复杂调制雷达信号的调制识别与参数估计算法研究

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。