复杂调制雷达信号的调制识别与参数估计算法研究

摘要

为提高雷达在战场环境下的反侦察能力和生存能力，以及满足信号低截获概率的要求，复杂调制雷达信号技术迅速发展并广泛应用于各种新型雷达及其组网中。因此，对复杂调制雷达信号的检测、识别及参数估计成为当代雷达信号侦察处理的热点和难点。 本文以几种典型复杂调制雷达信号为研究对象，重点研究信号识别与参数估计问题，主要工作如下： 1.分析了现代雷达对抗的信号环境，建立了多项式相位信号(PPS)、正弦调频(SFM)信号、伪码调相复合线性调频(PRBC-LFM)信号和伪码调相复合正弦调频(PRBC-SFM)信号的数学模型，分析了它们的时域和频域特征。 2.针对非线性调频信号，提出一种基于二阶离散多项式相位变换的识别方法，可以用于识别单频信号、线性调频信号、3阶PPS信号及宽带正弦调频信号。 3.针对调频调相信号，研究了基于谱相关的调制识别方法，仿真表明SNR>6dB后，可以有效区分PRBC-LFM信号和PRBC-SFM信号。 4.针对脉间捷变信号、脉内捷变信号、SFM信号、PRBC-SFM信号、PPS信号和PRBC-LFM信号6种信号同时存在情况，通过提取归一化瞬时幅度频谱，小波变换矩阵的均值、方差，频域矩峰度等不同特征，采用决策机制，可以逐一识别各个信号。 5.针对PPS信号，讨论了极大似然估计算法、离散多项式相位变换算法和瞬时频率比算法。提出一种基于DPT的逆向判阶算法，该算法与Peleg算法相比有更好的稳定性。 6.针对SFM信号，研究了两种新参数估计算法：一是利用信号及其瞬时频率的频谱特征，获取SFM信号的载频及调制频率估计；再依据Carson准则，通过带宽测量可估算调频系数。另一种方法是将SFM信号建模成PPS信号，通过判阶后，将问题转化一般PPS信号参数估计问题，采用DPT算法实现参数估计。这两种方法都不受宽、窄带调频的限制，在窄带情况下，有很高的估计精度。 7.针对调频调相信号，提出基于平方变换的估计算法，首先将调频与调相信息分离，再分步提取调频和调相参数。特别对PRBC-LFM信号，还可采用倒序相关法，同时实现调频、调相参数的估计。

目录

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声明

第一章 引言

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1复杂调制雷达信号的检测识别技术的研究现状

1.2.2复杂调制雷达信号的参数估计技术的研究现状

1.3本文主要工作及内容安排

第二章信号建模及特征分析

2.1概述

2.2非线性调频信号

2.2.1多项式调频信号

2.2.2正弦调频信号

2.2.3 S型调频信号

2.3调频调相信号模型

2.3.1伪码调相复合正弦调频信号

2.3.2伪码调相复合线性调频信号

2.4小结

第三章复杂调制雷达信号的调制识别

3.1信号识别的一般步骤

3.2非线性调频信号的调制识别算法

3.2.1离散多项式相位变换

3.2.2几种信号的二阶离散多项式相位变换

3.2.3信号识别流程

3.2.4仿真实验

3.3调频调相信号的调制识别算法

3.3.1谱相关函数

3.3.2伪码调相调频信号的谱相关

3.3.3信号识别流程

3.3.4仿真实验

3.4复杂调制雷达信号的调制识别算法

3.4.1复杂调制雷达信号的识别特征提取

3.4.2复杂调制雷达信号的调制类型识别

3.4.3仿真实验

3.5小结

第四章 复杂调制雷达信号参数估计算法

4.1多项式相位信号的处理算法

4.1.1极大似然估计

4.1.2离散多项式相位变换

4.1.3瞬时频率比

4.2正弦调频信号的处理算法

4.2.1基于卡森准则的参数估计

4.2.2离散多项式相位变换

4.3调频调相信号的处理算法

4.3.1平方变换法

4.3.2倒序相关法

4.4小结

第五章 总结与展望

5.1本文总结

5.2对未来发展方向和下一步研究的建议

致谢

参考文献

在校期间取得的研究成果