新闻资讯 News
产品中心 / Products
联系方式

销售热线:0755-2729 6565

公司总机:0755-2775 9293 

图文传真:0755-2788 8009

中国 · 深圳 · 总部

联系地址:深圳市宝安区航城大道西乡光电研发大厦二楼

智能雷达及其关键技术

日期: 2018-10-17
浏览次数: 91

随着人工智能技术的迅速发展和在军事领域的逐步应用,智能雷达和智能雷达技术已经引起国内外广泛关注。加强智能雷达及其关键技术研究,既是雷达技术发展的需要,更是提高雷达作战能力的关键。


1、引言


传统雷达主要按照预先设计设定的工作模式工作,基本不具备随目标和环境变化而自动改变工作模式的能力,对目标和环境的适应能力不足。虽然自适应信号处理技术在提升雷达反杂波、抗干扰等性能等方面得到了广泛应用,但由于自适应信号处理要求被处理的信号满足平稳特性的理想条件才能获得满意的性能,因此实际作战环境下特别是复杂战场条件下自适应信号处理的作用也很有限。为满足当前特别是未来作战需求,雷达体制和技术必须进一步创新发展以不断提升雷达的探测能力,才能适应日益复杂的作战环境。


信息化作战条件下战场环境复杂多变,要求雷达必须能够根据作战任务要求和实际作战环境“智能”地改变雷达工作模式、工作参数,自主地选择对抗策略等。要做到这一切,必须在现有雷达设计基础上为雷达增加“智能”功能,使雷达实现“智能化”。现代雷达技术和人工智能技术的迅速发展和深度融合将为“智能化”雷达即智能雷达的发展提供有力的技术支撑。


2、智能雷达基本概念


(1)人工智能技术


到目前为止,关于“智能”的定义和本质仍是科学界正在努力探索研究尚未完全解决的问题。从工程技术角度看,可以将智能理解为“获取存储知识并运用知识解决问题的能力”。其基本特征是:具有感知能力;具有记忆与思维能力;具有学习与自适应能力;具有行为能力。而人工智能是一门研究机器智能的学科,即用人工的方法和技术,研究智能机器或智能系统来模仿、延伸和扩展人的智能,实现智能行为。


人工智能是在计算机科学、信息论、控制能、系统论、神经生理学、心理学、语言学、数学、哲学等多种学科深入研究、相互渗透的基础上发展起来的,是一门综合性很强的边缘学科和前沿科学,也是一门新思想、新理论、新技术不断涌现的新兴学科。人工智能自问世以来,经历了60多年曲折的发展过程,已广泛应用于人们日常生活和工作的很多方面,并且在军事领域也有着广阔的应用前景。目前,人工智能技术进入了一个新的发展时期,人工智能在我国已得到国家和学术界高度关注,被写入2017年政府工作报告。


(2)智能雷达基本概念


关于智能雷达的概念目前正在发展和形成过程中,对智能雷达的理解与认识随着研究的深入将会逐步深化,当前国内外还没有关于智能雷达的明确定义。我们认为,对于智能雷达一般可以有广义和狭义两种理解,广义理解认为采用人工智能技术的雷达即是智能雷达,人工智能技术的应用对象可以是雷达的部分分系统或单个雷达系统,也可以是多个雷达组成的雷达组网系统。狭义理解认为智能雷达是“具有信息获取、知识学习、自主推理和决策能力的雷达”,可以根据外部目标、环境以及任务需求自主改变发射信号形式、工作模式、处理方式和资源分配,以获得更好的目标探测、跟踪及识别性能。相对于广义智能雷达来说,狭义智能雷达是智能化程度更高的智能雷达。


从智能化覆盖广度考虑,可以认为雷达部分分系统的智能化是智能雷达的初级形式,单个雷达系统的智能化是智能雷达的中级形式,多个雷达组网系统的智能化是智能雷达的高级形式。从智能化应用深度考虑,可以认为基于数学规则的智能雷达是初级智能雷达,基于经验知识的智能雷达是中级智能雷达,基于数据驱动的智能雷达是高级智能雷达。


