)，而且在利用了序列結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上還結(jié)合了參數(shù)值特征。多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的利用使得讀取的位數(shù)多，規(guī)則相對(duì)復(fù)雜，但是使用靈活，容錯(cuò)率低，對(duì)于相近參數(shù)的不同雷達(dá)型號(hào)識(shí)別能夠達(dá)到滿意的識(shí)別效果。句法模式識(shí)別的研究和應(yīng)用對(duì)于分析雷達(dá)工作模式狀態(tài)甚至雷達(dá)個(gè)體識(shí)別問題上也具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張國(guó)柱.雷達(dá)輻射源識(shí)別技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2005.

[2] 陳嬡嬡.雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2008.

[3] 柴恒.基于無(wú)意調(diào)制特征的雷達(dá)個(gè)體識(shí)別[J].艦船電子對(duì)抗，2011，34（4）：1?5.

[4] 李林，姬紅兵.基于模糊函數(shù)的雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2009，31（11）：2546?2551.

[5] 王宏偉，趙國(guó)慶，王玉軍.基于脈沖包絡(luò)前沿高階矩特征的輻射源個(gè)體識(shí)別[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2010，32（10）：42?45.

[6] 陳濤，姚方楊.雷達(dá)輻射源信號(hào)雙譜估計(jì)的物理意義及其輻射源個(gè)體識(shí)別[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，44（1）：179?187.

[7] 周一宇，安瑋，郭福成，等.電子對(duì)抗原理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[8] 齊敏，李大健，郝重陽(yáng).模式識(shí)別導(dǎo)論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[9] VISNEVSKI N， KRISHNAMURTHY V， WANG A， et al. Syntactic modeling and signal processing of multifunction radars： a stochastic context?free grammar approach [J]. Proceedings of the IEEE， 2007， 95（5）： 1000?1025.

[10] 劉海軍.雷達(dá)輻射源識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.

摘 要： 針對(duì)參數(shù)相近的復(fù)雜體制雷達(dá)難以識(shí)別的問題，提出了一種基于句法模式識(shí)的雷達(dá)信號(hào)識(shí)別方法。該方法首先對(duì)已知雷達(dá)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，用雷達(dá)脈沖序列參數(shù)作為句法識(shí)別中的基元進(jìn)行描述，然后通過(guò)訓(xùn)練已知樣本得出正則文法擴(kuò)展生成式并構(gòu)造一種多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)作為識(shí)別器，最后選取雷達(dá)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別實(shí)驗(yàn)。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了該句法方法的可靠性和有效性。

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)脈沖序列； 雷達(dá)信號(hào)識(shí)別； 句法模式識(shí)別； 多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)

中圖分類號(hào)： TN971?34； TN974?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）05?0025?04

0 引 言

雷達(dá)輻射源識(shí)別是指在分析截獲雷達(dá)信號(hào)的基礎(chǔ)上，得到信號(hào)中雷達(dá)的工作參數(shù)和特征參數(shù)，然后利用這些參數(shù)獲取該雷達(dá)的體制、用途和型號(hào)等信息，進(jìn)而掌握其相關(guān)武器系統(tǒng)及其工作狀態(tài)、制導(dǎo)方式，了解其戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用特點(diǎn)、活動(dòng)規(guī)律和作戰(zhàn)能力的過(guò)程[1]?，F(xiàn)有的雷達(dá)特征參數(shù)研究主要包括常規(guī)五大參數(shù)[2]、功率譜散布特征[3]、模糊函數(shù)切片[4]、脈沖包絡(luò)前沿[5]、雷達(dá)信號(hào)雙譜（高階譜）估計(jì)[6]等方面。目標(biāo)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)是通過(guò)雷達(dá)偵察系統(tǒng)截獲電磁環(huán)境中的雷達(dá)全脈沖信號(hào)，并經(jīng)過(guò)信號(hào)分選[7]得到的。本文正是針對(duì)分選后的雷達(dá)脈沖序列而提出的識(shí)別方法。

隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)不斷的更新，雷達(dá)為實(shí)現(xiàn)某種功能所發(fā)射的脈沖串表現(xiàn)出更多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，而傳統(tǒng)的識(shí)別方法并沒有充分利用脈沖序列結(jié)構(gòu)方面的信息，尤其對(duì)于雷達(dá)載波各參數(shù)相近的雷達(dá)進(jìn)行識(shí)別處理時(shí)，往往效率不高。本文提出一種基于句法模式識(shí)別的思路對(duì)脈沖序列進(jìn)行分析處理，從脈沖序列結(jié)構(gòu)特征的角度實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)識(shí)別，并對(duì)相應(yīng)的識(shí)別算法進(jìn)行改進(jìn)以更好地適應(yīng)復(fù)雜體制雷達(dá)識(shí)別的需要。

1 句法模式識(shí)別與雷達(dá)句子描述

與統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法中把特征構(gòu)成向量形式然后分類的思想不同。在句法模式識(shí)別中，模式用句子的形式描述，更加注重模式的結(jié)構(gòu)信息。句法方法把一個(gè)復(fù)雜的模式（如語(yǔ)言，景物）分解為若干較簡(jiǎn)單的子模式組合，而子模式又分解為若干基元，基元是最基本的單元。這時(shí)，一個(gè)樣本是一個(gè)句子，所有句子（樣本）的集合代表一類模式，稱為一種文法。

雷達(dá)句法模式識(shí)別系統(tǒng)的組成如圖1所示。句法模式識(shí)別方法首先對(duì)樣本進(jìn)行特征選擇和提取，然后根據(jù)訓(xùn)練樣本的句子結(jié)構(gòu)推斷文法，再利用文法規(guī)則構(gòu)造自動(dòng)機(jī)[8]，即自動(dòng)識(shí)別器，最后對(duì)未知類別的雷達(dá)句子進(jìn)行識(shí)別或分類。

雷達(dá)句子是指雷達(dá)偵察接收機(jī)采集的全脈沖序列經(jīng)過(guò)信號(hào)分選后形成的單部雷達(dá)的脈沖序列。雷達(dá)句子可以用雷達(dá)字[9]（基元）、雷達(dá)短語(yǔ)（子模式）及連接構(gòu)成。以常見機(jī)載多譜勒雷達(dá)radar 1脈沖數(shù)據(jù)為例，假設(shè)偵察到的雷達(dá)載頻有4個(gè)頻點(diǎn)，脈沖重復(fù)間隔具有4個(gè)值，類型組變，每組[n1]個(gè)脈沖，脈寬值[r1]固定。

由于本文所選取的雷達(dá)字與載頻、重復(fù)間隔、脈寬、脈沖個(gè)數(shù)四個(gè)屬性相結(jié)合，所以本文提出一種多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案來(lái)解決識(shí)別問題。該自動(dòng)機(jī)采用每次讀取輸入帶的4位數(shù)的方式進(jìn)行。如圖3所示，接受鏈[x]的過(guò)程為將輸入鏈[x]中的字符從左到右放在輸入帶上，只讀頭從輸入帶的最左邊一個(gè)單元開始讀取輸入的4位字符。狀態(tài)控制器內(nèi)部存有自動(dòng)機(jī)的全部轉(zhuǎn)換規(guī)則，每讀取一個(gè)4位字符，則根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則判定自動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)，即當(dāng)輸入字符[fitirini]時(shí)，自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)由[q]變?yōu)閇q]，記為[δ（q，fitirini）=q。]如果不存在相應(yīng)轉(zhuǎn)換規(guī)則，則狀態(tài)不發(fā)生變化，且說(shuō)明自動(dòng)機(jī)不接受這個(gè)字符。如果自動(dòng)機(jī)從初始狀態(tài)開始能夠連續(xù)地接受輸入鏈，并且最終停止在狀態(tài)集[F]上，則表示[x]識(shí)別成功，符合該自動(dòng)機(jī)語(yǔ)言。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出radar 1型雷達(dá)參數(shù)值及脈沖序列組合方式與另兩部雷達(dá)區(qū)別明顯，在達(dá)到一定識(shí)別率的情況下識(shí)別誤差主要體現(xiàn)在拒識(shí)數(shù)上，產(chǎn)生的原因在于雷達(dá)訓(xùn)練樣本序列覆蓋不全面，使得重構(gòu)的文法規(guī)則不夠完善造成的。這一點(diǎn)可以通過(guò)增加訓(xùn)練樣本數(shù)，向自動(dòng)機(jī)增添文法規(guī)則來(lái)進(jìn)行改善。而從參數(shù)相近的兩部雷達(dá)radar 2和radar 3的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，總體上可以顯示出兩型雷達(dá)在使用脈沖組時(shí)表現(xiàn)的差異之處，實(shí)驗(yàn)中能夠達(dá)到一定的識(shí)別率，而其中誤差主要體現(xiàn)在一些識(shí)別錯(cuò)誤的情況，產(chǎn)生的原因主要在于兩部雷達(dá)工作模式上確實(shí)存在有部分序列使用交疊的情況出現(xiàn)。

