辐射源非线性“指纹”机理和识别方法研究

针对传统辐射源指纹识别方法在特征独立性、可测性和稳定性等方面的不足，提出并研究一种基于发射机非线性特性的辐射源指纹识别新方法，该方法利用发射机自激或非线性放大产生的交调、谐波等效应，从接收信号中提取与有意调制波形无关的个体分类信息。由于所利用的特征不易受信号波形影响，并且能适应多径等环境影响，因此该指纹识别方法在电子情报侦察（ELINT）、电子支援措施（ESM）、雷达告警（RWR）、通信系统身份认证等军民用场合具有重要的应用潜力。本项目将针对发射机非线性机理分析、非线性指纹测量、特征提取和识别分类方法等关键理论问题进行深入研究，为工程应用提供理论依据和方法指导。

随着电磁环境的日益复杂，传统的电子侦察手段无法可靠地从大量参数混叠的信号中辨识出感兴趣的辐射源个体。以个体识别为目标的辐射源指纹识别技术是解决上述难题的有效途径。本项研究从定时器、自激振荡器、功率放大器等非线性器件的指纹形成机理出发，研究了指纹辨识的基本原理、指纹的测量方法、分类特征的提取与识别方法等，为辐射源指纹识别应用提供方法指导和理论依据。在定时器指纹识别方面，分析了脉冲定时器周期基准的指纹形成机理，提出了周期基准鲁棒估计的自适应谱峰搜索方法、自适应格型线搜索方法，采用仿真和实测实验验证了方法有效性；在自激振荡器指纹识别方面，提出了基于多次重复观测和单脉冲观测两种条件下的信号波形和瞬时频率估计方法；在功放指纹识别方面，通过建立功放的窄带、宽带条件下的系统响应模型，提出了基于谐波相对幅度和谐波子带MIMO参数的指纹测量方法。此外，针对实际存在的复杂辐射源体制，提出了基于随机微分方程及扩散过程的建模方法，通过对信号幅度、相位、瞬时频率演化关系的建模和推导，提出了基于扩散映射的指纹提取方法。