雷達信號及數(shù)字水印理論基礎(chǔ)概述目錄TOC\o"1-3"\h\u290131.1數(shù)字水印技術(shù) 179841.2聚類算法 1321441.3雷達信號的產(chǎn)生 2159481.3.1脈沖幅度調(diào)制 2280171.3.2相位編碼信號 3156511.4小結(jié) 41.1數(shù)字水印技術(shù)數(shù)字水印，是指在數(shù)字產(chǎn)品中，為了提高安全性而加入特殊的數(shù)字信號的一項技術(shù)。它可以將一些重要的信息進行隱藏起來，其中，可以通過一些隱蔽或者肉眼可見的信息嵌入到產(chǎn)品中去。在目前，應(yīng)用比較廣泛的數(shù)字水印技術(shù)是位置加密和灰度值加密。首先，灰度值是反應(yīng)數(shù)字圖像的各個等級灰度值和頻率出現(xiàn)的函數(shù)的關(guān)系，即圖像中包含的該灰度值像素點的個數(shù)。而這個加密主要是通過已生成的灰度值加擾矢量來打亂原來的圖像像素值，從而達到對圖像信息等的隱藏。而第二種位置加密，它是根據(jù)混沌行為的不可重復(fù)，不可預(yù)測和原始的條件的敏感特征來處理序列，同時，會產(chǎn)生混沌位置干擾矢量或者加擾矩陣，來實現(xiàn)對原始圖像矩陣像素位置的改變，從而使得圖像難以獲取而實現(xiàn)圖像信息的隱藏。但是，位置加密會存在一個問題，那就是雖然在視覺上達到混亂，但是實質(zhì)上不能改變原來圖像的直方圖。那么，這就有信息泄露的風(fēng)險。所以，為了解決這個問題，所以可以采取將以上兩種技術(shù)結(jié)合起來，這樣使得安全性能更高。1.2聚類算法因為聚類不需要訓(xùn)練樣品，所以聚類是無監(jiān)督統(tǒng)計法。由于沒有訓(xùn)練樣本集，集群算法重復(fù)執(zhí)行圖像分類和提取各種特征值。在某種意義上，集群是自我訓(xùn)練的分類。這里，平均值、未對焦平均值、和分層集群方法是一般的集群算法。平均算法是指先計算當(dāng)前類別的平均值，然后再重復(fù)新生成的類別，將其分類為新的均等對象，并執(zhí)行上一步。從模糊集合理論的角度，模糊平均算法推廣了平均值。算法將圖像中的每個像素的灰度值視為以一定比例混合若干概率分布，并通過優(yōu)化基于最大后驗概率的目標(biāo)函數(shù)來估計這些概率分布的參數(shù)及其混合比。分層聚類方法是通過一系列的連續(xù)合并和分裂來實現(xiàn)的，集群過程可以用類似的樹結(jié)構(gòu)來表示。集群分析不需要訓(xùn)練集，但是需要提供初始參數(shù)的初始劃分，并且對最終分類結(jié)果有很大的影響。1.3雷達信號的產(chǎn)生如今，雷達的類型也越來越多，但至于選擇什么樣的型號，則是依照不同的雷達類型來選擇合適的信號。除此以外，不同的雷達信號對于發(fā)射機的射頻的選擇和調(diào)制器的選擇也有所不同。而在這兩個方面，調(diào)制器的選擇主要依靠于脈沖寬度，脈沖重復(fù)頻率以及脈沖波形，所以，要想選擇適合的且性能好的調(diào)制器，關(guān)鍵在于對這三個因素的選擇。一般情況下，對于簡單的調(diào)制器，可以采取一些簡單的方法，但是，在現(xiàn)實生活中，往往存在一些復(fù)雜的調(diào)制器和射頻放大器，對此，需要采取一些特殊的方法來解決。1.3.1脈沖幅度調(diào)制脈沖幅度調(diào)制信號可以表示成以下形式：；在本式中，表示直流電平；為信息信號；一般情況下為正弦信號；為脈沖序列。由于是信息信號，所以通常是正弦波。而脈沖序列和波形波形不受限制，但在實際情況下，一般是選擇矩形波并且選擇單極性寬的脈沖。依照脈沖幅度調(diào)制的表達式，可以完成脈沖幅度調(diào)制信號的產(chǎn)生。以下是產(chǎn)生一個脈沖調(diào)制信號時間長度為100μs，脈沖內(nèi)正弦信號頻率為1MHz，脈沖重復(fù)頻率為100kHz，采樣頻率為10MHz,脈沖占空比為50%，初始相位為的波形圖：1.3.2相位編碼信號區(qū)別于幅度調(diào)制信號，相位編碼信號的相位調(diào)制函數(shù)是離散的有限狀態(tài)，同時它是屬于“離散型”編碼脈沖壓縮信號。在實際生活中，相位編碼一般采用的是偽隨機序列，偽隨機編碼信號。而偽隨機編碼信號屬于數(shù)字相位編碼范疇。數(shù)字相位編碼調(diào)制是通過載波相位的變化來表示數(shù)字信號信息的調(diào)制方法，也稱為相移鍵控。一般的相位編碼調(diào)制信號是兩相碼或四相碼。而在二相碼中，通常用0和1來表示兩個相反的相位。由此可見，我們可以通過用0或1來決定相位。以下是二相碼的表達形式：;其中，由數(shù)字碼或來決定。四相碼和兩相碼的性質(zhì)基本一樣，只是四相碼是通過用四個不同的數(shù)字來表示四個相位。在雷達系統(tǒng)中，相位編碼信號大多數(shù)采用兩相碼，而四相碼多應(yīng)用于通信領(lǐng)域。常見的兩相編碼信號有m序列、L序列、雙素數(shù)序列、條形碼序列等。其中巴克碼是二進制編碼中最為廣泛的一種編碼。在這種情況下，一個寬度為的長脈沖分成N個較小的脈沖，則每個脈沖的寬度為。那么，相對于某個編碼，每個子脈沖的相位為0°或者180°。然而，習(xí)慣上來說，用“1”表示“+”表示子脈沖是0相位（幅度為1V）。以下是產(chǎn)生7位巴克碼編碼的二相碼，采樣率為100MHz，載波為10MHz，碼寬為0.5μs的波形。1.4小結(jié)通過雷達的產(chǎn)生和設(shè)計一個脈沖來提高防干擾能力。從雷達系統(tǒng)的角度出發(fā)，如何應(yīng)對干擾機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)與欺騙，是保證戰(zhàn)場上雷達系統(tǒng)性能的一項重要待研究技術(shù)。針對雷達發(fā)射信號的數(shù)字水印技術(shù)，其目的在于對雷達的發(fā)射脈沖進行有效的標(biāo)記，從而能夠在接收端將轉(zhuǎn)發(fā)式欺騙干