5 結(jié) 論

隨著當(dāng)前新體制雷達(dá)的發(fā)展，雷達(dá)完成某種任務(wù)需要表現(xiàn)出更多復(fù)雜的脈沖序列類型，針對(duì)雷達(dá)信號(hào)脈沖序列這一特殊類別，本文提出一種基于多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的句法模式識(shí)別方法。該方法雷達(dá)字的提取簡(jiǎn)單高效，不需要重新建立雷達(dá)字庫(kù)，而且在利用了序列結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上還結(jié)合了參數(shù)值特征。多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的利用使得讀取的位數(shù)多，規(guī)則相對(duì)復(fù)雜，但是使用靈活，容錯(cuò)率低，對(duì)于相近參數(shù)的不同雷達(dá)型號(hào)識(shí)別能夠達(dá)到滿意的識(shí)別效果。句法模式識(shí)別的研究和應(yīng)用對(duì)于分析雷達(dá)工作模式狀態(tài)甚至雷達(dá)個(gè)體識(shí)別問題上也具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張國(guó)柱.雷達(dá)輻射源識(shí)別技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2005.

[2] 陳嬡嬡.雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2008.

[3] 柴恒.基于無(wú)意調(diào)制特征的雷達(dá)個(gè)體識(shí)別[J].艦船電子對(duì)抗，2011，34（4）：1?5.

[4] 李林，姬紅兵.基于模糊函數(shù)的雷達(dá)輻射源個(gè)體識(shí)別[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2009，31（11）：2546?2551.

[5] 王宏偉，趙國(guó)慶，王玉軍.基于脈沖包絡(luò)前沿高階矩特征的輻射源個(gè)體識(shí)別[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2010，32（10）：42?45.

[6] 陳濤，姚方楊.雷達(dá)輻射源信號(hào)雙譜估計(jì)的物理意義及其輻射源個(gè)體識(shí)別[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，44（1）：179?187.

[7] 周一宇，安瑋，郭福成，等.電子對(duì)抗原理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[8] 齊敏，李大健，郝重陽(yáng).模式識(shí)別導(dǎo)論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[9] VISNEVSKI N， KRISHNAMURTHY V， WANG A， et al. Syntactic modeling and signal processing of multifunction radars： a stochastic context?free grammar approach [J]. Proceedings of the IEEE， 2007， 95（5）： 1000?1025.

[10] 劉海軍.雷達(dá)輻射源識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2010.

