兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (5): 1422-1430.doi: 10.12382/bgxb.2022.0069
收稿日期:
2022-01-28
上线日期:
2022-07-21
通讯作者:
基金资助:
ZHENG Zexin, LI Wei*(), ZOU Kun, LI Yanfu
Received:
2022-01-28
Online:
2022-07-21
摘要:
被探测目标的电子战能力严重影响对空雷达的检测和识别性能。针对对空雷达抗干扰问题,提出基于强化学习的抗干扰波形设计方法。从博弈角度利用强化学习方法建立雷达和目标干扰间动态对抗模型,计算博弈各方状态、动作价值,利用策略迭代法生成最优策略,基于相位迭代法合成时域波形。仿真结果表明:使用新方法设计的雷达发射信号时,与线性调频信号、捷变频信号相比,信干噪比分别提高了6.39dB和1.12dB;信号总功率为11W时,与捷变频信号相比,目标检测概率提升了5%,可在低功率实现抗干扰的同时提升雷达信号抗截获性能。
郑泽新, 李伟, 邹鲲, 李艳福. 基于强化学习的对空雷达抗干扰波形设计[J]. 兵工学报, 2023, 44(5): 1422-1430.
ZHENG Zexin, LI Wei, ZOU Kun, LI Yanfu. Anti-jamming Waveform Design of Ground-based Air Surveillance Radar Based on Reinforcement Learning[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(5): 1422-1430.
马尔可夫决策模型 | 参数设置 |
---|---|
状态空间 | S={7位6进制数} |
动作空间 | A={7位6进制数} |
状态转移概率 | P(s,a)=1/(67-1) |
γ | 0.9 |
表1 强化学习模型参数设置
Table 1 Parameter setting of reinforcement learning model
马尔可夫决策模型 | 参数设置 |
---|---|
状态空间 | S={7位6进制数} |
动作空间 | A={7位6进制数} |
状态转移概率 | P(s,a)=1/(67-1) |
γ | 0.9 |
SINR/dB | <0 | 0~10 | 10~20 | 20~30 | 30~40 | >40 |
---|---|---|---|---|---|---|
Reward | -30 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
表2 奖励函数结构
Table 2 Reward function structure
SINR/dB | <0 | 0~10 | 10~20 | 20~30 | 30~40 | >40 |
---|---|---|---|---|---|---|
Reward | -30 | 5 | 10 | 15 | 20 | 30 |
雷达系统 | 仿真参数设置 |
---|---|
工作波段 | X波段 |
中心频率/GHz | 9.5 |
信号带宽/MHz | 140 |
子频带带宽/MHz | 20 |
目标飞机速度/(m·s-1) | 250 |
(f) | {1, 0.2, 1.2, 6, 19, 1, 5} |
噪声 | 1 |
表3 仿真参数
Table 3 Simulation parameters
雷达系统 | 仿真参数设置 |
---|---|
工作波段 | X波段 |
中心频率/GHz | 9.5 |
信号带宽/MHz | 140 |
子频带带宽/MHz | 20 |
目标飞机速度/(m·s-1) | 250 |
(f) | {1, 0.2, 1.2, 6, 19, 1, 5} |
噪声 | 1 |
[1] |
方文, 全英汇, 沙明辉, 等. 捷变频联合波形熵的密集假目标干扰抑制算法[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(6):1506-1514.
|
|
|
[2] |
全英汇, 方文, 沙明辉, 等. 频率捷变雷达波形对抗技术现状与展望[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(11):3126-3136.
|
|
|
[3] |
晏艺翡, 苏军海, 李英军. 雷达低截获波形抗主瓣干扰技术研究与试验[J]. 火控雷达技术, 2021, 50(2):31-35.
|
|
|
[4] |
doi: 10.1109/TAES.2021.3109110 URL |
[5] |
夏栋, 张凯旋, 丁友宝, 等. 基于相位编码波形捷变和CFAR技术抗同频干扰[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(4):1210-1219.
|
|
|
[6] |
|
[7] |
|
[8] |
彭博, 陈齐乐, 李锐. 基于变分正则化参数估计的伪码调相引信重构式干扰方法[J]. 兵工学报, doi: 10.12382/bgxb.2022.0572.
