认知雷达

摘要： 本文首先从认知雷达架构出发,基于雷达参数化的理念,提出雷达参数化波形的概念。雷达参数化即用一系列参数来表征雷达系统模型,参数化波形即雷达一系列控制参数的集合,对雷达系统的发射、接收过程进行参数控制。之后对参数化波形的具体内容进行介绍,并从频域、时域、空域三个方面对参数化波形进行详细设计,确定了其具体的参数形式。最后对一组参数化波形进行仿真验证。雷达的参数化波形可全面、有效地表征雷达的发射与接收过程中的系统各部分资源,通过改变其参数化波形参数可迅速改变雷达功能。对雷达参数化波形进行设计,可有效解决雷达在进行资源调度时控制何种参数的问题,有效表征雷达各部分资源。

摘要： 传统雷达系统的发射机与接收机采用开环工作模式,在动态复杂环境下探测目标时缺乏灵活性和稳健性.借鉴生物认知学习过程,认知雷达可以感知动态环境和目标信息,通过发射和接收端闭环反馈控制,实现全自适应探测和信号处理.本文介绍了认知雷达波形优化的基本框架,递进地梳理了面向检测、跟踪、成像、分类任务以及抗干扰认知波形优化的主要研究内容和研究进展,为面向单一任务及联合多任务的波形优化技术研究提供了纵向和横向的对比视角.在已有研究的基础上,本文分析了认知雷达波形优化的优势和挑战,指出认知波形优化技术中潜在的研究方向,包括知识有效性评价、人工智能认知波形优化、通用度量准则、知识辅助的高效优化算法等方面.

摘要： 本文针对主瓣多假目标欺骗干扰对抗的难题,提出一种基于阵元脉冲编码多输入多输出(Element-Pulse Coding Multiple-Input Multiple-Output,EPC-MIMO)波形自适应设计的干扰抑制方法.阵元脉冲编码技术可在不影响真目标回波特性前提下,调整假目标在发射频率域的能量分布.利用这一特性,本文以真假目标空域相关性极小化为优化目标设计EPC-MIMO波形,使假目标能量分布于真目标空域检测区域外,进而在接收端通过数字波束形成实现假目标的有效抑制.此外,由于EPC-MIMO波形的自适应设计需要对干扰进行认知,本文还提出一种基于EPCMIMO波形的干扰快速认知方法.仿真实验验证了所提方法的有效性.

摘要： 在有限信噪比情况下,雷达对多目标的检测性能受限于参数估计精度和发射脉冲积累,而波形设计为雷达性能提升提供了自由度。本文以信噪比为约束条件,以假设概率与设计波形的加权和迭代波形发射,分阶段提出了基于单假设互信息最大化、基于多假设间互信息最小化的波形优化方法,实现了提升参数估计精度与降低发射脉冲次数的均衡处理。仿真验证了目标参数估计精度与目标检测性能间呈正相关关系,结果表明,基于双阶段互信息准则设计的波形能够快速检测多目标方位,提升目标检测性能。

摘要： 针对不同工作环境中,需要雷达同时具有多种模式和多种任务的问题,提出了一种联合优化准则的雷达波形设计方法,该方法综合考虑了目标与回波之间的互信息与信干噪比。在发射信号能量有限的约束条件下,首先通过最大边缘分配算法求解最优波形,其次讨论互信息与信干噪比的增减率,当改变系数值时,联合准则下的雷达信号模型既可同时提高互信息和信干噪比值,又可根据发射需求分别优化互信息或信干噪比。最终信号模型通过一次或较少次数的观测同时完成目标参数估计、检测或识别任务,为雷达波形优化朝着多功能模型设计提供研究依据。

摘要： 现有认知雷达的发射波形和接收机滤波器的设计方法中大都假定目标和杂波先验信息已知,且并未考虑实际发射机的非线性特性。针对该问题,在随机目标冲激响应和信号相关杂波先验信息均不准确的背景下,提出一种稳健的认知雷达低峰均比发射波形和接收机滤波器联合设计算法。该方法根据极小极大法构造信号模型,给出最差SINR下目标和杂波协方差矩阵不确定度的取值;在此基础上,采用半正定松弛(Semi-definite Relaxation,SDR)方法将非凸问题转化为一个凸问题进行求解,并通过循环迭代得到最优的发射波形和接收机滤波器。仿真结果验证所提方法的有效性。

摘要： 在复杂的实战环境中,雷达的先验信息具有很大的不确定性,且由于干扰更加智能化,导致实战中雷达的探测性能再度降低。为提高电子战雷达的探测性能,提出了一种基于互信息与信干噪比加权准则的雷达博弈波形设计方法。首先建立了互信息和信干噪比的加权准则,然后设计相应的雷达与干扰博弈模型,最后提出最大边缘重分配算法以解决重复博弈困境,精炼纳什均衡。仿真实验验证了该方法的有效性。