摘 要： 針對(duì)參數(shù)相近的復(fù)雜體制雷達(dá)難以識(shí)別的問題，提出了一種基于句法模式識(shí)的雷達(dá)信號(hào)識(shí)別方法。該方法首先對(duì)已知雷達(dá)脈沖數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，用雷達(dá)脈沖序列參數(shù)作為句法識(shí)別中的基元進(jìn)行描述，然后通過(guò)訓(xùn)練已知樣本得出正則文法擴(kuò)展生成式并構(gòu)造一種多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)作為識(shí)別器，最后選取雷達(dá)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別實(shí)驗(yàn)。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了該句法方法的可靠性和有效性。

關(guān)鍵詞： 雷達(dá)脈沖序列； 雷達(dá)信號(hào)識(shí)別； 句法模式識(shí)別； 多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)

中圖分類號(hào)： TN971?34； TN974?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2014）05?0025?04

0 引 言

雷達(dá)輻射源識(shí)別是指在分析截獲雷達(dá)信號(hào)的基礎(chǔ)上，得到信號(hào)中雷達(dá)的工作參數(shù)和特征參數(shù)，然后利用這些參數(shù)獲取該雷達(dá)的體制、用途和型號(hào)等信息，進(jìn)而掌握其相關(guān)武器系統(tǒng)及其工作狀態(tài)、制導(dǎo)方式，了解其戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用特點(diǎn)、活動(dòng)規(guī)律和作戰(zhàn)能力的過(guò)程[1]。現(xiàn)有的雷達(dá)特征參數(shù)研究主要包括常規(guī)五大參數(shù)[2]、功率譜散布特征[3]、模糊函數(shù)切片[4]、脈沖包絡(luò)前沿[5]、雷達(dá)信號(hào)雙譜（高階譜）估計(jì)[6]等方面。目標(biāo)雷達(dá)信號(hào)參數(shù)是通過(guò)雷達(dá)偵察系統(tǒng)截獲電磁環(huán)境中的雷達(dá)全脈沖信號(hào)，并經(jīng)過(guò)信號(hào)分選[7]得到的。本文正是針對(duì)分選后的雷達(dá)脈沖序列而提出的識(shí)別方法。

隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)不斷的更新，雷達(dá)為實(shí)現(xiàn)某種功能所發(fā)射的脈沖串表現(xiàn)出更多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，而傳統(tǒng)的識(shí)別方法并沒有充分利用脈沖序列結(jié)構(gòu)方面的信息，尤其對(duì)于雷達(dá)載波各參數(shù)相近的雷達(dá)進(jìn)行識(shí)別處理時(shí)，往往效率不高。本文提出一種基于句法模式識(shí)別的思路對(duì)脈沖序列進(jìn)行分析處理，從脈沖序列結(jié)構(gòu)特征的角度實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)識(shí)別，并對(duì)相應(yīng)的識(shí)別算法進(jìn)行改進(jìn)以更好地適應(yīng)復(fù)雜體制雷達(dá)識(shí)別的需要。

1 句法模式識(shí)別與雷達(dá)句子描述

與統(tǒng)計(jì)識(shí)別方法中把特征構(gòu)成向量形式然后分類的思想不同。在句法模式識(shí)別中，模式用句子的形式描述，更加注重模式的結(jié)構(gòu)信息。句法方法把一個(gè)復(fù)雜的模式（如語(yǔ)言，景物）分解為若干較簡(jiǎn)單的子模式組合，而子模式又分解為若干基元，基元是最基本的單元。這時(shí)，一個(gè)樣本是一個(gè)句子，所有句子（樣本）的集合代表一類模式，稱為一種文法。

雷達(dá)句法模式識(shí)別系統(tǒng)的組成如圖1所示。句法模式識(shí)別方法首先對(duì)樣本進(jìn)行特征選擇和提取，然后根據(jù)訓(xùn)練樣本的句子結(jié)構(gòu)推斷文法，再利用文法規(guī)則構(gòu)造自動(dòng)機(jī)[8]，即自動(dòng)識(shí)別器，最后對(duì)未知類別的雷達(dá)句子進(jìn)行識(shí)別或分類。

雷達(dá)句子是指雷達(dá)偵察接收機(jī)采集的全脈沖序列經(jīng)過(guò)信號(hào)分選后形成的單部雷達(dá)的脈沖序列。雷達(dá)句子可以用雷達(dá)字[9]（基元）、雷達(dá)短語(yǔ)（子模式）及連接構(gòu)成。以常見機(jī)載多譜勒雷達(dá)radar 1脈沖數(shù)據(jù)為例，假設(shè)偵察到的雷達(dá)載頻有4個(gè)頻點(diǎn)，脈沖重復(fù)間隔具有4個(gè)值，類型組變，每組[n1]個(gè)脈沖，脈寬值[r1]固定。

