[发明专利]一种面向抗干扰的雷达频率捷变方法

说明书

本发明提出一种面向抗干扰的雷达频率捷变方法，属于频率捷变和雷达抗干扰技术领域。本发明通过引入长短时记忆网络，利用深度强化学习获得频率捷变策略，使雷达能够综合当前观测和历史观测两方面的信息，自适应切换发射频率以避免干扰，能够同时应对复杂多变的电磁环境和雷达有限观测的问题。使用本发明中的方法，每部雷达能够通过不断切换频率减小相互间干扰，保证各自正常工作，适应由于相对运动造成的周围电磁环境的迅速变化。

技术领域

本发明属于频率捷变和雷达抗干扰技术领域，尤其涉及一种面向抗干扰的雷达频率捷变方法。

背景技术

面对日益复杂的电磁环境，雷达抗干扰能力越来越受到研究人员的关注。雷达抗干扰方法一般可分为两类。一类是被动式，即在接收到干扰之后通过优化接收处理的方法消除或减轻干扰对于目标探测的影响。例如，时域傅里叶变换方法(pre-FFT)是在傅里叶变换之前在时域上将干扰信号置零，频域傅里叶变换方法(post-FFT)是在傅里叶变换之后在频域上将干扰信号出现的频段滤除，自适应波束形成是在空域上去抑制干扰。此外，还有一些在联合域去抑制干扰的方法，例如空时自适应处理等。但这类方法需要获得干扰信号在时、频或空域上的信息才能达到期望的抗干扰效果。

另一类是主动式，即雷达通过在时、空、频、码等维度上对发射信号进行选择和设计以达到避免干扰的目的。相比于被动抗干扰技术，主动抗干扰技术在抗干扰效能上具有更大潜力。捷变相参技术被认为是对抗干扰的最有效方式之一，它通过发射波形在时、空、频、码等多个维度快速捷变来避免与其他电磁设备在电磁资源上发生冲突进而减小干扰。频率捷变是捷变相参技术中应用最为广泛的方法之一。但目前频率捷变方式较为单一，往往是随机捷变或者进行人为设计后固定不变，在面对复杂多变的电磁环境时难以发挥频率捷变的抗干扰潜力。在一些研究中，强化学习的方法被引入到雷达频率捷变策略的设计中，使雷达能够根据自身观测自适应地选取发射频率，取得了一定抗干扰效能提升。但是，雷达单次观测到的信息往往较为有限，只依靠雷达单次观测难以获取最优频率捷变策略。

现有技术中，雷达频率捷变的方式大多固定单一，并受限于雷达的有限观测，并没有一种雷达频率捷变的方法能同时应对复杂多变的电磁环境和雷达有限观测的问题，导致频率捷变难以发挥其抗干扰的潜力。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种面向抗干扰的雷达频率捷变方法。本发明使雷达能够综合当前观测和历史观测两方面的信息，自适应切换发射频率以避免干扰，能够同时应对复杂多变的电磁环境和雷达有限观测的问题。

本发明提出一种面向抗干扰的雷达频率捷变方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)初始化；

(1-1)构建雷达频率选择估值网络Q^eval，表达式如下：

q_t,h_t＝Q^eval(o_t,h_t-1；θ)

其中，θ为Q^eval的网络参数，o_t是雷达在t时间步时的观测；在Q^eval中，h_t-1是雷达对于t-1时间步及以前的记忆向量，q_t是t时间步雷达对于各个可选择频率的评估向量，h_t是雷达对于t时间步及以前的记忆向量；θ的初始值为随机产生；

将初始的估值网络Q^eval作为当前估值网络Q^eval；

(1-2)构建雷达频率选择目标网络Q^target，表达式如下：