智能雷达是现代雷达技术、人工智能技术、通信与信息技术、计算机网络技术等在雷达系统上深度融合和综合应用的结果,是现代雷达发展的重要方向。


3、国内外智能雷达发展概况及趋势


(1)国外研究情况


上世纪末以来美国空军研究实验室(AFRL)一直致力于智能信号处理方面的研究,其早期的研究主要在专家系统恒虚警处理(ES CFAR),此后分别开展了基于知识的空时自适应处理技术(KB STAP)和基于数字地图信息的空时自适应处理(KBMap-STAP)研究项目。美国AFRL和DARPA先后资助基于知识的雷达(KB-Radar)、知识辅助的传感器信号处理与专家推理(KASSPER)、知识辅助雷达(KA-Radar)以及自治智能雷达系统(AIRS)等多项研究。2007年,美国DARPA还将KASSPER列为雷达技术的主攻方向之一。2015年,美国DARPA启动了“在竞争环境下目标识别与适应”跟踪雷达目标识别项目,利用深度学习技术提高非合作目标识别能力。


1980-1990年代,Guerci在认知无线电领域进行了大量研究,提出“匹配照射”概念,其实质是对空间的照射功率进行智能分配。1994年Kershaw和Evans提出通过增加从接收机到发射机的离线链接,使系统转变为一个闭环雷达反馈系统。2002年,由美国空军研究实验室、空间与导弹防御司令部以及海军研究实验室联合组织成立了波形分集工作组,开展雷达智能发射技术的科研与实验工作,在频率分集阵、时空编码阵等方面取得重大突破。


2006年,加拿大Simon Haykin首次提出认知雷达的概念,通过知识辅助和自适应发射,能够实现与环境的不断交互和学习,获取环境的信息,结合先验知识和推理,不断地调整雷达接收机和发射机参数,自适应探测目标。2007年,Guerci提出基于知识辅助的认知雷达系统架构。2013年,美国DARPA支持了雷达与通信共享频谱(SSPARC)研究项目,以认知无线电和认知雷达为基础实现了通信与雷达互相传递频谱使用情况,降低了雷达与通信的相互干扰。2016年,Greco将认知雷达扩展到被动雷达。


此外,基于知识辅助的决策支持、性能评估、模拟训练、故障诊断技术等也是智能雷达技术研究的重要方面,而且很早就开始走向实用化。1991年美国国防部正式颁发了《综合诊断》标准,作为提高新一代武器系统的战备完好性、降低使用保障费用的主要途径,运用人工智能技术的故障诊断已开始应用于新研雷达系统。


总体来看,虽然国外很少提及“智能雷达”的概念,但在智能雷达相关技术领域开展了大量研究工作,技术成熟度不断提升,诸多研究成果正处于实战应用的前夕,部分研究已经走向实用。


(2)国内研究情况


自2008年开始,国内多家单位在认知雷达领域开展了研究,在环境感知与描述、最优化波形设计、自适应信号处理等方面进行了初步探索。目前国内在智能雷达信息处理和杂波抑制技术等方面已经具备一定的研究基础,主要研究特点是结合MIMO雷达、认知雷达、软件化雷达等研究方向,重点在对目标和环境数据统计分析的基础上形成知识,并进一步利用多波形优化、自适应处理和带有反馈的认知结构,提高雷达系统对弱目标的检测性能、杂波抑制性能和雷达系统资源的利用效率。在智能雷达目标识别技术研究方面,国内也有较为广泛的研究基础,包括利用神经网络、支持向量机对雷达一维距离像结果的分类识别、SAR图像的分类识别等。此外,国内近年来也高度关注认知电子战,并开展了相关的初步研究工作,这在很大程度上推动了雷达智能抗干扰技术的研究工作。


总体来看,目前国内在智能雷达技术领域持续跟进并开展了部分研究,但在研究的系统性、先进性、创新性等方面与国外相比还有较大差距,针对军事应用的智能雷达技术成熟度还不高,“智能雷达”的装备概念、使用特征、系统架构、技术体系等尚未建立起来。


