【摘 要】
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高频外辐射源雷达(HFPBR)是一种被动接收非合作短波段辐射源信号以实现探测相应雷达目标的双/多基地雷达。由于采用了非合作发射源,HFPBR微弱目标信息提取面临着期望雷达目标回波被直达波和强多径回波(统称“杂波”)所掩盖的问题。针对这一问题,现有的基于传统信号处理的杂波抑制算法主要是由专业人员基于雷达目标回波与杂波在时、空或频等域上存在的差异性特征来设计和实现。近年来,随着人工智能技术的迅猛发展,
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高频外辐射源雷达(HFPBR)是一种被动接收非合作短波段辐射源信号以实现探测相应雷达目标的双/多基地雷达。由于采用了非合作发射源,HFPBR微弱目标信息提取面临着期望雷达目标回波被直达波和强多径回波(统称“杂波”)所掩盖的问题。针对这一问题,现有的基于传统信号处理的杂波抑制算法主要是由专业人员基于雷达目标回波与杂波在时、空或频等域上存在的差异性特征来设计和实现。近年来,随着人工智能技术的迅猛发展,以数据驱动为特征的深度学习被广泛应用于图像领域。借助于深度学习在数据高维特征深度挖掘和自动提取的优势,本文探究了基于循环一致性生成对抗网络(CycleGAN)及其改进型网络的HFPBR图像域杂波抑制方法。具体的研究内容如下:(1)从HFPBR的工作原理入手,阐述了HFPBR常用信号接收端、信号处理流程理及匹配滤波技术,着重分析了几种常见的传统杂波抑制算法及HFPBR的距离-多普勒(RD)谱图的获取原理,并研究了基于生成对抗网络的图像迁移相关基础知识,为将深度学习算法应用于HFPBR杂波抑制领域作铺垫。(2)针对传统杂波抑制算法耗费较多人力成本的问题,结合CycleGAN网络在图像迁移领域的巨大成功,提出利用CycleGAN网络自主学习HFPBR的RD谱图杂波抑制前后的特征映射关系,创新性的将传统杂波抑制信号处理问题转化成杂波抑制前后RD谱图的图像迁移问题,搭建了相应的的图像迁移网络模型,并基于实测数据集定性与定量地对比了该方法与传统算法,证明了该方法的有效性。(3)针对原始CycleGAN网络计算参数多、杂波抑制性能差等缺点,本文提出了采用密集卷积网络(Dense Net)取代原始CycleGAN网络中残差网络(Res Net),建立了基于密集卷积连接的生成器模型,分析了Dense Net网络在生成器中的具体工作原理,从网络生成的RD谱图质量和杂波抑制程度两方面对比了改进型算法的杂波抑制性能,并研究了密集卷积模块数量对网络性能的影响。
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