本技術(shù)涉及電子探測,尤其涉及一種電子偵察系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
1、在現(xiàn)代通信和電子對抗領(lǐng)域,輻射源的信號檢測、識別和測向技術(shù)具有極其重要的應(yīng)用價值。信號檢測是通信和電子偵察領(lǐng)域的基礎(chǔ)任務(wù),負(fù)責(zé)從復(fù)雜的電磁環(huán)境中捕捉輻射源信號的存在跡象。信號識別則是在檢測的基礎(chǔ)上,深入分析信號特征,對信號進(jìn)行精準(zhǔn)分類,二者在復(fù)雜電磁環(huán)境中為信號的初步篩選和精準(zhǔn)分類提供了關(guān)鍵支持。輻射源測向在電子偵察、無線電管理、非合作通信等場景中發(fā)揮著不可或缺的作用。例如,在電子偵察中,通過對輻射源的測向和識別,可以獲取敵方雷達(dá)、通信設(shè)備等的技術(shù)參數(shù)、地理位置和威脅程度,為戰(zhàn)術(shù)決策提供關(guān)鍵信息。
2、現(xiàn)有技術(shù)中,多數(shù)僅能實現(xiàn)檢測、識別或測向中的某一項任務(wù),或者將其中兩項相結(jié)合。這主要是因為多源信號干擾、信號強度大幅變化以及信號頻率的高度復(fù)雜性,使單一的處理流程難以同時兼顧信號檢測、識別及測向的準(zhǔn)確性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本技術(shù)采用如下的技術(shù)方案:
2、第一方面,本技術(shù)提供的一種電子偵察系統(tǒng),所述電子偵察系統(tǒng)包括:
3、射頻模塊,被配置為用于多路采集輻射源發(fā)出的信號;
4、特征提取模塊,被配置為對采集的每路信號進(jìn)行特征提取,分別獲得各路信號的全局特征和局部特征;
5、信號處理模塊,包括與采集信號的路數(shù)對應(yīng)的信號處理通道,任一所述信號處理通道包括:
6、第一交叉注意力層,包括兩個權(quán)重共享的多頭注意力單元,其中,第一多頭注意力單元的查詢輸入為所述局部特征,鍵輸入和值輸入為所述全局特征,第二多頭注意力單元的查詢輸入為所述全局特征,鍵輸入和值輸入為所述局部特征;
7、特征拼接層,包括兩個特征拼接單元,所述特征拼接單元被配置為分別對所述第一多頭注意力單元和所述第二多頭注意力單元的輸出進(jìn)行拼接整合,獲得第一拼接特征和第二拼接特征;
8、第一歸一化層,包括第一歸一化單元和第二歸一化單元,被配置為分別對兩個所述特征拼接單元的輸出進(jìn)行層歸一化處理;
9、第二歸一化層,包括第三歸一化單元和第四歸一化單元,所述第三歸一化單元的輸入端通過全連接層與所述第一歸一化單元的輸出端連接,并且,通過殘差連接的方式與所述第一歸一化單元的輸出端連接;所述第四歸一化單元的輸入端通過全連接層與所述第二歸一化單元的輸出端連接,并且,通過殘差連接的方式與所述第二歸一化單元的輸出端連接;
10、第二交叉注意力層,包括權(quán)重共享的第三多頭注意力單元和第四多頭注意力單元,第三多頭注意力單元的查詢輸入為所述第四歸一化單元的輸出,鍵輸入和值輸入為所述第三歸一化單元的輸出,第四多頭注意力單元的查詢輸入為所述第三歸一化單元的輸出,鍵輸入和值輸入為所述第四歸一化單元的輸出;
11、第二特征拼接層,對所述第二交叉注意力層的輸出進(jìn)行拼接整合,獲得第三拼接特征,所述信號處理模塊基于所述第三拼接特征進(jìn)行所述輻射源的信號檢測、識別和測向。
12、綜上,本技術(shù)提供的一種電子偵察系統(tǒng),采取多路并行對采集信號進(jìn)行特征提取,高效提取輻射源信號的全局特征和局部特征,并采用多條信號處理通道并行的處理架構(gòu),每個通道對應(yīng)一路信號的獨立處理流程,實現(xiàn)多路信號的高效并行處理,結(jié)合多頭注意力機制、共享權(quán)重設(shè)計、殘差連接及層歸一化等方法,實現(xiàn)對信號特征的準(zhǔn)確分析和完整融合,從而實現(xiàn)在多源信號干擾、信號強度變化大以及信號頻率復(fù)雜等情況下對輻射源信號的高效準(zhǔn)確處理,快速且精確完成對輻射源的信號檢測、識別和測向任務(wù)。
