周文輝

摘要：在復雜的信號對抗環(huán)境中，雷達輻射源信號的分選和識別成為雷達對抗中的重點，是現(xiàn)代化高科技戰(zhàn)爭中的關鍵環(huán)節(jié)。文章針對復雜的信號對抗環(huán)境，探討了未知雷達輻射源信號分選與識別理論。

關鍵詞：復雜環(huán)境；未知雷達；源信號；分選；識別

在電子對抗領域，雷達信號分選和識別是非常關鍵的。隨著電子科技的不斷發(fā)展，越來越復雜的信號環(huán)境和各類新型雷達不斷出現(xiàn)，新型雷達的抗干擾能力越來越完善，這對雷達信號的分選與識別工作提出了挑戰(zhàn)。

1復雜環(huán)境下未知雷達輻射源信號分選理論

1.1雷達輻射源信號分選概述

雷達在實際工作中，主要是截獲接收機所收到的一些列脈沖信號，其中包括由多部雷達發(fā)出的干擾信號和噪音脈沖信號，這些脈沖信號以到達時間的先后排列而成。所謂雷達輻射源信號分選，指的就是對這些錯綜復雜的電子信號進行分離，找出有用信號的過程。

高密度脈沖流主要表現(xiàn)為信號的密集度，通常情況下可達到20萬/秒；交錯雜亂的信號來自于現(xiàn)代電子對抗的復雜環(huán)境，接收機只能接收到交錯雜亂的信號；復雜的波形是現(xiàn)代電子對抗中的一大特性，主要是由于雷達技術的不斷發(fā)展，新型雷達的出現(xiàn)所導致的。波形的復雜性，加大了對抗信號處理的難度；多變的脈沖參數(shù)是由于多部雷達發(fā)出的信號所致，目的在于產(chǎn)生干擾。

1.2雷達輻射源信號分選依據(jù)

雷達信號分選設計主要是根據(jù)實際目標和戰(zhàn)術要求，此外，還需要把偵查系統(tǒng)技術要求作為重要依據(jù)。

1.2.1對指定環(huán)境信號流密度和指定信號的適應性

前面已經(jīng)提到，目前的電子抗爭環(huán)境中的脈沖信號已經(jīng)到達了20萬/秒，雷達輻射源信號分選的重要依據(jù)之一就是能夠適應此種信號流密度。此外，比較常見的雷達信號形式通常包括：常規(guī)信號、線性調(diào)頻信號、PRI參差信號和頻率捷變信號等，也是作為信號分選的主要依據(jù)。

1.2.2DOA范圍和精度

DOA指的是雷達和接收機之間的方位角。DOA是一個與輻射源位置密切相關的信息參數(shù)，不會被雷達信號的多變影響，是信號分選的可靠途徑，通常情況下，將DOA作為雷達信號分選的首選參數(shù)。

1.2.3脈寬測量精度

對脈沖寬度測量的精確性，受到雷達波形的影響。一般情況下，接收機輸出的脈沖信號都會存在前后沿失真現(xiàn)象，在多徑效應的影響下，要是把超過某基準電平寬度作為脈寬，會存在很大的誤差。近年來所采用的新型測量技術，使脈寬測量精度得到了提高。因此，脈寬可以作為輔助分選參數(shù)。

1.2.4脈內(nèi)調(diào)制特征參數(shù)

脈內(nèi)調(diào)制包括了脈內(nèi)頻率調(diào)制、脈內(nèi)相位調(diào)制和脈內(nèi)幅度調(diào)制，前兩者主以沖壓縮信號作為主要信號形式，原因在于這種信號對雷達的檢測性能有很好的保障作用，被廣泛應用于現(xiàn)代新型雷達。

1.3雷達輻射源信號的分選方法

1.3.1重頻分選

利用單個參數(shù)對輻射源進行識別的過程稱為重頻分選。重頻分選包括兩種實現(xiàn)方法，一種是硬件分選，另一種是軟件分選。其中，硬件分選指的是通過邏輯電路來實現(xiàn)，具有較強的實時性，但在雷達信號形式上存在局限性，只能針對常規(guī)信號進行分選；軟件分選指的是通過軟件編程來實現(xiàn)，軟件可以對重頻變化信號進行分選，能夠滿足較復雜的信號環(huán)境的分選。