摘要： 现代雷达往往需要在复杂多变的电磁环境中完成多种任务.如何提升雷达的智能化水平,使其能够适应环境变化和任务需求,已成为近年来备受关注的研究课题.本文针对杂波环境下机动目标检测与跟踪的性能优化问题,提出了一种基于环境感知的雷达波形参数智能调度算法.基于最大信噪比准则和最小均方误差准则设计了奖励函数,并利用Q学习与深度Q学习网络进行了训练,通过雷达与环境的交互,充分利用环境中多帧杂波信息,可有效避免由于模糊导致的杂波遮蔽问题,提升目标信噪比和跟踪精度.机载雷达仿真实验结果表明,在杂波环境下对机动目标检测和跟踪过程中,本文提出的环境感知信息辅助的波形智能选择方案可获得比传统启发式算法更高的处理效率和更大的性能改善.

摘要： 实战背景下雷达目标先验信息有较大的不确定性,基于先验信息设计的波形不能满足参数估计的需要.为解决该问题,提出了一种博弈条件下的雷达波形设计方法.考虑到雷达与干扰机在电子对抗中的非同时性,采用Stackelberg博弈框架进行建模.该方法以优化雷达能量谱分布为策略,采用最大互信息准则建立效用函数.博弈过程中,雷达与干扰机各自根据对手策略优化发射波形,经过多次迭代,双方达到纳什均衡.仿真实验对比了均衡策略与maxmin策略与随机策略,证实了所提算法的有效性.

摘要： 0引言认知技术被视为在复杂拥挤电磁环境下雷达正常工作的关键使能技术。现代射频环境通常具有非稳定性、异构性和时变性,然而传统的自适应处理方法要求具备大量平稳的训练数据,这导致传统自适应方法不再适用。本文提出了一个先进建模与仿真框架,能够有效应对异构杂波、密集背景目标和有意/无意射频干扰(RFI)等现实问题.

摘要： 认知雷达作为一种全新的智能化雷达概念,可以有效提升雷达在复杂地理和电磁环境中的探测性能,被认为是未来雷达发展的方向.雷达在复杂电磁环境中的生存能力是雷达性能的重要指标,随着干扰样式的多样化和智能化,传统的反干扰方法已经无法有效应对日益复杂的有源无源干扰.本文分析了认知的基本概念和系统构架,探讨了认知雷达在雷达自适应反干扰中的发展方向和应用前景,对提高雷达对抗复杂电磁环境能力具有重要意义.

摘要： 基于认知雷达在现代战争中的意义,本文设计了智能多波束柱面共形天线阵列,采用自适应多波束形成技术在柱面阵中形成3-4个三维空域波束以满足多用户通信的需要.仿真结果表明,本文所采用的算法能够根据有用信号和干扰信号的来波方向对天线阵方向图进行实时调整,使得波瓣对准有用信号而零陷对准干扰信号方向.

摘要： 为应对非稳定、非高斯的外界环境，雷达必须具备认知化的特点。认知雷达已成为雷达发展的一个新的潮流。本文分析了认知雷达的主要特性和系统架构，详细论证了认知雷达与常规雷达的主要区别，介绍了国外特别是美国在智能化及认知雷达领域的研究进展，最后，提出了未来一种可能的雷达形态。

摘要： 雷达的探测、分辨性能以及在杂波环境中的目标检测能力很大程度上取决于发射的波形,传统雷达仅仅依靠接收端的自适应,没有利用任何接收到的关于周围环境的信息,没有将自适应扩展到发射端.为了满足未来战争的各种需求,人们开始了对认知雷达的探索.本文介绍了认知雷达的概念和当前研究情况,分析了认知雷达的结构特点和工作原理,给出了认知雷达的几种应用实例,指出了认知雷达的研究难点.

摘要： 频谱感知是认知雷达的关键技术之一,用于搜索空间中未被占用的频段或干扰较少的频段,为雷达探测目标提供最佳的频谱资源.为了提高频谱感知的精度,本文提出了一种基于能量检测的自适应协作感知机制.在提出的自适应机制中,认知雷达首先通过本地感知判断指定频段上是否存在授权用户.若检测到授权用户存在,则认知雷达感知下一个频段:否则,认知雷达通过其它协作节点的帮助来协作感知该频段上是否存在授权用户.在协作感知中,那些通过本地感知检测到授权用户存在的协作节点将通过一个专门的汇报信道将感知结果发送给认知雷达.最后,认知雷达融合所有接收的汇报结果,给出一个最终的判决.仿真结果表明,该机制大大提高了频谱感知的精度,对认知雷达技术的发展具有重要的理论和实践意义.

