低信噪比信號去噪方法.研究

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1、取是信號處理系統(tǒng)的一個信號處理過程，它和信號處理的后續(xù)過程～一信號分選、分析和識別相輔相成。信號的檢測和參數(shù)提取是信號分選、分析和識別的基礎(chǔ)，只有在此基礎(chǔ)上，才能對每個脈沖序列進(jìn)行信號參數(shù)的分析，對雷達(dá)類型和威脅程度進(jìn)行識別?t”j。綜上所述·探索信號去噪的簡便實用的方法，提取信號脈間脈內(nèi)特征參數(shù)及信號恢復(fù)成為一個十分有意義的課題。華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文_==2#=========；====；===≮====目目；目l目=l；1課題簡介1．1課題來源本課題來源于揚(yáng)州723所國防科研項目，目的是為

2、軍方提供成熟的研究成果，以提高我軍在雷達(dá)對抗中進(jìn)行信號處理的能力。1．2課題背景電子對抗是敵我雙方利用專門的無線電電子設(shè)備和器材進(jìn)行的相互斗爭。從電子對抗發(fā)展過程看出，由于它在現(xiàn)代電子戰(zhàn)爭中的重要地位和作用，世界各軍事大國都投巨資開展研究。俄羅斯認(rèn)為：“電子設(shè)備的發(fā)展與導(dǎo)彈核武器發(fā)展具有同等重要的程度。沒：育電子設(shè)備，導(dǎo)彈核武器就不能使用?！泵绹J(rèn)為：當(dāng)前奪取和保持電子技術(shù)的優(yōu)勢比第二次世界大戰(zhàn)中奪取空中優(yōu)勢還重要得多，未來戰(zhàn)爭將是一場“相互永遠(yuǎn)看不見人的自動化戰(zhàn)爭”。總之，未來戰(zhàn)爭的主戰(zhàn)場是規(guī)模

3、空前的電子戰(zhàn)，其戰(zhàn)爭的結(jié)局多半要取決于誰能在電子戰(zhàn)爭中取得優(yōu)勢地位。其中，高度機(jī)密的電子對抗措旌必定是電子戰(zhàn)爭中的決定性因素?！半娮討?zhàn)已經(jīng)與地面、海洋、空中作戰(zhàn)并列而成為‘第四維戰(zhàn)場’。”美國前參謀長聯(lián)席會議主席海軍上將托馬斯·H·穆勒甚至預(yù)言：“如果發(fā)生第三次世界大戰(zhàn)，獲勝者必將是善于控制和運(yùn)用電磁頻譜的一方?！?81現(xiàn)代電子戰(zhàn)爭環(huán)境的特點(diǎn)是：(1)輻射源的數(shù)量日益增多，可達(dá)每秒數(shù)百萬個脈沖數(shù)。(2)輻射源體制多且波形復(fù)雜多變。(3)輻射源的工作頻段在不斷增寬，而且：不同輻射源(通信、導(dǎo)航、

4、雷達(dá)、制導(dǎo)系統(tǒng))的工作頻段在越來越寬的范圍上重疊?；谝陨显?，信號源在頻域上擁擠，在時域上密集且交疊在一起。概括地說，現(xiàn)代電子對抗信號環(huán)境的特點(diǎn)是密集的、復(fù)雜的、交錯的和多變的。面對這樣的信號環(huán)境，要實現(xiàn)弱目標(biāo)信號100％概率的截獲，并將每個信號源輻射的信號分選出來用于識別，是十分復(fù)雜而艱巨的任務(wù)。因此，電子對抗中弱信號檢測與特征識別的新方法研究，一直都是電子對抗領(lǐng)域關(guān)注的課題。?。日前，雷達(dá)技術(shù)的迅猛發(fā)展，對雷達(dá)偵察系統(tǒng)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，一方面，國內(nèi)外軍用雷達(dá)采用的信號形式日益復(fù)雜化，如捷變頻

5、、脈內(nèi)調(diào)頻、調(diào)相、重頻抖動、參差、采用類噪聲的擴(kuò)譜信號等，盡量破壞信號分選和識別所利用的信號規(guī)律性，低截獲概率L[P技術(shù)和的采用更增加了信號分類和去交錯處理的難度，使雷達(dá)偵察系統(tǒng)的截獲概率受到極大影響。另一方面，各種電子對抗設(shè)備數(shù)目的急劇增加，電磁佰號已

6、了趨密集，每秒每個頻段多大50萬個以上的脈沖信號，信號的分布頻域已寬至幾十兆到幾十千兆，使雷達(dá)偵察系統(tǒng)處于高度密集的信號環(huán)境中，雷達(dá)偵察系統(tǒng)信號處理的實時性將接受考驗?；谝陨蟽煞矫娴目紤]，可以看出雷達(dá)偵察接收機(jī)信號處理的復(fù)雜性及運(yùn)算量主要集中在

7、信號分選處理上。因此，深入研究能夠適應(yīng)現(xiàn)代高密度復(fù)雜信號環(huán)境下的信號分選、去噪、特征提取及信號辨識的方法，探索研制新一代雷達(dá)偵察接收機(jī)信號分選處理關(guān)鍵器件及處理器結(jié)構(gòu)有著迫切的需求。信號分選和識別的能力已成為衡量點(diǎn)子對抗設(shè)備先進(jìn)程度的重要標(biāo)志之一。1．3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在電子對抗中弱信號的處理方面，目前迫切需要解決的是調(diào)頻和調(diào)相以及調(diào)幅一調(diào)頻等幾大類非平穩(wěn)信號在低信噪比下的檢測和特征提取。而在非平穩(wěn)信號處理領(lǐng)域，國內(nèi)外專家學(xué)者提出了許多理論和方法，如時頻分析“”(包括短時傅立葉變換、模糊函數(shù)、Wig

8、ner-vill分布等)、小波變換“。1“、Wigner—Hough變換(Radon—Wigner變換)與時頻平面相結(jié)合的檢測方法““、極大似然比檢測“”、時頻域解線調(diào)、譜相關(guān)理論等。對目前在各種體制的雷達(dá)中廣泛使用的低截獲概率雷達(dá)信號，線性調(diào)頻信號(FLM)和擴(kuò)頻信號的檢測和特征提取已經(jīng)有了一些成熟的理論和方法。如時頻分析、時頻域解線調(diào)、相位差分法、Radon-Wigner變換對多分量LFbl信號的檢測，但這些檢測方法要求信噪比不能太低；極大似然估計(ML)能夠給出線性調(diào)頻信號參數(shù)的精確估計，但

9、需要進(jìn)行二維搜索，存儲和計算量都較大。非線性調(diào)頻信號(NLFM)檢測和特征提取有多項式相位的Wigner—viil分布、相位差分、自相關(guān)法等，同樣要求檢測環(huán)境的信噪比不能太低。而擴(kuò)頻信號“63的偵收或干擾首先要實現(xiàn)擴(kuò)頻信號的檢測及特征提取，由于直擴(kuò)信號功率譜密度較低，常淹沒在噪聲中，用傳統(tǒng)的信號檢測法在較低的信噪比情況下(snr<一lOdB)檢測不到直擴(kuò)信號的存在““。國內(nèi)外對直擴(kuò)信號檢測提出了多種方法，如能量檢測法，自相關(guān)檢測法，倒譜檢測法，功華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文率譜集平均檢