[發(fā)明專利]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星外輻射源目標(biāo)被動(dòng)探測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910946716.3
• 申請(qǐng)日: 2019-10-07
• 公開（公告）號(hào): CN110967675B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明騫;鄭詩(shī)斐;楊克虎;宮豐奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41;G01S19/14
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 李霞

1.一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星外輻射源目標(biāo)被動(dòng)探測(cè)方法，其特征在于，所述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星外輻射源目標(biāo)被動(dòng)探測(cè)方法包括：

首先利用延遲反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)含有海雜波的參考通道中衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行提純，并利用最小均方誤差濾波器對(duì)回波通道中的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)抑制；

然后利用解耦回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)對(duì)海雜波進(jìn)行預(yù)測(cè)，將經(jīng)過直達(dá)波抑制后的回波通道信號(hào)輸入到解耦回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，并提取解耦回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)值與輸入值之間的差值；

最后將提取到的差值進(jìn)行歸一化后輸入到已訓(xùn)練的多層感知器中，進(jìn)行回波信號(hào)的檢測(cè)；

利用延遲反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)參考通道中的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行提純，并利用最小均方誤差器對(duì)監(jiān)測(cè)通道中的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行抑制，具體的實(shí)施步驟如下：

延遲反饋網(wǎng)絡(luò)為；

其中，x(k)為輸入的狀態(tài)向量，ω_i為狀態(tài)的權(quán)值，N為延遲反饋網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元的個(gè)數(shù)，τ為延遲長(zhǎng)度，參考通道中信號(hào)x(t)表示為；

x(t)＝rs(t)+c(t)；

監(jiān)測(cè)通道中的回波信號(hào)z(t)模型為：

其中，c(t)與c'(t)為服從K分布的海雜波，s(t)為衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)，r為直達(dá)波信號(hào)的幅度，r'為衛(wèi)星回波信號(hào)的幅度，τ為衛(wèi)星回波信號(hào)相對(duì)直達(dá)波信號(hào)的時(shí)延，f_d為衛(wèi)星回波信號(hào)相對(duì)直達(dá)波的多普勒頻移，Ω為監(jiān)測(cè)通道中的直達(dá)波信號(hào)幅度；

(1)利用延遲反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)參考通道中的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行提純，首先確定延遲神經(jīng)元的個(gè)數(shù)N與延遲長(zhǎng)度τ，輸入節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度為K,K＞(N-1)·τ/N，輸出節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝K-(N-1)·τ/N；

(2)將海雜波序列c(k)添加在延遲反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端，通過計(jì)算儲(chǔ)層狀態(tài)其中1≤i≤N，從而計(jì)算輸出權(quán)重其中y為輸出的海雜波序列，為Moore-Penrose廣義逆矩陣，通過上述操作使所有狀態(tài)的權(quán)重加權(quán)和近似網(wǎng)絡(luò)輸出，從而完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)中權(quán)重的訓(xùn)練；

(3)將參考通道接收到的信號(hào)x(k)添加在延遲反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端，通過對(duì)狀態(tài)的權(quán)重加權(quán)和在輸出端得到預(yù)測(cè)的海雜波序列此時(shí)將參考通道信號(hào)x(k)與預(yù)測(cè)信號(hào)進(jìn)行對(duì)消，得到對(duì)消后的信號(hào)該信號(hào)反映了衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)的波動(dòng)情況，提取出的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)為x_d(k)＝sgn[x'(k)]，其中sgn[·]為符號(hào)函數(shù)；

(4)根據(jù)最小均方誤差濾波器，進(jìn)行衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)自適應(yīng)抑制后的監(jiān)測(cè)通道信號(hào)z(k)只包含衛(wèi)星回波信號(hào)和海雜波，z(k)表示為；

其中，c'(k)為預(yù)測(cè)的海雜波序列。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星外輻射源目標(biāo)被動(dòng)探測(cè)方法，其特征在于，所述基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星外輻射源目標(biāo)被動(dòng)探測(cè)方法包括以下步驟：

步驟一，利用延遲反饋網(wǎng)絡(luò)完成對(duì)海雜波信號(hào)的預(yù)測(cè)，將參考通道中的信號(hào)與其經(jīng)過延遲反饋網(wǎng)絡(luò)后的預(yù)測(cè)信號(hào)進(jìn)行對(duì)消，經(jīng)過符號(hào)函數(shù)處理后得到提純后的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)，并通過最小均方誤差機(jī)理對(duì)回波通道中的衛(wèi)星直達(dá)波信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)抑制；

步驟二，利用解耦回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)測(cè)通道中的海雜波信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后將進(jìn)行衛(wèi)星直達(dá)波抑制后的監(jiān)測(cè)通道信號(hào)輸入到解耦回聲狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)中，并將網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)消，得到對(duì)消后的信號(hào)，并作為檢測(cè)量；

步驟三，將對(duì)消后的信號(hào)進(jìn)行歸一化處理后輸入到已訓(xùn)練的多層感知器中，完成對(duì)回波信號(hào)的檢測(cè)，當(dāng)目標(biāo)存在時(shí)輸出01，目標(biāo)不存在時(shí)輸出10。