1.3.2重頻、脈寬組合分選

在信號環(huán)境復雜多變的情況下，僅僅依靠重頻分選的方法會使得分選時間過久，在遇到多個PRI抖動、跳變或周期調(diào)制的時候，重頻分選不能對信號進行正確的分選。如果在重頻基礎上再引進脈寬分選，就可以解決分選時間久的問題，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對寬、窄脈沖信號的分選。

1.3.3多參數(shù)分選

多參數(shù)分選方法主要包括了時域、頻域多參數(shù)和空域、頻域、時域多參數(shù)。其中，時域、頻域多參數(shù)分選法是為了實現(xiàn)對頻率捷變和頻率分集雷達的分選和識別，需要偵查系統(tǒng)對每個脈沖的射頻、脈寬、脈幅和到達時間進行處理，之后實行多參數(shù)信號的分選；而當信號流中存有多個頻域和時域變化脈沖時，僅僅依靠頻域、時域參數(shù)是很難進行信號分選的，需要在此基礎上加一個方位參數(shù)來綜合分選。

2復雜環(huán)境下未知雷達輻射源信號識別

2.1識別過程

雷達輻射源信號識別是建立在信號分選的基礎之上的，通過對雷達輻射信號的分選，提取的特征構(gòu)成了對脈沖的描述，其中主要包括了脈沖到達角、到達時間、脈沖幅度和脈寬等。通過對這些數(shù)據(jù)的分析和測量，就可以得出其它參數(shù)，這些參數(shù)共同組成雷達輻射源信號的識別模式。

特征的選擇和分類器的設計是信號源識別過程中的兩個核心部分。針對復雜多變的雷達信號，能夠準確識別其特征是實現(xiàn)源信號識別的關鍵所在，分類器的設計也在一定程度上影響著源信號識別的正確性。

2.2識別方法

早在20世紀70年代，國外已經(jīng)開始了對雷達輻射源信號識別的研究，而我國開始相關研究的時間較晚，大概到了20世紀80年代。經(jīng)過30多年的發(fā)展，雷達輻射源信號的識別技術也得到了階段性的發(fā)展。

2.2.1特征數(shù)據(jù)匹配

在20世紀70年代和80年代，特征參數(shù)匹配法是使用最多的源信號識別方法，其主要特點在于特征數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，通過對測得數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫之間的比較分析，利用屬性測度和距離函數(shù)等進行參數(shù)匹配。此方法過分依賴之前的數(shù)據(jù)，沒有創(chuàng)新，不能實現(xiàn)學習目的；對一些不完整的畸變信號識別能力不夠，不能識別數(shù)據(jù)庫之外的數(shù)據(jù)。在隨后的發(fā)展中，大概到了90年代左右，已被新的有效方法所替代。

2.2.2人工智能技術

在20世紀80年代后期，在人工智能技術的大力發(fā)展下，諸如：專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊推理和遺傳算法等人工智能方法已經(jīng)開始被用在雷達輻射源信號的識別中。專家系統(tǒng)指的是一種能夠模擬行業(yè)專家思維的程序，其含有大量的專業(yè)知識和經(jīng)驗。專家系統(tǒng)也是存在缺陷的，對新型雷達的輻射源信號不能作出正確判斷，并且隨著雷達對抗技術的不斷發(fā)展，專家技術數(shù)據(jù)庫需要不斷更新，這樣會不斷增加開銷。因此，在之后的發(fā)展中，專家系統(tǒng)也是被慢慢地替代掉。

2.2.3多傳感器數(shù)據(jù)融合技術

進入21世紀以后，為了更好地解決單傳感器識別性能低的問題，相關研究領域已經(jīng)開始了多傳感器的應用。把獲得的信息通過數(shù)據(jù)之間的融合，就能得到比較合理的融合結(jié)果，避免了因傳感器單一性，而導致的數(shù)據(jù)信息不全面性。多傳感器數(shù)據(jù)融合方法解決了數(shù)據(jù)處理上的不確定性，提高了識別精度，將是未來雷達輻射源信號識別方法的發(fā)展方向。

3結(jié)語

雷達輻射源信號的分選和識別，對于新時代的雷達抗爭有著積極的促進作用，在科學技術飛速發(fā)展的情況下，只有不斷地找出以往技術中的不足之處，并加以改進創(chuàng)新，才能在這個復雜的電子信號對抗環(huán)境中更好地發(fā)展壯大。另外，雷達技術的發(fā)展，需要更多的人才和更先進的技術來共同實現(xiàn)。