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雷达有源干扰的多域特征参数关联智能识别算法

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信号处理 2024年第3期40卷 524-536页

作者：张瑞李晨轩张劲东吕树肜南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京211106

针对复杂干扰场景下参数变化范围大、决策树特征适应性较差等问题,本文提出了一种基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法。首先,针对干扰信号在时域、频域、脉压等多个域中的特点,设计了相应的特征参数。这些特征参数能够全... 详细信息

针对复杂干扰场景下参数变化范围大、决策树特征适应性较差等问题,本文提出了一种基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法。首先,针对干扰信号在时域、频域、脉压等多个域中的特点,设计了相应的特征参数。这些特征参数能够全面地描述干扰信号的特征。接着,采用随机森林的平均信息增益来选择不同干扰参数条件下的特征参数,并将它们进行关联。然后,结合多域关联特征和典型的神经网络,提出了一种改进的ResNet18网络。通过利用多域关联特征,该网络能够更准确地学习干扰信号的特征,并进行智能识别。最后设置大范围参数的干扰样本训练改进的ResNet18网络,优化其泛化性能。通过计算机仿真实验,本文的方法在大参数范围的有源干扰识别正确率达到了98%以上。而且经过改进后的ResNet18网络参数总量仅为原网络的1/17,大大减少了网络的复杂度。综上所述,本文提出的基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法具有较高的识别准确性和较低的计算复杂度,可以有效应用于复杂干扰场景中。

关键词：干扰识别多域关联特征神经网络特征参数

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双机频率域交替闪烁的协同相参信号处理方法

航空科学技术 2024年第6期35卷 86-95页

作者：张亚男王娜董乔龙张劲东南京航空航天大学武汉高德红外股份有限公司

多机协同探测从空域方面扩展了雷达辐射波形的复杂度，频率域交替闪烁为空战场强对抗复杂电磁环境下空、时、频域高度隐蔽提供了多维手段。针对双机编队频率域交替闪烁探测模式下距离—多普勒二维相参处理，本文提出了一种交替方向乘子... 详细信息

多机协同探测从空域方面扩展了雷达辐射波形的复杂度，频率域交替闪烁为空战场强对抗复杂电磁环境下空、时、频域高度隐蔽提供了多维手段。针对双机编队频率域交替闪烁探测模式下距离—多普勒二维相参处理，本文提出了一种交替方向乘子法（ADMM）框架下嵌套多点欠定系统聚焦求解（MFOCUSS）的相位误差估计和二维场景重构方法。仿真结果表明，该方法能够精确估计双机雷达系统频率源引入的固有相位误差，同时对大间隔的双机频率能够进行有效地相参积累和二维场景重构。通过研究，本文设计一种新的双机协同探测工作模式，解决了双机频率域闪烁探测模式下的相位校正和场景重建问题，为复杂电磁环境下协同探测提供了信号处理方法。

关键词：双机协同探测相参积累稀疏重构系统相位误差交替方向乘子法

雷达有源干扰的多域特征参数关联智能识别算法

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信号处理 2023年

作者：张瑞李晨轩张劲东吕树肜南京航空航天大学电子信息工程学院

针对复杂干扰场景下参数变化范围大、决策树特征适应性较差等问题，本文提出了一种基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法。首先，针对干扰信号在时域、频域、脉压等多个域中的特点，设计了相应的特征参数。这些特征参数能够... 详细信息

针对复杂干扰场景下参数变化范围大、决策树特征适应性较差等问题，本文提出了一种基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法。首先，针对干扰信号在时域、频域、脉压等多个域中的特点，设计了相应的特征参数。这些特征参数能够全面地描述干扰信号的特征。接着，采用随机森林的平均信息增益来选择不同干扰参数条件下的特征参数，并将它们进行关联。然后，结合多域关联特征和典型的神经网络，提出了一种改进的ResNet18网络。通过利用多域关联特征，该网络能够更准确地学习干扰信号的特征，并进行智能识别。最后设置大范围参数的干扰样本训练改进的ResNet18网络，优化其泛化性能。通过计算机仿真实验，本文的方法在大参数范围的有源干扰识别正确率达到了98%以上。而且经过改进后的ResNet18网络参数总量仅为原网络的1/17，大大减少了网络的复杂度。综上所述，本文提出的基于多域特征参数关联的雷达有源干扰智能识别方法具有较高的识别准确性和较低的计算复杂度，可以有效应用于复杂干扰场景中。