(3)智能雷达发展趋势


深度智能化。随着人工智能技术的走向深入和日趋成熟,雷达智能化程度势必加深,目前基于数学规则的自适应算法处理技术已经广泛应用,雷达开始具备初级智能;未来采用深度学习的高级智能化雷达也将逐步出现。


广泛实用化。犹如智能手机的出现使传统手机很快销声匿迹一样,智能雷达将在各种作战平台上广泛实用化。认知雷达与认知电子战如影随形,在矛盾相生相克中不断前进,智能雷达技术体制本身也将通过不断学习而逐渐发展成熟。


多功能集成化。智能常常意味着多能,随着有源相控阵技术、数字阵列技术、软件无线电技术等的不断成熟,集防空、反导、反卫等任务于一身,警戒、引导、目指、制导等功能于一体的多功能集成化智能雷达即将出现。


综合射频一体化。探测、侦察、干扰、通信、攻击、管控、评估是未来信息化战争的重要组成要素,但其底层技术机理极为相通相容。在未来强对抗条件和复杂电磁环境下,基于智能雷达技术实现上述综合射频一体化,将是军事电子信息技术的必然发展趋势。


自组织网络化。网络化无疑是未来雷达发展的一个重要方向,未来智能雷达自组织网络可以有两种形式:一种是分布式的,即每部雷达都具有较高的智能;另一种是集中式的,即设置一个中心基站,只需该基站雷达具有较高的智能。


4、智能雷达主要关键技术


智能雷达发展的目标是使雷达具备智能化感知环境、处理信息、决策反应、控制行动等自主行为的能力,在推进智能雷达由初级形式向高级形式发展、由初级智能向高级智能演进的进化过程中,当前需重点突破以下智能雷达关键技术,以推动智能雷达持续不断向前发展。


(1)智能信息处理技术


针对隐身飞机等低雷达散射截面积目标和复杂的地/海杂波环境,引入人工智能的技术思路,利用各种先验知识形成目标和环境的知识库,在不断获取目标和环境特性信息的基础上,通过机器学习、分析和判断等过程,自主调整雷达系统的频率、波形和能量等资源,提高对弱目标的检测和跟踪性能。主要研究内容包括基于先验知识的目标检测跟踪技术,雷达信息处理知识形成、规则提取和逻辑推理等技术。


(2)智能杂波抑制技术


针对机载预警雷达下视工作环境下杂波强、空时耦合性高的特点和难题,基于人工智能理论,通过不断的知识积累和学习,形成杂波环境的先验知识,结合先进的数字阵列雷达多波形灵活发射技术,提高对杂波的抑制性能和复杂杂波环境下动目标检测性能。主要研究内容包括杂波环境感知和参数化表征技术,雷达发射方向图和发射波形优化技术等。


(3)智能抗干扰技术


针对电子战环境下干扰信号非平稳高动态变化特点以及认知电子战技术的发展,采用人工智能理论和技术,在对电子战环境进行实时感知和学习的基础上,快速完成认知和决策,并在时间、空间、频率、波形、极化等多个维度上开展资源评估和调度,实现复杂干扰条件下的智能化博弈。主要研究内容包括干扰环境感知技术、抗干扰措施自动优化选取技术、抗干扰效果反馈和评估技术等。


(4)智能目标识别技术


针对实际作战环境下对目标类型、属性、数量等分类和识别要求,采用深度学习、支持向量机等机器学习理论和方法,完成目标和环境特征提取和模式识别等任务,实现对非合作目标的有效识别。主要研究内容包括基于深度网络的目标特征学习与识别方法、基于大数据小样本的目标分类识别方法、人机协同目标识别方法等。


(5)智能资源分配与调度技术


针对雷达面临的多种类目标、真/假弹头、有源/无源干扰等复杂作战环境,依靠人工智能等技术手段实现复杂场景判别计算、快速智能决策和灵活资源分配,解决实时实施体系抗干扰、合理分配目标跟踪资源、有效实施重点目标识别等复杂问题,充分利用现有雷达资源提高雷达作战效能。主要研究内容包括雷达资源智能动态调度与任务规划技术、雷达资源智能动态重构与实时评估技术等。


