[发明专利]一种基于SVM的连续波多普勒无线电引信抗扫频式干扰方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于SVM的连续波多普勒无线电引信抗扫频式干扰方法，属于无线电引信技术领域。

背景技术

引信是利用环境信息和目标信息，在预定条件下引爆或引燃战斗部装药的控制装置或系统。作为武器系统的重要组成部分，引信探测装置能否在复杂干扰环境下正确识别各种干扰信号和真实目标信号，是引信能否保持较高的适时启动概率和引战配合效率的重要前提，也是能否确保弹药系统具有较高的毁伤效率所不可缺少的。一旦引信被敌方干扰系统成功干扰，将影响整个武器系统性能的发挥，因此国内外在引信设计中高度重视引信抗干扰的研究工作，尤其是对近炸引信，更要采取有效的抗干扰技术措施。

连续波多普勒引信是利用弹目接近过程中电磁波的多普勒效应工作的无线电引信，在无导武器和制导武器中使用都很普遍，因此对连续波多普勒无线电引信的干扰与抗干扰措施一直是引信研究领域的重点。由于连续波多普勒引信不容易实现严密的电磁场保护,干扰信号如果具备被干扰引信探测信道正常工作时所需要的能量且干扰频率落在引信接收通带以内就有可能突破引信的电磁场保护。对于连续波多普勒引信,目标信息体现在从目标回波信号提取的多普勒信号之中,引信的抗干扰能力主要体现在对目标信号所载信息的选择能力上。为此,连续波多普勒引信采用多种信号处理技术增加对多普勒信号特征量的识别以提高其抗干扰性能。这些特征量包括多普勒信号的幅值、幅值变化率、频率、频率变化率、作用出现时间、作用持续时间、信号波形等。干扰信号如果具备多普勒信号的这些特征量,满足连续波多普勒引信信号识别的条件，就能成功对引信实施干扰。因此,连续波多普勒引信的信号识别是引信抗干扰措施的关键。

对于无线电近炸引信，现在仍普遍采用时域统计法进行目标识别。其优点是算法简单，比较容易实现实时计算识别；缺点是提取的信号特征稳定性差，即抗干扰能力弱，分类效果不佳。为此考虑在频域中对目标与干扰信号进行特征提取与分类识别。在目前所出现的分类器中，支持向量机(Support Vector Machine，SVM)因其自身的优越性能受到广泛关注与应用。西安机电信息研究所的张飞鹏研究了基于连续波多普勒体制无线电近炸引信的地面低速目标与地面背景的分类问题，选择信号幅度的归一化方差以及小周期频数多普勒周期频数比例作为地面低速目标模式识别中的顶层特征参量，并利用支持向量机作为分类算法进行实验，可获得较高的识别率(参考文献：张飞鹏.地面低速目标与背景模式分类和识别方法研究[J].探测与控制学报,2007,29(2):8-11.)。此研究表明支持向量机应用于连续波多普勒无线电引信的信号识别是可行的，但关键是如何针对不同应用背景进行信号的特征提取。上述文献中针对地面低速目标与地面背景的分类问题提取连续波多普勒引信信号幅度的归一化方差以及小周期频数多普勒周期频数比例作为特征向量，而本发明则主要针对目前连续波多普勒引信难以抵抗的扫频式干扰，因而要提取出目标回波信号作用下与扫频干扰信号作用下引信检波信号明显不同的特征。

当目标可视为点目标时，引信所得到的多普勒信号是一个单一频率的信号，但在引信实际工作时，往往需要考虑体目标效应，在这种情况下，目标回波信号多普勒频率展宽，波形会发生一定程度的畸变，但多普勒频率的变化仍然符合多普勒效应规律。

在对引信进行干扰时，扫频带宽必须覆盖引信工作频带，干扰机常采用扫频式干扰方法。这时候干扰机会在某一频率点处工作一段时间，发射一个固定载波频率的信号，然后转到下一频率点处继续工作。引信检波信号获取的是其所接收到的信号与本振信号差频后的中频信号，因此对于扫频干扰信号必然会在多普勒频带范围之外还分布有很大的频率峰值点且幅值相差不多。而理想的目标回波信号是在多普勒频带内出现一个幅值很大的峰值点，在其它频带内则是一些由杂波或者噪声以及使用傅里叶变换时频谱泄露导致的幅值很小的峰值点。

由图3可见，目标回波信号的能量主要集中在多普勒频点处，而扫频干扰信号的能量则比较分散，据此我们可以用频谱中的三个峰值点之间的相对值进行比较以区分干扰信号和目标信号。

发明内容

本发明的目的是为了增强连续波多普勒无线电引信抗扫频式干扰的性能，提出一种基于SVM的连续波多普勒无线电引信抗扫频式干扰方法，该方法可以有效区分扫频干扰信号与目标回波信号作用下的引信检波信号。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种基于SVM的连续波多普勒无线电引信抗扫频式干扰方法，包括以下步骤：