认知电子战与自适应电子战异同研究

近年来，业界致力于研究各种电子系统中的认知能力。 认知理论在电子信息领域的应用经历从认知无线电、认知雷达到认知电子战的过程。 Mitola和Maguire在1999年发表的《认知无线电》一文中首次提出了认知无线电的概念。 2006年，Haykin在其发表的《认知雷达： 通往未来的道路》一文中提出了认知雷达的概念。 文章指出，认知雷达是一种动态系统，可根据作战环境调整和优化发射的波形，认知雷达系统具有以下三个关键特征： （1）接收器通过与环境交互，获得信息并反复学习； （2）发射器根据接收器传递的有关环境的信息进行调整； （3）反馈链路可同步协调和优化发射器和接收器的操作。 认知能力可以调整雷达的发射参数，例如脉冲宽度、脉冲重复间隔、功率和脉冲压缩技术，从而更有效地执行已分配的任务。

认知技术是下一代电子战系统的关键。美国空军科学顾问委员会于2016年开展了一项题为“应对电子战中的不确定或适应性威胁”的研究。这项研究指出，“不断增加的信号密度和可变的实时自适应波形模式将挑战空军系统在射频（RF）频谱中识别信号来源和意图的能力”。传统的电子战系统依赖于数据库和预先确定的对抗措施，缺乏实时识别和响应雷达的能力。因此，需要增强电子战系统的前端（电子支援（ES））和后端（电子攻击（EA）），从而可以通过电子支援提供准确的态势感知信息，并确定电子攻击干扰的时机和地点。

如图1所示，一个基本的认知电子战系统应该包括五个模块： 环境感知、智能信号表征、认知思维、动态知识库、以及反馈回路。 在该系统中，环境感知模块用于观察作战环境，根据周围环境优化处理程序。 智能信号表征模块进行模式识别，使用机器学习算法来评估敌方雷达发射的电磁频谱信号，并将其划分为已知或未知威胁。 认知思维模块的目标是根据接收器和发射器数据、用户输入数据和性能目标，获得最佳对抗措施。 动态知识库不仅包含环境、目标和其他信息，而且还包含最新的威胁信息。 反馈回路可实时调整传输参数以提高干扰能力。

图1 基本的认知电子战系统

本文提出了一种认知电子战系统架构，由环境感知、智能信号分析、认知思维、动态知识库以及智能反馈五个模块组成。图2为系统的功能框图。

图2 认知电子战系统的功能框图