CN115422967A - 一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信号处理技术领域，且公开了一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，包括识别装置本体，识别装置本体的内部设置有控制中心和数据库，控制中心包括有射频接收系统、数据采集系统、信号处理系统、特征提取系统、分类验证系统、类别管理系统以及数据对比系统，射频接收系统的输出端上连接变频模块，数据采集系统的输出端与数据库的输入端电性连接。本发明中，通过设置有射频接收系统，对信号进行变频接收，然后在将数据采集和储存，处理后进行特征提取，特征提取后进行分类管理，再与数据库信号数据进行对比，可清晰的对当前信号的个体信息和类别进行显示，进而使得识别效果更为准确。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置。
背景技术
辐射源个体识别技术，又称辐射源“指纹”识别或特定辐射源识别，是指对接收的电磁信号进行特征测量，根据已有的先验信息确定产生信号的辐射源个体，并将其与辐射源个体及所属平台和武器系统关联起来，有着非常重要的战略和战术意义
虽然目前各国均对雷达辐射源个体识别技术进行了深入研究，取得了多项重要研究成果，但依然存在一些不足，主要表现在以下几点：(1)雷达发射机的个体身份难以确定，一般的信号处理实验室虽具有采集能力，但很难获得辐射该信号的发射机的个体信息，存在验证困难；(2)信号无法清晰地表征发射机的个体差异，导致结果的可信度大打折扣，从而限制了个体识别系统的发展。
发明内容
本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，因此，本人提供一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，包括识别装置本体，识别装置本体的内部设置有控制中心和数据库，控制中心包括有射频接收系统、数据采集系统、信号处理系统、特征提取系统、分类验证系统、类别管理系统以及数据对比系统，射频接收系统的输出端上连接变频模块，数据采集系统的输出端与数据库的输入端电性连接，信号处理系统包括有信号识别模块、干扰屏蔽模块以及信号对比系统组成，分类验证系统的输入端与数据库的输出端电性连接，数据对比系统的输入端与数据库的输出端电性连接。
作为优选，所述射频接收系统的输出端与数据采集系统的输入端连接，射频接收系统可对辐射源发出的射频信号进行接收然后发送到数据采集系统，变频模块可将射频端的信号频率转变到数据接收子系统可以处理的频段，一般来说要将频率转到零中频来处理，其中的选择滤波器要尽可能在信号的工作带宽内的保持线性，并且由混频器引入接收系统的重叠要尽可能的衰落，精确的频率测量要求所有振荡器和模数时钟相位锁定到比发射器频率精度更精确的信号公共基准，在实际的射频接收系统中，具有自动增益控制的接收器可能会对功能产生不利影响，特别是增益切换的时候，一般来说，具有固定增益的接收系统是最适合的。
作为优选，所述数据采集系统的输出端与信号处理系统的输入端连接，数据采集系统对射频接收系统发出的信号接收后，就会将信号输送到数据库的内部进行储存，数据采集子系统采集到的发射机信号的特性必须是只有微小的变化或者没有变化的，除发射机本身之外的系统对信号的影响越小越有利用后续的识别工作，在采集过程要尽可能在一个高信噪比的环境下，一般来说采集系统要满足以下几个条件：本地的振荡器相位噪声尽可能地小；带通滤波器的相位响应一定在尽可能地接近线性相位；使用模拟数字转换器具有较高的精度，同时，采集时候的采样率也要根据实际的信号选择最合适的。
作为优选，所述数据采集系统在将信号输送到数据库储存的同时还会将信号输送到信号处理系统的内部进行识别，信号识别模块对数据采集系统输送的信号进行识别，通过干扰屏蔽模块对可能会导致干扰的信号进行屏蔽，同时信号处理系统通过信号对比系统将信号与数据库内部的信号进行对比。
作为优选，所述信号处理系统在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来。
作为优选，所述特征提取系统的输入端与信号处理系统的输出端连接，信号处理系统将处理后的信号输送到特征提取系统上进行特征提取，在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来。
作为优选，所述特征提取系统的输出端与分类验证系统的输入端电性连接，特征提取系统将特征提取后就会输送到分类验证系统的内部，分类验证系统得到特征之后，需要使用分类器对特征进行分类和判别，得出该信号是属于哪一类发射机或者哪一个发射机，是经过认证的还是没有认证的发射机辐射的信号。
作为优选，所述类别管理系统的输出端与分类验证系统的输入端连接，当分类验证系统将信号识别出以后，类别管理系统就会对信号的特征进行分类管理。
作为优选，所述数据对比系统与数据库和类别管理系统之间电性连接，当分类完成后，类别管理系统就会将信号与数据库内部的数据进行对比，判断该信号是否在数据库中存在，如果存在是那一类发射机，如果不是，需要将该设备进行标记或者将其特征在数据库中更新。
有益效果
本发明提供了一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置。具备以下有益效果：