摘要： 为了分析海面后向散射多普勒谱感知结果与发射信号之间的关系,首先利用PM海谱和双线性叠加法生成二维时变线性海面,并采用双尺度法计算其后向散射系数.接着用多窗法(Multitaper Method,MTM)估计杂波功率谱并用高斯模型、指数模型和幂律模型进行拟合.以发射线性调频(Linear Frequency Modulated,LFM)信号为例,参数化表征了发射信号带宽对多普勒谱宽的影响,最后分析了风速和风向与多普勒谱测量结果的关系.仿真结果表明,海面后向散射多普勒谱与发射信号有关,这为认知雷达通过设计发射波形提高检测性能提供了相关依据.

摘要： 提出了一种基于互信息的雷达波形设计模型,该模型同时考虑了雷达的检测性能和估计性能,可以应用到认知雷达的波形设计中。通过该模型,可以把雷达波形的设计问题转化为凸函数的优化问题,从而可以应用凸函数的优化理论解决认知雷达的波形设计问题,使得雷达的发射波形更具灵活性。

摘要： 雷达是基于目标回波的分析来进行检测、跟踪和识别的,根据背景和目标的具体情况选择相应的发射波形是雷达智能信号处理中的一个重要组成部分.现有雷达系统的波形在不同频率段的功率谱是受到限制的,文章提出了一种以chirp函数为基函数,基于迭代凸优化的雷达波形设计方法,目的是在发射频段范围的功率谱限制下设计出充分利用频率资源,有着较高功率利用率的发射波形.仿真可知该方法的功率利用率可以达到80％左右,本文还分析了设计过程中采样间隔Tq和叠加系数L的取值对最终设计迭代波形的影响.

摘要： 通过简要回顾OFDM雷达的发展历程,讨论了OFDM雷达信号特点、信号处理及波形设计方法等关键技术,对目前的研究成果进行了分析与总结,指出了存在的问题,讨论了OFDM雷达的未来发展方向.

摘要： 通过简要回顾OFDM雷达的发展历程,讨论了OFDM雷达信号特点、信号处理及波形设计方法等关键技术,对目前的研究成果进行了分析与总结,指出了存在的问题,讨论了OFDM雷达的未来发展方向.

摘要： 本发明公开了一种被动式多雷达认知跟踪中节约雷达节点资源的方法。本发明首先对被动式多雷达系统中的随机信号进行平均化处理，获得一个新的贝叶斯克拉美罗界作为跟踪性能的评判标准，然后以系统预设的跟踪精度为约束条件，极小化总的雷达节点数为目标函数，建立一个基于节点选择的背包问题，之后提出一种有效的启发式算法求解该背包问题，它有效地解决了在实际应用中通过穷尽搜索算法求解复杂度较高或难以求解的问题，最后根据最优节点选择结果，通过粒子滤波完成目标跟踪，从而实现了满足系统要求的跟踪精度的同时节约雷达节点资源，进而能完成更多的其他任务的目的。

摘要： 本发明公开了一种被动式多雷达认知跟踪中节约雷达节点资源的方法。本发明首先对被动式多雷达系统中的随机信号进行平均化处理，获得一个新的贝叶斯克拉美罗界作为跟踪性能的评判标准，然后以系统预设的跟踪精度为约束条件，极小化总的雷达节点数为目标函数，建立一个基于节点选择的背包问题，之后提出一种有效的启发式算法求解该背包问题，它有效地解决了在实际应用中通过穷尽搜索算法求解复杂度较高或难以求解的问题，最后根据最优节点选择结果，通过粒子滤波完成目标跟踪，从而实现了满足系统要求的跟踪精度的同时节约雷达节点资源，进而能完成更多的其他任务的目的。

摘要： 本发明涉及一种认知FDA雷达的信号发射方法、装置及认知FDA雷达，该方法包括：基于预先设定的第一频偏产生第一测试信号；根据预先设定的第一频偏、频偏调整值和频偏调整方向得到第二频偏并根据第二频偏产生第二测试信号；根据第一测试信号所对应的回波信号计算第一信干噪比、根据第二测试信号所对应的回波信号计算第二信干噪比并比较第一信干噪比和第二信干噪比；如果第一信干噪比大于第二信干噪比，则基于第一频偏产生认知FDA雷达的发射信号；以及如果第一信干噪比小于第二信干噪比，则基于第二频偏产生认知FDA雷达的发射信号。

