[發明專利]一種基于生成對抗網絡的雷達抗有源壓制干擾方法

在審

• 申請號: 202211415285.6
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115598602A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 禹永植;尤宇;趙忠凱;唐佳樂;李葛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張月航

一種基于生成對抗網絡的雷達抗有源壓制干擾方法，涉及雷達抗干擾技術領域。本發明是為了解決傳統的雷達抗干擾方法復雜度高，面對復雜干擾場景時干擾抑制效果效差，甚至目標回波信息缺失，抗干擾能力失效的問題。本發明將雷達回波真實信號輸入至訓練好的生成對抗網絡，獲得去除干擾后的目標回波信號。本發明利用非線性擬合能力，生成與目標回波信號有相似數據分布的信號，在雷達探測存在有源壓制干擾的場景下，從雷達回波信號中去除干擾信號，恢復出目標回波信號。本發明不需要對接收到的回波信號進行多域處理，能夠直接實現對回波信號的干擾抑制，恢復出目標回波信息，能夠應對復雜多變的電磁干擾環境。

技術領域

本發明屬于雷達抗干擾技術領域。

背景技術

近年來，隨著現代電子技術、智能化技術的不斷發展，電子戰中的電磁環境越來越復雜，雷達系統的工作性能及其生存能力面臨著越來越嚴峻的威脅與挑戰。因此，雷達抗干擾問題逐漸成為雷達技術領域中極為重要的研究內容。

現有的雷達信號處理技術主要利用目標回波和干擾的多域表征進行抗干擾，往往要對雷達回波信號進行時域處理、頻域處理、極化域處理和數字濾波，從而實現對干擾信號的抑制以及檢測信息的提取。這些方法不僅復雜度較高，并且在復雜的干擾場景下，干擾抑制效果效差，甚至目標回波信息缺失，抗干擾能力失效。

發明內容

本發明是為了解決傳統的雷達抗干擾方法復雜度高，面對復雜干擾場景時干擾抑制效果效差，甚至目標回波信息缺失，抗干擾能力失效的問題，現提供一種基于生成對抗網絡的雷達抗有源壓制干擾方法。

一種基于生成對抗網絡的雷達抗有源壓制干擾方法，將雷達回波真實信號輸入至訓練好的生成對抗網絡，獲得去除干擾后的目標回波信號；

所述生成對抗網絡包括生成器和判別器，

所述生成器為U-net結構，所述生成器包括5個編碼塊、4個解碼塊和1個全連接層，所述判別器包括3個編碼塊和1個全連接層，

所述編碼塊包括卷積層、LeakyReLU激活函數層和最大池化層，所述解碼塊包括上采樣層、卷積層和LeakyReLU激活函數層。

進一步的，上述生成對抗網絡的訓練方法如下：

步驟一：構建生成對抗網絡的模型結構；

步驟二：將訓練數據集中雷達回波模擬信號轉化的矩陣S_r作為生成器的輸入，獲得生成器的輸出數據G(S_r)，將所述訓練數據集中目標回波模擬信號轉化的矩陣S_t和所述輸出數據G(S_r)作為判別器的輸入，獲得判別器的輸出數據D(S_t)和D[G(S_r)]，

所述輸出數據G(S_r)表示對目標回波模擬信號學習的結果，所述輸出數據D(S_t)和D[G(S_r)]分別表示輸入數據為S_t和G(S_r)的概率；

步驟三：將步驟二獲得的D(S_t)和D[G(S_r)]代入以下損失函數：

根據損失函數的結果對所述生成器和判別器的權重進行優化；

步驟四：判斷訓練數據集中所有樣本是否被遍歷，是則完成訓練，否則返回步驟二；

上式中，E表示期望，P_data(·)表示數據的分布，V(·)表示損失函數。

進一步的，在上述步驟四完成訓練之后，還包括以下步驟：

步驟五：將測試數據集中雷達回波模擬信號轉化的矩陣作為訓練好的生成器的輸入，獲得其輸出數據