基于STFT的雷達信號脈內細微特征分析方法研究.pdf

1、現(xiàn)代戰(zhàn)爭是高科技戰(zhàn)爭，電子對抗起著至關重要的作用。既能精確打擊敵人又能隱蔽自己，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭追求的目標。無源雷達(passiveradar)區(qū)別于有源雷達所體現(xiàn)出的“自我保護”能力愈來愈多的受到人們的重視。伴隨而來的時差定位、信號識別和分選等一系列關鍵技術必須突破和解決。 對雷達信號進行脈內細微特征分析的主要目的是識別脈內調制的類型和檢測脈內調制的參數(shù)。這也是無源雷達對接收到的有源目標信號進行實時或準實時識別和分選的前提。脈內信號

2、的調制主要是對頻率和相位的調制，如線性調頻、非線性調頻、相位編碼等。脈內分析主要有以下幾種方法：時域方法，頻域方法，調制域方法，譜相關理論，時頻分布方法。 譜相關理論表明譜相關函數(shù)與時頻函數(shù)成傅里葉變換關系，因此可以理解它們從不同的側面揭示了所截獲信號這一客觀存在的特征，使我們能從不同的物理空間中看到事物的本質。二者的結合，使我們得以更全面地認識事物，從雷達信號的差別、分選，到掌握信號的細微特征。時頻分布是提取編碼序列、調頻參數(shù)

3、等細微特征的直觀方法，而譜相關分析對于在惡劣的電磁環(huán)境中，辨認、提取出所欲知信號有著獨到的作用。 時頻分布是脈內分析的常用方法之一。但是到目前為止，還未找到能滿足所有性質的時頻分布的分析方法，每一種時頻分布都有各自的優(yōu)缺點，適合特定的信號和應用場合，因此，時頻分布的選擇要視信號的特性和應用情況而定。各類時頻分布有著不同的性能特點。短時傅里葉變換(STFT)在分析各種時變頻率信號(帶調制)中起著重要作用，但它無法兼顧時域分辨率和頻

4、域分辨率。Wigner分布可以同時具備較高的頻域和時域分辨率，但是它具有負值性和多信號環(huán)境中雙線性造成的交調項的缺陷。Choi-Williams分布在抑制干擾的同時提供了高的時域、頻域分辨率，但它不完全滿足時頻有限特性。 本文對基于短時傅里葉變換(STFT)的脈內分析方法進行研究。時頻分布短時傅里葉變換是研究非平穩(wěn)信號最廣泛使用的方法，其中的概念是簡單而有效的。它的基本思想是：把信號劃分成許多小的時間間隔，用傅里葉變化分析每一個

5、時間間隔，以便確定在那個時間間隔存在的頻率。這些頻譜的總體就表示了頻譜在時間上是怎樣變化的。短時傅里葉變換的兩個關鍵是窗的選擇和分段(跨度)。窗直接影響頻率分辨率，分析窗的選擇很重要。另外，為了保證原信號能從STFT中恢復，窗函數(shù)必須滿足某些限制條件。好的窗滿足主瓣的寬度要窄，主瓣高度要遠遠大于最大的旁瓣高度。本文采用Hanning窗，主要由于它有“和為常數(shù)(sumtoconstant)”的性質。本文討論對整個信號處理的段數(shù)，這取決于具