(6)智能多源数据挖掘技术


针对预警作战指挥决策能力提升需求,采用人工智能理论和方法,对雷达系统平时战备值班、训练、试验中积累的大量数据进行组织、分类、分析、解释以累加描述数据中的信息,通过人工智能自适应地学习不同来源的各类数据,发现数据中的关联信息,形成多维度的情报内容,并通过进一步的试验、作战进行调整完善,以提升对预警作战指挥决策的智能支持能力。主要研究内容包括基于多雷达数据的知识模型、知识获取、知识组织等技术,基于知识的学习算法、推理分析等技术,以及分布式智能雷达网专家系统和决策支持系统等。


5、结束语


当前,雷达装备和技术发展面临许多重大挑战,雷达的未来在哪里?未来雷达该如何发展等是摆在我们面前必须认真思考和回答的问题。雷达装备和技术的发展决不能“闭关自守”,必须紧随先进技术发展潮流,融合新兴技术,加快创新发展的步伐。人工智能是正在迅速发展的新兴前沿科学,是继三次工业革命后的又一次革命,随着大数据、云计算等技术的发展,自然语言理解、人机交互、智能决策控制等人工智能技术可能在雷达上有大的应用突破。智能雷达是一个新的雷达系统概念,也是未来雷达技术发展的重要方向。虽然目前关于智能雷达的基本概念和关键技术尚不成熟,并且智能雷达从工程实现上也会面临许多巨大挑战,但智能雷达未来的发展应引起我们高度关注。适应智能感知的发展趋势,将雷达技术发展与人工智能技术发展深度融合,会使未来雷达变得更加智能,从而给雷达的未来带来光明的前景。