13、進(jìn)一步地,所述系統(tǒng)包括四個所述信號處理通道,所述信號處理模塊還包括相位差計算單元,所述相位差計算單元被配置為計算不同的信號處理通道的所述第三拼接特征之間的相位差,獲得輻射源測向結(jié)果。
14、進(jìn)一步地,所述系統(tǒng)包括四個所述信號處理通道,所述信號處理模塊還包括第一全連接層,所述第一全連接層被配置為將四個所述信號處理通道的第三拼接特征分別與預(yù)先設(shè)定的信號存在判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對,輸出是否存在信號的判斷結(jié)果。
15、進(jìn)一步地,所述系統(tǒng)包括四個所述信號處理通道,所述信號處理模塊還包括第二全連接層,所述第二全連接層被配置為將四個所述信號處理通道的第三拼接特征分別與已學(xué)習(xí)到的不同信號類型的特征進(jìn)行匹配和分類,輸出信號的調(diào)制類型。
16、進(jìn)一步地,所述特征提取模塊包括:
17、希爾伯特變換單元,被配置為對采集的每路信號進(jìn)行希爾伯特變換,獲得希爾伯特變換信號;
18、第一整合單元,被配置為將所述希爾伯特變換信號與采集的原始信號進(jìn)行拼接,獲得整合信號;
19、第一長短期記憶網(wǎng)絡(luò),被配置為對所述整合信號進(jìn)行特征提取,獲得所述全局特征。
20、進(jìn)一步地,所述特征提取模塊還包括:
21、滑動窗口切割單元,被配置為將所述整合信號分割成多個信號片段;
22、第二長短期記憶網(wǎng)絡(luò),被配置為對每一所述信號片段進(jìn)行特征提??;
23、第二整合單元,被配置為將所述第二長短期記憶網(wǎng)絡(luò)提取的特征進(jìn)行信號拼接,獲得所述局部特征。
24、第二方面,本技術(shù)還提供了一種電子偵察方法,所述方法包括:
25、多路采集輻射源發(fā)出的信號;
26、對采集的每路信號進(jìn)行特征提取,分別獲得各路信號的全局特征和局部特征;
27、多通道并行處理每路信號,任一信號處理通道通過兩個權(quán)重共享的多頭注意力單元對所述全局特征和局部特征進(jìn)行處理,其中,第一多頭注意力單元的查詢輸入為所述局部特征,鍵輸入和值輸入為所述全局特征,第二多頭注意力單元的查詢輸入為所述全局特征,鍵輸入和值輸入為所述局部特征;
28、通過特征拼接單元分別對所述第一多頭注意力單元和所述第二多頭注意力單元的輸出進(jìn)行拼接整合,獲得第一拼接特征和第二拼接特征;
29、通過第一歸一化單元和第二歸一化單元,分別對兩個所述特征拼接單元的輸出進(jìn)行層歸一化處理;
30、分別通過全連接層和殘差連接的方式,將所述第一歸一化單元的輸出傳遞至第三歸一化單元,將所述第二歸一化單元的輸出傳遞至第四歸一化單元,所述第三歸一化單元和所述第四歸一化單元分別對接收的信號進(jìn)行層歸一化處理;
31、通過權(quán)重共享的第三多頭注意力單元和第四多頭注意力單元,對所述第三歸一化單元和所述第四歸一化單元的輸出進(jìn)行加權(quán)融合,其中,第三多頭注意力單元的查詢輸入為所述第四歸一化單元的輸出,鍵輸入和值輸入為所述第三歸一化單元的輸出,第四多頭注意力單元的查詢輸入為所述第三歸一化單元的輸出,鍵輸入和值輸入為所述第四歸一化單元的輸出;
32、將所述第三多頭注意力單元和第四多頭注意力單元的輸出結(jié)果進(jìn)行拼接整合,獲得第三拼接特征,基于所述第三拼接特征進(jìn)行所述輻射源的信號檢測、識別和測向。
33、進(jìn)一步地,設(shè)置四個并行處理信號的信號處理通道,計算不同的信號處理通道的所述第三拼接特征之間的相位差,獲得輻射源測向結(jié)果。
34、進(jìn)一步地,對采集的每路信號進(jìn)行希爾伯特變換,獲得希爾伯特變換信號;
35、將所述希爾伯特變換信號與采集的原始信號進(jìn)行拼接,獲得整合信號;
36、采用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)對所述整合信號進(jìn)行特征提取,獲得所述全局特征。
37、進(jìn)一步地,將所述整合信號分割成多個信號片段;
38、采用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)對每一所述信號片段進(jìn)行特征提取;
39、將長短期記憶網(wǎng)絡(luò)提取的特征進(jìn)行信號拼接,獲得所述局部特征。