(1)、该一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，通过设置有射频接收系统，对信号进行变频接收，然后在将数据采集和储存，处理后进行特征提取，特征提取后进行分类管理，再与数据库信号数据进行对比，可清晰的对当前信号的个体信息和类别进行显示，进而使得识别效果更为准确。
(2)、该一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，变频模块可将射频端的信号频率转变到数据接收子系统可以处理的频段，一般来说要将频率转到零中频来处理，其中的选择滤波器要尽可能在信号的工作带宽内的保持线性，并且由混频器引入接收系统的重叠要尽可能的衰落，精确的频率测量要求所有振荡器和模数时钟相位锁定到比发射器频率精度更精确的信号公共基准，在实际的射频接收系统中，具有自动增益控制的接收器可能会对功能产生不利影响，特别是增益切换的时候，一般来说，具有固定增益的接收系统是最适合的。
(3)、该一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，信号处理系统将处理后的信号输送到特征提取系统上进行特征提取，在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来，进而使得特征提取不会失败。
(4)、该一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，当分类完成后，类别管理系统就会将信号与数据库内部的数据进行对比，判断该信号是否在数据库中存在，如果存在是那一类发射机，如果不是，需要将该设备进行标记或者将其特征在数据库中更新，可使得数据库的数据更为完善。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其他的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明主要结构示意图；
图2为本发明工作流程示意图。
图例说明：
1、识别装置本体；2、控制中心；3、射频接收系统；4、数据采集系统；5、信号处理系统；6、特征提取系统；7、分类验证系统；8、类别管理系统；9、数据对比系统；10、数据库；31、变频模块；51、信号识别模块；52、干扰屏蔽模块；53、信号对比系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，如图1至图2所示，包括识别装置本体1，识别装置本体1的内部设置有控制中心2和数据库10，控制中心2包括有射频接收系统3、数据采集系统4、信号处理系统5、特征提取系统6、分类验证系统7、类别管理系统8以及数据对比系统9，射频接收系统3的输出端上连接变频模块31，数据采集系统4的输出端与数据库10的输入端电性连接，信号处理系统5包括有信号识别模块51、干扰屏蔽模块52以及信号对比系统53组成，分类验证系统7的输入端与数据库10的输出端电性连接，数据对比系统9的输入端与数据库10的输出端电性连接。
射频接收系统3的输出端与数据采集系统4的输入端连接，射频接收系统3可对辐射源发出的射频信号进行接收然后发送到数据采集系统4，变频模块31可将射频端的信号频率转变到数据接收子系统可以处理的频段，一般来说要将频率转到零中频来处理，其中的选择滤波器要尽可能在信号的工作带宽内的保持线性，并且由混频器引入接收系统的重叠要尽可能的衰落，精确的频率测量要求所有振荡器和模数时钟相位锁定到比发射器频率精度更精确的信号公共基准，在实际的射频接收系统3中，具有自动增益控制的接收器可能会对功能产生不利影响，特别是增益切换的时候，一般来说，具有固定增益的接收系统是最适合的。
数据采集系统4的输出端与信号处理系统5的输入端连接，数据采集系统4对射频接收系统3发出的信号接收后，就会将信号输送到数据库10的内部进行储存，数据采集子系统采集到的发射机信号的特性必须是只有微小的变化或者没有变化的，除发射机本身之外的系统对信号的影响越小越有利用后续的识别工作，在采集过程要尽可能在一个高信噪比的环境下，一般来说采集系统要满足以下几个条件：本地的振荡器相位噪声尽可能地小；带通滤波器的相位响应一定在尽可能地接近线性相位；使用模拟数字转换器具有较高的精度，同时，采集时候的采样率也要根据实际的信号选择最合适的。
数据采集系统4在将信号输送到数据库10储存的同时还会将信号输送到信号处理系统5的内部进行识别，信号识别模块51对数据采集系统4输送的信号进行识别，通过干扰屏蔽模块52对可能会导致干扰的信号进行屏蔽，同时信号处理系统5通过信号对比系统53将信号与数据库10内部的信号进行对比。
信号处理系统5在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来。
特征提取系统6的输入端与信号处理系统5的输出端连接，信号处理系统5将处理后的信号输送到特征提取系统6上进行特征提取，在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来。
特征提取系统6的输出端与分类验证系统7的输入端电性连接，特征提取系统6将特征提取后就会输送到分类验证系统7的内部，分类验证系统7得到特征之后，需要使用分类器对特征进行分类和判别，得出该信号是属于哪一类发射机或者哪一个发射机，是经过认证的还是没有认证的发射机辐射的信号。