最新新闻 / News More>
1
2020 - 08 - 07
波导负载的普及与应用对于提高微波测量系统的精准性具有较大的推动作用,因为它具有良好微波吸收特性。故而那些品质好服务优的波导负载一经推出就引起疯狂选购,这是因为它的微波吸收材料性价比较高,现在就波导负载中的微波吸收材料需要满足哪些条件作简要阐述:1.阻抗匹配良好据众多厂家分析表明波导负载中的微波吸收材料一定要满足阻抗匹配良好等设计要求。若是微波吸收材料在入射电磁波进入时就发生反射,导致所需的电磁波被直接反射回系统中,不仅易对电路造成损伤,同时也会导致微波吸收功率下降,因此固体吸收材料要满足不易发生反射的要求。2.衰减能力强波导负载中的微波吸收材料必须要有一定的衰减能力,衰减能力越强,那么电磁波被衰减且吸收的速度也就越快。比如铁氧体、陶瓷以及胶木等介质的衰减能力就十分强,它有助于高效吸收材料内部的电磁波。3.微波吸收性能强波导负载中的微波吸收材料有单层吸波材料和双层吸波材料之分,一般来说双层吸波材料的微波吸收性能要远高于单层吸波材料的吸收性能。为了使波导负载达到低厚度、宽频带、强吸收的预定要求,建议优先考虑选择双层吸波材料,因为相对而言它更有利于实现与自由空间的阻抗匹配。绝大多数波导负载的微波吸收材料都具备磁损耗大以及吸收能力强等特性。特别是诚信可靠的波导负载的微波吸收材料更是优中选优,而这些高性能的微波吸收材料除了需要满足阻抗匹配良好的要求外,还需要满足衰减能力强以及微波吸收性能强等...
2
2020 - 09 - 09
波导元器件在电子元器件中是一种相对较为奇特的存在,而这种产品的性能也能够因为用户的要求而呈现很多不同的性能特点。但实际上造成这种波导产品功能变化的因素非常的丰富,下面简单的为感兴趣的用户介绍一些主要的因素。一、产品的结构通常情况下在实际使用中选料考究的波导元器件会呈现出不同的外部形状,其结构方面也有着很大的不同。这主要是因为很多微波电路对于波导元器件的要求有所不同,因此为了让产品发挥出不同的性能特点,厂家经常会通过改变这种产品的结构以让其来符合用户的实际使用需求。二、产品的形状常见的波导元器件大多拥有很多独特的几何形状,其实这些不同的形状并非只是纯粹追求外观的变化,波导元器件的形状其实和其实际的性能有着密切的关系。在不同的应用领域中,通过改变这种波导件的形状能够为用户带来各种不同的产品性能。三、产品的材料构成波导元器件的主要材料也决定了这种产品性能的差异,采用不同的材料能够让这种产品的传输性能和传输功率容量发生截然不同的变化。但选择高性能的材料也会对服务周到的波导元器件的成本带来极大的提升,因此在基本应用中厂家还是会选择相对更加低廉的材料来制作这种产品。影响波导元器件性能的因素极为多样,在这里只是简单了选择一些主要的因素来向大家做一个介绍。通常情况下波导元器件的结构是决定其性能的主要因素,此外通过变化产品的形状也能够实现不同的性能,而产品的制作材料也能够决定其传输性能和传输功率方面...
3
2020 - 08 - 08
波导负载所包含的匹配负载与失配负载都是一种单端口元件,它们的主要作用就是吸收输入功率进行泄露并传递。据相关数据表明近些年已经有大量选料考究的波导负载被应用于微波测量系统中,现在就选择波导负载应用于微波测量系统中具有哪些意义作简要阐述:1.保持通信系统处在行波状态据了解绝大多数的波导负载都是由波导和能够吸收微波功率的材料组成,它们可促使微波测量系统呈现行波状态并且吸收某些无用的信号。在微波测量作业中天线之间相隔一定的距离,要让天线与天线保持通信系统处在行波状态就必须借助波导负载的功能使微波信号的传输不中断。2.便于准确控制泄漏部分微波的功率在微波测量系统中选择应用波导负载还有助于准确控制泄漏部分微波的功率。据悉现今新式的波导负载既有可用于传输微波信号的波导管,又有微波信号的吸收体,因为它的两端皆设有出口,从而使得从另一端口泄漏的微波信号可以被吸收,另外此类波导负载还有助于准确控制泄漏部分微波的功率。3.便于确保测量系统终端拥有持续不间断的微波功率通过波导负载的吸收与传递,泄漏出来的微波信号将会被天线所接收。这种情况下波导管与天线之间可实现微波信号的无缝覆盖,同时微波测量系统的终端还会持续不间断地接收前端的微波信号。波导负载的应用性能已逐步得到提升,其中那些诚信可靠的波导负载更是横纵多个不同的领域实现更广泛的应用。选择波导负载应用于微波测量系统中不仅有助于保持通信系统处在行波状态,而且...
4
2020 - 09 - 10