摘要： 本发明公开了一种基于视觉区域导向性的激光雷达驾驶环境认知系统，包括视觉系统、激光雷达系统、数据处理模块和汽车动作控制模块，数据处理模块中：流媒体分析模块对视觉系统所采样的车辆行驶环境流媒体数据进行分析处理；重点目标球面坐标数据处理模块对流媒体分析模块输出的重点目标球面坐标数据进行分析处理，并将处理后的重点目标球面坐标中的方位坐标输出至激光雷达系统；激光雷达系统测量重点目标的真实距离，并将重点目标的球面真实坐标输出至重点目标三维轨迹预测模块，重点目标三维轨迹预测模块生成重点目标实时轨迹预测数据，并输出至汽车动作控制模块。对重点目标进行精确测量和运动轨迹预测。

摘要： 本发明公开了一种基于量子认知的雷达干扰决策方法，其具体步骤包括：1、设置接收的相控阵雷达信号特征的置信度，2、生成相控阵雷达各个工作状态的联合置信度，3、生成相控阵雷达的转移矩阵，4、预测当前环境下的相控阵雷达工作状态，5、选择干扰收益最大的干扰样式。本发明可以实现非合作条件下的干扰决策，提高了决策的效率和决策的可信度。

摘要： 本发明公开了一种基于分布式雷达的非接触式大脑认知负荷客观检测方法，通过分布式雷达获取多通道雷达回波信号，筛选出呼吸信号信噪比最高的通道，对其滤波获取呼吸信号，基于呼吸信号建立支持向量机模型检测大脑认知负荷水平。步骤如下：将分布式雷达对准人体胸腔，分别采集静坐及执行认知任务期间的多通道雷达回波信号；从多通道雷达回波信号获取呼吸信号信噪比最高的通道，再通过滤波获取呼吸信号；从所得呼吸信号提取时域特征和频域特征，去除个体差异；基于去除个体差异后的时域特征和频域特征，进行特征选择，建立支持向量机模型对大脑认知负荷水平进行检测。本发明为大脑认知负荷的检测提供了一种非接触、鲁棒性强、客观的检测方法。

摘要： 本申请涉及一种雷达优化波形生成方法、认知雷达系统、设备和存储介质，所述方法包括通过根据实际情况中存在的不同的博弈类型构建相应的最优波形生成模型，这样使得在不同的情况下计算得到的最优波形更为准确，对于认知雷达而言信噪比得到了提高能够更容易的检测到目标，而对于认知干扰机而言信噪比降低，能够对雷达进行干扰，使的雷达更不容易检测到目标。

摘要： 本申请涉及一种认知雷达目标识别效果在线评估方法、装置和计算机设备。所述方法包括：获取当前时刻认知雷达的观测样本以及对观测样本的识别结果，计算观测样本与预先存储的历史样本的相似性度量，获取最接近的历史样本对应的历史识别结果，并计算冲突度量，根据相似性度量，确定相似性度量序列，根据冲突度量，确定冲突度量序列，根据相似性度量序列和冲突度量序列，构建皮尔逊相关系数计算模型，根据皮尔逊相关系数计算模型输出的皮尔逊相关系数，更新前一时刻的识别效果刻画系数，得到当前时刻的识别效果刻画系数。采用本方法能够实现认知雷达目标识别结果在线评估。

摘要： 本发明公开了一种认知雷达的多模捷变波形生成及其处理方法，生成方法包括：将相位编码信号或频率编码信号作为基带信号调制雷达波形，构建基带信号模型；根据预设规则选定调制参数，分别对雷达波形进行时域调制、频域调制、相位域调制和极化域调制，对雷达波形的发射信号脉冲重复间隔、载频、相位和极化域进行捷变处理；根据基带信号模型和调制参数，构建整体发射信号模型，生成多模捷变波形。该生成的雷达波形能够在不同环境下可靠、稳健、自适应地探测目标，提高了雷达系统的检测、跟踪和识别性能。该雷达波形的处理方法能够自适应地调整雷达发射机的发射模式，提高了雷达系统的感知能力、适应能力和抗干扰能力。

摘要： 本实用新型涉及认知雷达技术领域，目的是提供一种认知雷达波形生成装置，天线与声表面滤波器连接，声表面滤波器与低噪声射频放大器连接，低噪声射频放大器与混频器连接；频率发生器以及多级中频放大器与混频器连接，多级中频放大器与控制器连接，雷达波形存储装置与控制器连接，发射器与控制器连接，发射器与天线连接；雷达波形存储装置用于存储天线接收的发射器发射的雷达回波经过处理后的信号波形图；通过此种设计达到对接收机接收的回波雷达信号进行干扰信号的过滤，提高认知雷达整体的稳定性，提高认知雷达环境学习的效率的目的。