一种基于拉普拉斯金字塔重建和对抗性互惠点学习的雷达信号开放集解交织方法

《IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems》：A Radar Signal Open-Set Deinterleaving Method Based on Laplacian Pyramid Reconstruction and Adversarial Reciprocal Point Learning

雷达信号解交织研究提出PR-RPAD方法，结合拉普拉斯金字塔多分辨率特征融合与互相对抗生成网络，通过灰矩阵对称映射实现脉冲特征增强，利用开放集互相对抗点降低闭合集风险，有效区分已知与未知雷达源。

　　

摘要：

在复杂的电磁环境中，雷达信号解交织是一项具有挑战性的任务。本文提出了一种方法，利用基于拉普拉斯金字塔重建和互易点对抗解交织（PR-RPAD）的开放集解交织技术，准确地区分开放空间中的已知和未知雷达辐射源。首先，通过应用基于滑动窗口的灰度矩阵对称映射方法来实现截获的脉冲描述字的脉冲描述图（PDG）表示。其次，为了提高对各种雷达辐射源的脉冲描述信息的视觉表征效果，使用Otsu阈值-based图像增强技术来放大和增强PDG的边缘和纹理结构。接下来，提出了一种基于拉普拉斯金字塔的多分辨率特征重建与融合模型，该模型通过跳跃连接和乘法门实现从低分辨率特征到高分辨率特征的重建。最后引入了互易点的概念，以模拟开放空间环境，从而降低与已知雷达对抗时发生封闭集解交织的风险。为了提高模型对未知雷达的区分能力，并完成开放空间中雷达辐射源的准确解交织，采用了一种实例化的对抗增强方法来生成用于训练的混淆样本。与其它解交织技术（如序列差分直方图（SDIF）、脉冲重复间隔变换算法（PRI-Tran）、双向长短期记忆网络（BLSTM）、双向门控循环单元（BGRU）和扩张卷积网络（DCN）相比，PR-RPAD方法在封闭集解交织方面表现出更好的性能；同时，它也能在开放空间中实现解交织，这为在复杂电磁环境中的实际应用提供了极大的灵活性和潜力。

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引言

电子战最重要的组成部分之一是电子支援措施（ESM），它利用被动接收和信号处理技术来测量雷达辐射源的参数、识别其特性并评估其威胁[1]、[2]。ESM接收器接收到的雷达信号可以被视为由多种雷达脉冲序列组成的大致随机的脉冲流。只有通过将截获的重叠脉冲流分割成对应于不同辐射源的脉冲序列，才能确定辐射源的特性和对抗措施。雷达信号解交织（RSD）是指将重叠的脉冲流分割成对应于不同发射机的脉冲列的过程，如图1所示。图1。

RSD示意图。