关键词：干扰识别多域关联特征神经网络特征参数

基于FSK-PSK复合调制的弹载雷达抗转发干扰波形优化技术

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西北工业大学学报 2022年第1期40卷 125-133页

作者：费智婷赵民张劲东李晨朱晓华南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094 中国运载火箭技术研究院北京100076 南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016

针对弹载雷达波形易受末制导过程中转发干扰影响的问题,提出了一种基于频移键控(FSK)和相移键控(PSK)复合调制的抗干扰波形优化算法。分析了FSK-PSK复合调制信号的模型函数,在转发干扰模型基础上构建了脉内切片转发式干扰抑制模型,基于... 详细信息

针对弹载雷达波形易受末制导过程中转发干扰影响的问题,提出了一种基于频移键控(FSK)和相移键控(PSK)复合调制的抗干扰波形优化算法。分析了FSK-PSK复合调制信号的模型函数,在转发干扰模型基础上构建了脉内切片转发式干扰抑制模型,基于子脉冲正交性设计了基于交替方向乘子法(ADMM)的脉内PSK调制优化算法。仿真结果表明,与PSK信号相比,调制优化的FSK-PSK信号脉内子脉冲正交性提升约10 dB,能够有效抑制脉内转发干扰。

关键词：复合调制波形脉内切片转发波形优化交替方向乘子法

频率捷变雷达跟踪海面低空目标的频点自适应优化技术

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信号处理 2022年第10期38卷 2041-2052页

作者：王娜张劲东徐婧柏磊南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京211106 中船重工第八研究院江苏扬州225000

针对雷达跟踪海面低仰角目标产生多径效应引起的仰角测量误差问题,本文建立了海面多径反射和频率捷变下低角误差测量模型,提出了一种基于频率捷变自适应优化的改善低角测量误差方法。该方法通过宽带频率捷变去除目标信号与多径反射信号... 详细信息

针对雷达跟踪海面低仰角目标产生多径效应引起的仰角测量误差问题,本文建立了海面多径反射和频率捷变下低角误差测量模型,提出了一种基于频率捷变自适应优化的改善低角测量误差方法。该方法通过宽带频率捷变去除目标信号与多径反射信号的相关性,利用网格自适应直接搜索算法(Mesh Adaptive Direct Search Algorithms,MADS)优化频点技术,根据不同距离、不同高度和不同海情产生多径效应的大小自动选择频点改善误差,形成了雷达自适应频率捷变对抗海面低空目标多径的方法。仿真结果表明,该方法能根据不同情况自动选择低误差频点,控制每一个距离的低角测量误差在±2 mrad内,基于网格自适应直接搜索的频点优化算法也大大提高了频点选择速度,减少了迭代次数,表明了该优化算法的有效性。

关键词：多径效应频率捷变低角测量误差海面低空目标网格自适应直接搜索算法

基于BP神经网络的相控阵雷达多目标跟踪时间资源优化分配方法

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数据采集与处理 2022年第1期37卷 217-227页

作者：陶庆张劲东陶庭宝邱旦峰南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106

针对相控阵雷达多目标跟踪下的威胁度等级不同,以目标位置估计的贝叶斯克拉美罗下界(Bayesian Cramer-Rao lower bound,BCRLB)为分配准则,本文建立了一种基于威胁度的多目标跟踪时间资源分配优化模型,该模型以威胁度为基准将待跟踪目标... 详细信息

针对相控阵雷达多目标跟踪下的威胁度等级不同,以目标位置估计的贝叶斯克拉美罗下界(Bayesian Cramer-Rao lower bound,BCRLB)为分配准则,本文建立了一种基于威胁度的多目标跟踪时间资源分配优化模型,该模型以威胁度为基准将待跟踪目标分为两类,不同类别采用不同的时间资源分配方法。由于该模型及优化算法运行耗时巨大,该文还提出了一种基于反向传播(Back propagation,BP)神经网络的多目标跟踪时间资源拟合方法。计算机仿真表明,该模型及方法可以使各目标跟踪维持最佳状态,同时BP神经网络耗时降低2000多倍。

