随着辐射源系统复杂程度的显著提高、低截获概率技术的广泛应用以及信号调制种类的日益增多,辐射源个体识别技术所必须应对的电磁环境和研究对象复杂化的挑战也愈发严峻。这些客观现象的出现,造成了诸如信号指纹特征的有效性下降、辐射源个体识别性能恶化等问题,给现有的信号指纹特征分析方法、辐射源个体识别理论研究以及工程实践造成了无可避免的巨大困难。不同辐射源系统之间的个体非线性差异,是信号指纹特征产生的根源。一般系统理论及其模型在非线性系统建模及非线性分析领域取得的大量研究成果显示,该方法能够为揭示复杂系统的非线性特征及其演化规律提供有力的理论支持,对解决当前辐射源个体识别技术所面临的理论研究发展困境和工程实际问题,具有十分积极的意义。本文以复杂电磁环境下的脉冲信号辐射源系统个体识别问题为主要研究对象,利用一般系统理论、Yoyos系统模型和随机微分几何理论作基本分析工具,建立了辐射源个体识别的直观系统演化模型,并据此提出了信号的扩散模型,定义了辐射源个体系统状态流形上的内蕴指纹特征。针对简单脉冲信号,提出一种基于信号内蕴瞬时参数的指纹提取方法 INIP-FEX(Intrinsic instantaneous parameters based feature extraction),利用该方法提取的指纹特征具有内蕴性,即特征的统计特性满足不随坐标系转换而改变的性质。INIP-FEX方法可以直接应用在简单脉冲信号环境下的辐射源个体识别问题中,由于上述内蕴指纹特征综合应用了整个脉冲信号瞬时参数中所蕴含的辐射源个体系统状态流形的内蕴几何特性,故最终能够得到优于脉内瞬时频率曲线特征识别性能。在第二章最后,通过外场实验数据实验和仿真实验验证了上述辐射源个体识别直观系统演化模型和内蕴指纹特征的有效性。为了扩展内蕴指纹参数提取方法对具有有意调制的信号的适应能力,提高对辐射源个体系统状态流形内蕴几何特征的提取精度,本文第三章通过进一步分析辐射源个体系统状态流形上信号状态转移流函数,并借助近年来流形学习领域的理论研究成果,提出了基于扩散映射的内蕴指纹特征提取方法 DIFF-IFEX(Diffusion mapping based intrinsic feature extraction)。该方法通过选取适当的扩散过程核函数,估计信号观测数据集合中所蕴涵的状态转移流函数,提取辐射源个体系统状态流形上信号生成路径附近的局部几何特征,具有较高的计算效率以及特征提取精度,能够实现对线性调频、正弦调制等的具有有意调制的信号环境下的内蕴指纹特征提取以及辐射源个体识别,且具有较好的识别性能。多径条件下,许多现有指纹特征的有效性会大大降低,导致利用这些特征进行辐射源个体识别的识别性能严重恶化。为了解决这一问题,本文第四章利用多径信号时延域上的稀疏特性,借助稀疏信号处理方法和变分贝叶斯方法的研究成果,在内蕴指纹特征定义的基础上,针对多径信号环境,分析已知参考信号的前提条件下观测数据的典型自相关特征,提出了一种基于变分贝叶斯方法多径信号时延估计的辐射源个体识别方法 VB-TDE-SEI(Variational Bayesian time delay estimation based specific emitter identification),在多径时延小于脉冲信号宽度的小时延条件下,完成了辐射源个体识别。针对未知参考信号的情况,联合基于扩散映射的内蕴指纹特征提取方法和变分贝叶斯方法,提出基于变分贝叶斯方法和扩散映射的内蕴指纹特征提取算法VB-DIFF-IFEX(Variational Bayesian Diffusion mapping based intrinsic feature extraction)算法,从多径条件下的观测信号数据集合中,直接估计原始信号状态转移流函数,提取其中蕴含的内蕴指纹特征,并将其应用于辐射源个体识别,仿真结果表明,该方法能够在未知参考信号的多径观测条件下,取得了较好的辐射源个体识别性能。由于信号数字化观测过程中的采集量化误差、信号内蕴瞬时参数估计过程中的线性化近似误差和同型号不同接收机之间的个体差异性等不良影响,使得工程实践中,内蕴指纹特征提取精度降低、同一指纹特征模版在不同平台之间的适应性下降,甚至导致识别性能恶化。在本文直观系统演化模型的研究框架基础上,针对内蕴指纹特征,借鉴分布式采集系统的信号重构技术以及辐射源个体识别领域接收机校正技术,分别提出了基于共轭梯度算法SCG(Scaled Conjugate Gradient)与迭代重加权最小二乘算法IRLS(Iterative Reweighted Least Squares)的采样误差校正方法和基于变分贝叶斯方法和重要性采样IS(Importance Sampling)的同型号接收机个体差异性校准方法,补偿接收机采样频率误差和通道功率扰动误差,消除接收机系统个体差异性对辐射源个体识别性能的消极作用,为辐射源个体识别的工程实践作出了有意义的探索。