doi: 10.12382/bgxb.2022.0572 |
doi: 10.12382/bgxb.2022.0572 |
|
[9] |
|
[10] |
|
[11] |
doi: 10.1109/JSEN.2015.2431261 URL |
[12] |
|
[13] |
doi: 10.1109/JSEN.7361 URL |
[14] |
李伟, 王泓霖, 郑家毅, 等. 博弈条件下雷达波形设计策略研究[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(11):2654-2660.
|
|
|
[15] |
|
[16] |
甘奕夫, 李伟, 赵俊龙. 干扰条件下基于Bayesian博弈的认知制导雷达波形设计[J]. 空军工程大学学报(自然科学版), 2021, 22(2):91-98.
|
|
|
[17] |
|
[18] |
|
[19] |
|
[20] |
|
[21] |
|
[22] |
|
[23] |
|
[24] |
|
[25] |
|
[26] |
doi: 10.1109/JSYST.2020.2984774 URL |
[27] |
|
[28] |
doi: 10.1109/TAES.2011.5751234 URL |
[29] |
|
|
|
[30] |
|
[31] |
黎湘, 范梅梅. 认知雷达及其关键技术研究进展[J]. 电子学报, 2012, 40(9):1863-1870.
doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2012.09.025 |
|
|
[32] |
doi: 10.1109/TAES.2010.5461666 URL |
[1] | 李松, 麻壮壮, 张蕴霖, 邵晋梁. 基于安全强化学习的多智能体覆盖路径规划[J]. 兵工学报, 2023, 44(S2): 101-113. |
[2] | 曹子建, 孙泽龙, 闫国闯, 傅妍芳, 杨博, 李秦洁, 雷凯麟, 高领航. 基于强化学习的无人机集群对抗策略推演仿真[J]. 兵工学报, 2023, 44(S2): 126-134. |
[3] | 杨加秀, 李新凯, 张宏立, 王昊. 基于积分强化学习的四旋翼无人机鲁棒跟踪[J]. 兵工学报, 2023, 44(9): 2802-2813. |
[4] | 李超, 王瑞星, 黄建忠, 江飞龙, 魏雪梅, 孙延鑫. 稀疏奖励下基于强化学习的无人集群自主决策与智能协同[J]. 兵工学报, 2023, 44(6): 1537-1546. |
[5] | 张建东, 王鼎涵, 杨啟明, 史国庆, 陆屹, 张耀中. 基于分层强化学习的无人机空战多维决策[J]. 兵工学报, 2023, 44(6): 1547-1563. |
[6] | 赵文飞, 陈健, 王, 滕克难. 基于强化学习的海上要地群协同防空动态火力分配[J]. 兵工学报, 2023, 44(11): 3516-3528. |
[7] | 蒋岩, 丁语嫣, 张兴龙, 徐昕. 基于模型预测与策略学习的智能车辆人机协同控制算法[J]. 兵工学报, 2023, 44(11): 3465-3477. |
[8] | 李佳键, 史彦军, 杨雨, 李波, 赵熙俊. 无人集群作战任务的多智能体强化学习卸载决策[J]. 兵工学报, 2023, 44(11): 3295-3309. |
[9] | 卫宁, 王冠. 强化学习在智能无人系统决策管理中的应用[J]. 兵工学报, 2022, 43(S2): 164-169. |
[10] | 李理, 李旭光, 郭凯杰, 史超, 陈昭文. 国产化环境下基于强化学习的地空协同作战仿真[J]. 兵工学报, 2022, 43(S1): 74-81. |
[11] | 魏连震, 龚建伟, 陈慧岩, 李子睿, 龚乘. 基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制[J]. 兵工学报, 2022, 43(8): 1947-1955. |
[12] | 马也, 范文慧, 常天庆. 基于智能算法的无人集群防御作战方案优化方法[J]. 兵工学报, 2022, 43(6): 1415-1425. |
[13] | 李庆波, 李芳, 董瑞星, 樊瑞山, 谢文龙. 利用强化学习开展比例导引律的导航比设计[J]. 兵工学报, 2022, 43(12): 3040-3047. |
[14] | 赵军民, 魏嘉艺, 吴思捷, 李新国, 吕梅柏. 复杂战场对抗环境下空中目标抗干扰识别算法[J]. 兵工学报, 2022, 43(10): 2576-2587. |
[15] | 朱建文, 赵长见, 李小平, 包为民. 基于强化学习的集群多目标分配与智能决策方法[J]. 兵工学报, 2021, 42(9): 2040-2048. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||