一種自適應雷達對抗數據平臺設計方法

文/傅文軍 李明

1 引言

自適應電子戰指通過采用自適應的方式，實現快速感知環境、自主學習、自適應對抗的方式，具備靈活的自適應能力，快速高效地適應變化或新出現的目標。動態數據庫能夠為自適應對抗的關鍵技術提供快速、實時的后臺支撐，同時也可以動態存儲對抗過程中自適應雷達學習的知識、模型、參數等內容，是自適應雷達結果的最終體現。面向自適應雷達的動態數據庫構建技術需要解決的具體問題包括：數據庫的知識表征方法、數據庫的結構體系設計、數據庫之間的相互關聯關系。

本文提出了一種自適應雷達對抗數據庫平臺的設計方法，描述了自適應雷達對抗數據庫的總體設計思路，探討了大數據平臺建設方案，內容包括數據獲取途徑、數據采集規范、數據標注機制、數據存儲計算以及分布式數據管理平臺等內容，為自適應雷達對抗研究中的數據庫構建、模型訓練以及試驗驗證系統實現提供支撐。

2 動態數據庫平臺總體思路

動態數據可信數據庫能夠為自適應雷達對抗的關鍵技術提供快速、實時的后臺支撐，同時也可以動態存儲對抗過程中自適應雷達學習的知識、模型、參數等內容，是自適應雷達結果的最終體現。針對雷達輻射源，動態數據庫包括4個獨立類型的數據庫，即樣本庫、算法庫、模型庫、知識庫。

2 功能數據庫的構建

2.1 樣本庫

樣本庫基于雷達輻射源的原始信號波形數據，經過一定的預處理后，形成規則化表達的雷達信號樣本；同時，樣本庫可以對己方的干擾信號樣本進行存儲管理。樣本庫的具體設計方案是一種分層組織方式，如下圖所示：基本信息表存儲樣本的采集時間、采集地點、采集對象等信息；樣本數據表按照數據統一格式存儲每條樣本記錄。

圖1：可信數據擴充獲取系統組成

2.2 知識庫

自適應雷達電子對抗系統中的知識庫同樣是一種分層組織關系，上層數據表主要包括雷達信息表和干擾信息表兩大部分，雷達信息表包括：雷達編號、雷達類型、雷達工作狀態、相對威脅等級等，干擾信息表包括：干擾編號、干擾樣式，以及該干擾樣式所對應的目標雷達編號、狀態編號（由干擾策略生成算法得到）、干擾效果（由干擾效果在線評估得到）等；下層數據表分別存儲雷達波形和干擾波形的參數信息表，包括時域、頻域、空域和能量域參數。

2.3 模型庫

模型庫存儲智能算法在離線訓練階段生成的各種模型，包括模型編號、模型名稱、生成時間、存儲路徑、模型大小、模型參數（可動態更新），同時存儲與該模型對應的智能算法編號，方便算法運行時的動態調用。

2.4 算法庫

算法庫存儲自適應雷達雷達對抗系統閉環對抗所需的各種智能算法的基本信息，包括算法編號、算法名稱、程序存儲路徑，同時定義算法的輸入輸出參數并實時更新算法的性能評價結果。

3 動態數據庫建設實現方案

3.1 數據采集設備實施方案

數據采集設備可以基于標準化總線和接口、模塊化板卡板型進行設計，機箱可采用標準或定制化結構，設備組成如圖1所示。

目標輻射源射頻信號通過天線接收進入射頻通道板卡。射頻通道板卡對輸入信號進行濾波和放大，變本振及下變頻，輸出為覆蓋瞬時采集帶寬范圍的一路中頻信號。信號采集板卡采用直接高帶寬采樣、交織采樣方式對輸入高帶寬中頻信號進行采樣，將信號轉換到數字域，轉換結果原始數據通過內部高速數據接口輸出。

設備核心采集板卡采用VPX/OpenVPX標準、3U/6U通用化設計板型，可以采用模塊化、標準化方式快速搭建、重構系統。系統內模塊互聯主要采用PCIe Gen3總線標準。系統對外互聯采用10G光纖接口作為主數據接口。千兆以太網接口作為輔助數據接口以及實現設備遠程管控功能。

設備外結構具有嵌入式和顯控終端式等設備形態。嵌入式結構為標準機箱或專用機箱設計形式，由射頻通道板卡、信號采集板卡、數據接口/主控/預處理板卡和數據存儲板卡組成，可嵌入到標準機架或其他系統內部，在遠程管控下進行數據采集、記錄和輸出。

4 結論

本文提出了一種自適應雷達雷達數據庫平臺的設計方法，描述了自適應雷達雷達數據庫的總體設計思路，探討了大數據平臺建設方案，內容包括數據獲取途徑、數據采集規范、數據標注機制、數據存儲計算以及分布式數據管理平臺等內容。對動態數據庫的4個獨立類型的數據庫，即樣本庫、算法庫、模型庫、知識庫進行了詳細的說明與初步設計，最后提出了自適應雷達數據平臺的硬件建設方案。