类别管理系统8的输出端与分类验证系统7的输入端连接，当分类验证系统7将信号识别出以后，类别管理系统8就会对信号的特征进行分类管理。
数据对比系统9与数据库10和类别管理系统8之间电性连接，当分类完成后，类别管理系统8就会将信号与数据库10内部的数据进行对比，判断该信号是否在数据库10中存在，如果存在是那一类发射机，如果不是，需要将该设备进行标记或者将其特征在数据库10中更新。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，包括识别装置本体(1)，其特征在于：所述识别装置本体(1)的内部设置有控制中心(2)和数据库(10)，控制中心(2)包括有射频接收系统(3)、数据采集系统(4)、信号处理系统(5)、特征提取系统(6)、分类验证系统(7)、类别管理系统(8)以及数据对比系统(9)，射频接收系统(3)的输出端上连接变频模块(31)，数据采集系统(4)的输出端与数据库(10)的输入端电性连接，信号处理系统(5)包括有信号识别模块(51)、干扰屏蔽模块(52)以及信号对比系统(53)组成，分类验证系统(7)的输入端与数据库(10)的输出端电性连接，数据对比系统(9)的输入端与数据库(10)的输出端电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述射频接收系统(3)的输出端与数据采集系统(4)的输入端连接，射频接收系统(3)可对辐射源发出的射频信号进行接收然后发送到数据采集系统(4)，变频模块(31)可将射频端的信号频率转变到数据接收子系统可以处理的频段，一般来说要将频率转到零中频来处理，其中的选择滤波器要尽可能在信号的工作带宽内的保持线性，并且由混频器引入接收系统的重叠要尽可能的衰落，精确的频率测量要求所有振荡器和模数时钟相位锁定到比发射器频率精度更精确的信号公共基准，在实际的射频接收系统(3)中，具有自动增益控制的接收器可能会对功能产生不利影响，特别是增益切换的时候，一般来说，具有固定增益的接收系统是最适合的。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述数据采集系统(4)的输出端与信号处理系统(5)的输入端连接，数据采集系统(4)对射频接收系统(3)发出的信号接收后，就会将信号输送到数据库(10)的内部进行储存，数据采集子系统采集到的发射机信号的特性必须是只有微小的变化或者没有变化的，除发射机本身之外的系统对信号的影响越小越有利用后续的识别工作，在采集过程要尽可能在一个高信噪比的环境下，一般来说采集系统要满足以下几个条件：本地的振荡器相位噪声尽可能地小；带通滤波器的相位响应一定在尽可能地接近线性相位；使用模拟数字转换器具有较高的精度，同时，采集时候的采样率也要根据实际的信号选择最合适的。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述数据采集系统(4)在将信号输送到数据库(10)储存的同时还会将信号输送到信号处理系统(5)的内部进行识别，信号识别模块(51)对数据采集系统(4)输送的信号进行识别，通过干扰屏蔽模块(52)对可能会导致干扰的信号进行屏蔽，同时信号处理系统(5)通过信号对比系统(53)将信号与数据库(10)内部的信号进行对比。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述信号处理系统(5)在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述特征提取系统(6)的输入端与信号处理系统(5)的输出端连接，信号处理系统(5)将处理后的信号输送到特征提取系统(6)上进行特征提取，在进行特征提取之前，信号需要进行适当的处理以满足特征提取的条件，比如在使用发射机瞬态信号进行特征提取之前，必须要经过渐变点检测，将信号的瞬态部分或者前导部分提取出来。
7.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述特征提取系统(6)的输出端与分类验证系统(7)的输入端电性连接，特征提取系统(6)将特征提取后就会输送到分类验证系统(7)的内部，分类验证系统(7)得到特征之后，需要使用分类器对特征进行分类和判别，得出该信号是属于哪一类发射机或者哪一个发射机，是经过认证的还是没有认证的发射机辐射的信号。
8.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述类别管理系统(8)的输出端与分类验证系统(7)的输入端连接，当分类验证系统(7)将信号识别出以后，类别管理系统(8)就会对信号的特征进行分类管理。
9.根据权利要求1所述的一种基于无线电信号的辐射源身份识别装置，其特征在于：所述数据对比系统(9)与数据库(10)和类别管理系统(8)之间电性连接，当分类完成后，类别管理系统(8)就会将信号与数据库(10)内部的数据进行对比，判断该信号是否在数据库(10)中存在，如果存在是那一类发射机，如果不是，需要将该设备进行标记或者将其特征在数据库(10)中更新。
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