认知雷达系统概念和体系架构研究

３０　航天电子对抗　第３Ｏ卷第２期　认知雷达系统概念和体系架构研究　江涛，王盛利　（南京电子技术研究所，江苏南京２１００３９）　摘要：　认知雷达作为一种全新的智能化雷达概念，可以有效提升雷达在复杂地理和电磁　环境中的探测性能，被认为是未来雷达发展的方向。针对认知的基本概念，探讨了认知雷达的　基本内涵和概念，并提出了层次化的知识体系和处理流程，给出了认知雷达的系统架构。　关键词：　认知雷达；层次化知识库；分层处理架构；系统架构　中图分类号：ＴＮ９７　文献标识码：Ａ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ａｎｄ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｎｇｉｔｉｖｅ　ｒａｄａｒ　Ｊｉａｎｇ　Ｔａｏ，Ｗａｎｇ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００３９，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｉｔｓ　ｈｉｇｈ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｏｂｊｅｃｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｉｎ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｒａｄａｒ，ａ　ｔｏｔａｌｌｙ　ｎｏｖｅｌ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｒａｄａｒ，ｉｓ　ｖｉｅｗｅｄ　ａｓ　ａ　ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒａｄａｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Ｆｏｃｕｓｉｎｇ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｆｕｎｄａｍｅｎｔａ１　ｅｌｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｒａｄａｒ　ｉｓ　ｅｘｐｌｏｒｉｎｇｅｄ．Ｔｈｅ　ｈｉｅｒａｒｃｈｙ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｒａｄａｒ　ａｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ　ｒａｄａｒ；ｈｉｅｒａｒｃｈｙ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｐｏｏｌ；ｈｉｅｒａｒｃｈｙ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｓｙｓｔｅｍ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　０　引言　雷达作为一种广泛应用于监视、跟踪和成像的遥　感系统，与其周围环境已成为一个紧密相连的整体。　实现“认知”概念中存在的不足，探讨认知雷达的系统　概念，并提出了认知雷达概念下的系统架构和处理　架构。　二十世纪七十年代起，自适应信号处理使得雷达初步　具备了适应环境、对抗干扰的能力。但是现代战争技　术的发展，使得传统基于数据的自适应算法和系统处　理架构，难以满足现代战争对雷达系统的需求。为应　对复杂地理和电磁环境对雷达探测性能的影响，美国　１　问题的提出　１．１　复杂环境给传统自适应处理带来的挑战　传统自适应信号处理中，大多假设信号在时间上　平稳，在空间上均匀，因此信号的统计特性可以由二阶　矩表征（如信号的方差或协方差矩阵等），从而产生了　空军研究实验室（ＡＦＲＬ）及其国防高级研究计划局　（ＤＡＲＰＡ）先后资助多项研究，从基于知识的雷达　（ＫＢ－Ｒａｄａｒ）［１］、知识辅助的传感器信号处理与专家推　理（Ｋａｓｓｐｅｒ）［２。”　到知识辅助雷达（ＫＡ—Ｒａｄａｒ）［４　］，随　包括ＣＦＡＲ、ＳＴＡＰ等一系列经典的自适应信号处理。　但是在实际环境中，平台的运动使得外界环境的　杂波特性均不具有平稳特性，从而导致上述处理算法　均存在性能的损失，甚至无法达到预期的效果。在此　着对先验信息使用的逐步精细化，雷达适应环境的能　力逐步提升。为了进一步使得雷达具有“环境自感知、　处理自适应、能力自提高”的能力，２００６年起，Ｓｉｍｏｎ　Ｈａｙｋｉｎ提出了认知雷达的概念［６　］。本文从“认知”的　基础上，提出了ＫＢ处理和ＫＡ处理概念，希望综合利　用ＧＩＳ、ＤＥＭ数据等先验信息和实时获取的数据，在　Ｂａｙｅｓ体系架构下，提升传统自适应信号处理的性能。　并在理论和实验中均取得了较好的效果［２。］。　概念出发，结合目前的雷达系统架构和处理流程，针对　但是如何从先验知识中提取所需要的先验信息、　并且完成与实时监测数据的融合，是传统信号处理算　法中缺失的部分；此外，如何根据外界环境的变化，动　态地选择相应的知识，同样是传统信号处理算法中无　法实现的功能。　收稿日期：２０１４—０１—１０；２０１４—０３—１０修回。　作者简介：江涛（１９８２一），男，高工，博士，主要研究方向为新型雷　达体制等。