由于本文所選取的雷達(dá)字與載頻、重復(fù)間隔、脈寬、脈沖個(gè)數(shù)四個(gè)屬性相結(jié)合，所以本文提出一種多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案來(lái)解決識(shí)別問題。該自動(dòng)機(jī)采用每次讀取輸入帶的4位數(shù)的方式進(jìn)行。如圖3所示，接受鏈[x]的過(guò)程為將輸入鏈[x]中的字符從左到右放在輸入帶上，只讀頭從輸入帶的最左邊一個(gè)單元開始讀取輸入的4位字符。狀態(tài)控制器內(nèi)部存有自動(dòng)機(jī)的全部轉(zhuǎn)換規(guī)則，每讀取一個(gè)4位字符，則根據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則判定自動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)，即當(dāng)輸入字符[fitirini]時(shí)，自動(dòng)機(jī)的狀態(tài)由[q]變?yōu)閇q]，記為[δ（q，fitirini）=q。]如果不存在相應(yīng)轉(zhuǎn)換規(guī)則，則狀態(tài)不發(fā)生變化，且說(shuō)明自動(dòng)機(jī)不接受這個(gè)字符。如果自動(dòng)機(jī)從初始狀態(tài)開始能夠連續(xù)地接受輸入鏈，并且最終停止在狀態(tài)集[F]上，則表示[x]識(shí)別成功，符合該自動(dòng)機(jī)語(yǔ)言。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出radar 1型雷達(dá)參數(shù)值及脈沖序列組合方式與另兩部雷達(dá)區(qū)別明顯，在達(dá)到一定識(shí)別率的情況下識(shí)別誤差主要體現(xiàn)在拒識(shí)數(shù)上，產(chǎn)生的原因在于雷達(dá)訓(xùn)練樣本序列覆蓋不全面，使得重構(gòu)的文法規(guī)則不夠完善造成的。這一點(diǎn)可以通過(guò)增加訓(xùn)練樣本數(shù)，向自動(dòng)機(jī)增添文法規(guī)則來(lái)進(jìn)行改善。而從參數(shù)相近的兩部雷達(dá)radar 2和radar 3的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，總體上可以顯示出兩型雷達(dá)在使用脈沖組時(shí)表現(xiàn)的差異之處，實(shí)驗(yàn)中能夠達(dá)到一定的識(shí)別率，而其中誤差主要體現(xiàn)在一些識(shí)別錯(cuò)誤的情況，產(chǎn)生的原因主要在于兩部雷達(dá)工作模式上確實(shí)存在有部分序列使用交疊的情況出現(xiàn)。

5 結(jié) 論

隨著當(dāng)前新體制雷達(dá)的發(fā)展，雷達(dá)完成某種任務(wù)需要表現(xiàn)出更多復(fù)雜的脈沖序列類型，針對(duì)雷達(dá)信號(hào)脈沖序列這一特殊類別，本文提出一種基于多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的句法模式識(shí)別方法。該方法雷達(dá)字的提取簡(jiǎn)單高效，不需要重新建立雷達(dá)字庫(kù)，而且在利用了序列結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上還結(jié)合了參數(shù)值特征。多位有限態(tài)自動(dòng)機(jī)的利用使得讀取的位數(shù)多，規(guī)則相對(duì)復(fù)雜，但是使用靈活，容錯(cuò)率低，對(duì)于相近參數(shù)的不同雷達(dá)型號(hào)識(shí)別能夠達(dá)到滿意的識(shí)別效果。句法模式識(shí)別的研究和應(yīng)用對(duì)于分析雷達(dá)工作模式狀態(tài)甚至雷達(dá)個(gè)體識(shí)別問題上也具有重要的意義。

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