[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)抗主瓣干擾方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011357984.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112612005B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段克清;楊興家;李想;謝洪途
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28;G01S7/292;G06F17/16;G06N3/0464;G06N3/08;G06N3/048
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)抗主瓣干擾方法，其特征在于：所述的方法包括步驟如下：

S1：仿真構(gòu)建不同主瓣干擾來向和不同信干噪比情況下的接收信號模型，并利用接收信號模型的協(xié)方差矩陣集合求取初始空間譜數(shù)據(jù)；將接收信號模型對應(yīng)不同主瓣干擾來向和目標(biāo)來向集合作為標(biāo)簽；

S2：構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將步驟S1得到的初始空間譜數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入數(shù)據(jù)，將得到標(biāo)簽作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出數(shù)據(jù)，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練直至收斂；

S3：將雷達(dá)陣列實(shí)際接收回波數(shù)據(jù)基于似然估計得到干擾協(xié)方差矩陣，然后經(jīng)數(shù)學(xué)變換處理后得到初始空間譜；

S4：將步驟S3得到的初始空間譜輸入步驟S2訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到雷達(dá)信號空間譜，從而實(shí)現(xiàn)主瓣干擾和目標(biāo)在空域上的有效分離；

在步驟S4之后，可將雷達(dá)陣列實(shí)際接收回波數(shù)據(jù)中的各距離門輸入步驟S2訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到目標(biāo)的距離-方位域，再進(jìn)行恒虛警檢測處理，實(shí)現(xiàn)獲得目標(biāo)的距離和方位角信息；

P個接收信號模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

其中，T表示轉(zhuǎn)置，m表示接收信號經(jīng)數(shù)字化后的時域離散點(diǎn)數(shù)，n(m)表示復(fù)高斯噪聲矢量；θ_p表示第p個信號來向角；s_p表示第p個信號；N表示陣元的數(shù)量；

所述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其卷積層共4層，卷積窗口大小分別為23×16、13×8、7×3和3×1，激活函數(shù)選擇ReLU函數(shù)：

ReLU(x1)＝max{x1,0}；

式中，x1表示任一自變量；

步驟S3，所述的雷達(dá)陣列實(shí)際接收回波數(shù)據(jù)均為經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后存儲數(shù)據(jù)，利用待檢測距離門相鄰距離門數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，基于似然估計得到干擾協(xié)方差矩陣并將轉(zhuǎn)換為矢量協(xié)方差矩陣，然后將矢量協(xié)方差矩陣與空域?qū)蚴噶肯喑说玫匠跏伎臻g譜；

所述的初始空間譜的表達(dá)式如下：

其中，表示矢量協(xié)方差矩陣集合，A_n＝[a(θ₁)a^H(θ₁)e_n,a(θ₂)a^H(θ₂)e_n,,…；a(θ_L)a^H(θ_L)e_n,]矢量協(xié)方差矩陣，e_n是第n個元素為1，其它元素為零的N×1維矢量；L為空間角度離散個數(shù)；表示將協(xié)方差矩陣矢量后的數(shù)據(jù)，y_n＝Re_n表示協(xié)方差矩陣第n列因素，R＝E{xx^H}，H表示共軛轉(zhuǎn)置；E{}表示取期望，R表示回波數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)抗主瓣干擾方法，其特征在于：步驟S1，具體地，基于陣列信號仿真模型，仿真不同主瓣干擾來向和不同信干噪比情況下的接收信號模型，將接收信號模型作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集；其中，所述的陣列信號仿真模型與真實(shí)陣列的參數(shù)一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)抗主瓣干擾方法，其特征在于：不同主瓣干擾來向?yàn)橹靼旮蓴_進(jìn)入天線陣列方位由3dB波束主瓣處遍歷至四分之一3dB波束主瓣處，即-7.5°～7.5°范圍，角度間隔為0.1度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于深度學(xué)習(xí)的雷達(dá)抗主瓣干擾方法，其特征在于：信干噪比從-10dB以1dB間隔遍歷至-40dB。