关键词：相控阵雷达资源分配贝叶斯克拉美罗下界目标跟踪神经网络

基于深度强化学习的雷达智能抗干扰决策FPGA加速器设计

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数据采集与处理 2023年第5期38卷 1151-1161页

作者：李梓瑜葛芬张劲东赵家琛南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106

针对高动态环境下的雷达连续智能抗干扰决策和高实时性需求问题,本文构建了一种适用于雷达智能抗干扰决策的深度Q网络(Deep Q network,DQN)模型,并在此基础上提出了一种基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)的硬... 详细信息

针对高动态环境下的雷达连续智能抗干扰决策和高实时性需求问题,本文构建了一种适用于雷达智能抗干扰决策的深度Q网络(Deep Q network,DQN)模型,并在此基础上提出了一种基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)的硬件决策加速架构。在该架构中,本文设计了一种雷达智能决策环境交互片上访问方式,通过片上环境量化存储和状态迭代计算简化了DQN智能体连续决策时的迭代过程,在实现智能体深度神经网络的并行计算与流水控制加速的同时,进一步提升了决策实时性。仿真和实验结果表明,在保证决策正确率的前提下,所设计的智能抗干扰决策加速器相比已有的基于CPU平台的决策系统,在单次决策中实现了约46倍的速度提升,在连续决策中实现了约84倍的速度提升。

关键词：深度强化学习深度Q网络加速器现场可编程门阵列雷达智能决策

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基于深度强化学习的雷达智能决策生成算法

现代雷达 2022年第12期44卷 25-33页

作者：赵家琛张劲东李梓瑜南京航空航天大学电子信息工程学院南京211100

针对雷达系统面临的干扰场景复杂多变、人工设计抗干扰策略性能难以保证以及实时性不高的问题,构建了基于深度强化学习的智能决策生成模型,设计了有针对性的动作集、状态集和奖励函数。同时提出了基于双深度Q网络(DDQN)的决策网络训练算... 详细信息

针对雷达系统面临的干扰场景复杂多变、人工设计抗干扰策略性能难以保证以及实时性不高的问题,构建了基于深度强化学习的智能决策生成模型,设计了有针对性的动作集、状态集和奖励函数。同时提出了基于双深度Q网络(DDQN)的决策网络训练算法,用于克服深度Q网络(DQN)算法中目标网络与评估网络相耦合导致Q值的过估计。仿真结果表明:与DQN、Q学习、人工制定策略与遍历策略库等方法相比,文中所设计的智能决策模型和训练方法对干扰的抑制效果好,泛化能力更强,反应时间更快,有效地提升了雷达自主决策能力。

关键词：雷达智能决策深度强化学习深度Q网络双深度Q网络

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间隔和幅相联合优化的密集假目标干扰算法

电子信息对抗技术 2023年第1期38卷 1-9页

作者：蒋宜林张劲东李勇南京航空航天大学电子信息工程学院南京211100 南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室南京211100

针对典型密集假目标干扰排列形式简单、易于识别等问题,在设置密集假目标区域和稀疏假目标区域的基础上,设计了间隔和幅相联合优化的密集假目标(Interval-Phase-Amplitude Optimization Dense False Target,IPAO-DFT)干扰模型。提出了... 详细信息

针对典型密集假目标干扰排列形式简单、易于识别等问题,在设置密集假目标区域和稀疏假目标区域的基础上,设计了间隔和幅相联合优化的密集假目标(Interval-Phase-Amplitude Optimization Dense False Target,IPAO-DFT)干扰模型。提出了基于网格自适应直接搜索算法(Mesh Adaptive Direct Search Algorithms,MADS)的密集假目标干扰波形优化算法。以恒虚警率(Constant False-Alarm Rate,CFAR)检测门限均值和峰值功率作为目标函数和约束条件,形成了多参数、多约束的混合整数优化密集假目标干扰模型。仿真表明,与相同峰值功率的密集假目标干扰相比,基于MADS算法的IPAO-DFT干扰模型使CFAR检测门限均值提高了3 dB以上。

关键词：雷达对抗密集假目标干扰波形优化网格自适应直接搜索恒虚警检测