常见的波导元器件的工作范围通常都在微波频率下,这也导致了低频时的电压电流等已经失去了测量的意义,并且也根本无法用常规的手段来进行测量。在这种状况下通常会用功率和频率来作为波导件的主要测量参数,这也造成了这种产品的实际作用和其他元件器都略有不同。那么测量参数特殊的波导元器件都具有哪些主要的作用呢?一、传输微波信号的作用由于微波和其他波类有着非常明显的差异,无法用常见的参数对其进行测量和感知,因此通常需要通过使用特别的技术制造而成的波导元器件来完成对微波的利用,目前通讯行业大多采用了微波来进行信号传输,而选料考究的波导元器件对于通讯行业建立完善可靠的微波网络具有不可替代的巨大作用。二、增强微波功率的作用微波的功率在实际的通讯过程中,也是建立双方清晰通话的基础,因此目前通讯行业通常都会采用波导元器件来作为增强微波功率的主要手段,增强后的微波功率能够让通讯网络的传输距离更远数据传输更稳定,这也是波导元器件的一大主要作用。三、完成波形变幻的作用对于通讯行业比较熟悉的用户都知道,目前国内的通讯网络大多采用了多频的模式,这样当其中一路通讯网络出现故障时可以无缝切换到另一频率的网络中。目前服务周到的波导元器件也承担着通讯网络中波形变幻的责任,帮助用户在不同波形中切换也是波导元器件的主要作用。先进庞大严密的通讯网络的建立,离不开各种各样功能各异的电子元器件的帮助。波导元器件在通讯中不但承担着传输微波...
5
2020 - 08 - 10
据相关资讯表明随着大功率环形器应用性能的不断提升,市场上出现了大批低损耗、低插损的高功率环形器。其中那些品质有保证的大功率环形器更是在市场上拥有非常高的人气以及流量,现在就大功率环形器基于传统环形器升级了哪些功能作简要阐述:1.升级了结构构造据相关分析表明升级后大功率环形器的结构与传统环形器有很多不同。传统环形器采用的是多个零件焊接后再纵向组合连接的方式,加工时采用两个对称腔体的纯机械加工的横向法兰连接方式;而升级后的高功率环形器则是采用上下两个对称腔体,同时安装旋磁铁氧体和散热的水冷盘。2.提升了几何尺寸的精度大功率环形器相比传统环形器拥有更高的几何尺寸精度。这是因为传统环形器需要由多个零件相互焊接才能成型,因此容易在焊接过程中造成局部焊接尺寸精度降低,而大功率环形器的新式结构只有上下两个对称腔体,故而仅需一次机械加工即可成形并且无需任何焊接作用。3.装配误差小且成品率高不错的大功率环形器‍基于传统环形器的基础进行了功能改造与升级,从而大幅度降低装配的误差率。选择高功率环形器进行匹配过渡设计时还可确保成品率高,另外这种大功率环形器还具有维护方便、制造成本低以及运行质量稳定等特色。大功率环形器突破了传统环形器的工艺缺陷,从而使得装配效率以及经济效益都得到显著提高。而据众多环形器生产厂家反馈表明大功率环形器基于传统环形器不仅升级了结构构造,而且还提升了几何尺寸的精度以及降低装配误差,...
6
2020 - 09 - 11
目前通信行业正处于高速发展阶段,5G通信已经开始进入商用阶段,6G通信网络的研发也正在紧锣密鼓之中。而在通信行业中为了确保相隔一定距离的通信设备之间能够正常通话,通常都需要使用到波导负载产品。那么能够让通信更可靠的波导负载产品都有哪些深受市场欢迎的原因呢?一、传输微波能力强的原因目前的通信主要采用了微波的方式来进行数据的传送,为了加强微波的传送效率,通常需要在相隔一定距离时修建信号发射基站。这些通信基站中通常都会安装能够增强微波效率的波导负载产品,通过服务较好的波导负载能够让通信时的质量得到更好的保障。二、产品性价比较高的原因很多通信行业用户会认为基站已经起到了加强微波信号的作用,使用波导负载产品有得不偿失的嫌疑。但其实基站修建的主要目的是为了加强通信的质量,但如果没有波导产品的帮助,基站修建高度将要大大增加,从这一点来看小巧实用的波导负载无疑是一款性价比非常高的产品。三、使用寿命非常久的原因诚信可靠的波导负载产品虽然在通信行业中的地位并不具有决定性的价值,但这款产品在微波传送方面所能够提供的帮助却非常大,同时这款产品由于本身的结构较为简单,因此在实际使用寿命方面也非常长久,从这一点来看波导负载的实用性还是非常强大的。目前所有的手持设备大多通过无线微波信号来接受数据,这一趋势使得能够加强微波传输效率的波导负载变得重要起来。波导负载产品不但具备了较强的微波传输能力,同时这款产品的性价...
天津恒源佳业微博科技有限公司
扫微信
获更多信息
联系我们
Copyright ©2018 - 2022 天津恒源佳业微波科技有限公司
犀牛云提供企业云服务    网站地图
地址:天津市蓟州区专用汽车产业园盘龙山路 2 号
电话:13331159828(杨女士)
传真:+86 0755-2788 8009
邮编:330520
邮箱:hy_mic@126.com
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

  • 4006-971-972
6

二维码管理

展开