پدافند الکترونیکی و سایبری (Jun 2023)
تشخیص چف از هدف با تعیین شکل موج بهینه در رادارهای شناختگر با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی
Abstract
استفاده از چف برای منحرف‌کردن رادار هدایت‌کننده موشک و یا جستجوگر موشک یک روش متداول و مؤثر دفاعی در شناورهای نظامی است. برای مقابله با این روش دفاعی، روش‌های تشخیص هدف از چف توسعه یافته‌اند که عموماً بر روی ویژگی‌های خاص از چف یا هدف تمرکز دارند. این ویژگی‌ها بایستی بتوانند در شرایط مختلف عملکردی رادار و یا شرایط محیطی مختلف که رفتار چف را تغییر می‌دهد، عملکرد مناسبی داشته باشند. اما یک ویژگی مؤثر و منحصر به فرد که بتواند در تمامی شرایط با دقت مناسب چف را از هدف تشخیص دهد وجود ندارد و ویژگی‌های متفاوت، در شرایط محیطی مختلف و یا پارامترهای کاری رادار مانند شکل موج‌های متفاوت، عملکرد یکسانی ندارند و عملکرد آنها تغییر می‌کند. در این مقاله با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، ساختاری برای تشخیص چف و هدف در یک رادار ارائه شده است که در شرایط محیطی و شکل موج‌های مختلف عملکرد بهتری نسبت به روش‌های موجود داشته و توانسته است دقت تشخیص هدف از چف را بهبود قابل توجهی داده و دقت مطلوبی را نتیجه دهد. هم چنین برای بهبود عملکرد رادار با رویکرد شناختی، شکل موج ارسالی آن در هر مرحله به طور بهینه انتخاب می‌شود و تغییر می‌کند. بدین منظور نیز از یک شبکه عصبی پسخور با لایه‌های LSTM استفاده شده است که وظیفه دارد با توجه به روند تغییرات محیط، شکل موج بهینه را پیشنهاد دهد. ساختار کلی روش پیشنهادی به این صورت است که ابتدا با استفاده از پیش‌پردازش بر روی داده‌های دریافتی رادار، ویژگی‌های متمایزکننده تقارن، پخش‌شدگی داپلر و AGCD از آن استخراج می‌شود که حاوی اطلاعات جداکننده چف و هدف از هم باشند. سپس برای حذف اثر نویز بر روی ویژگی‌ها از آستانه‌گذاری بر روی آنها استفاده می‌شود. در آخر، این ویژگی‌ها برای تشخیص درست چف از هدف وارد شبکه عصبی پیشخور با لایه‌های کاملاً متصل استفاده می‌شود. از طرفی در هر مرحله، با استفاده از شبکه پیشنهاد شکل موج، شکل موج بهینه برای لحظه بعدی انتخاب می‌شود و مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدین ترتیب ساختار پیشنهادی، ماشین هوشمندی است که علاوه بر تشخیص هدف از چف در هر لحظه، تعیین می‌کند در لحظه بعدی، شکل موج بهینه چه باشد. در انتها اثربخشی این روش در مقایسه با روش‌های پیشین، یعنی آستانه‌گذاری بر روی ویژگی‌های تقارن، داپلر و AGCD در تشخیص هدف از چف، بررسی می‌شود. مشاهده می‌شود که عملکرد سیستم پیشنهادی بهبود قابل توجهی را ایجاد نموده است.
