随着电磁频谱成为现代战争的关键作战域之一，战场电磁频谱优势的争夺已成为决定战争胜败的关键技术手段。而面对当前日益复杂的电磁干扰环境以及不断升级的电子战手段，依靠固定发射体制和工作模式的传统雷达已经无力应对。
正因如此，一种能够通过与环境不断交互而理解环境并适应环境的闭环雷达系统——认知雷达，就成为了未来雷达发展的重要方向之一 。
什么是认知雷达？
早先就有生物学家研究发现，蝙蝠的回声定位系统具有很高的认知性，它可以在目标跟踪的不同阶段改变发射声波脉冲的参数。比如在搜索时，蝙蝠会使用低频、长周期的声波搜寻目标。而当有目标出现时，蝙蝠会改用频率较高，周期较短的声波对目标进行识别，估计目标的方位和飞行速度。
受此启发，国际著名信号处理专家 Simon Haykin 在2006年首次提出了认知雷达的概念。一种能够通过与环境不断交互而理解环境并适应环境的闭环雷达系统——认知雷达，由此而来。
今天，认知雷达作为一种智能雷达，也成为了公认的未来雷达。
认知技术是认知雷达的核心，也是其与其他雷达相比最大的区别。而要想让雷达具备认知能力，就必须将自适应扩展到发射机，通过发射和接收电磁波来感知环境，利用与环境不断交互得到的信息，结合先验知识与推理，实时调整接收机和发射机的参数，从而应对复杂变化并提高探测性能。
传统雷达的发射波形与环境无关，在发射过程中没有利用到任何接收的信息反馈到发射端，雷达每次发射的都是提前预设的波形。
认知雷达闭环反馈结构
而从认知雷达系统的闭环反馈结构可以看出，认知雷达发射端每次都会根据获取的信息来改变发射波形，用以实现和环境的最优匹配。
总结来说，认知雷达的工作模式不是执行某种预设的方案，而是采用自适应算法智能的选择波形参数从而适应射频环境。
能够从环境交互中学习并改进，就是认知雷达与传统雷达最大的区别。
认知雷达该如何训练？
在设计传统雷达时，工程师们通常会用数学模型对雷达和其所处的环境进行建模。但是，即便再完美的数学模型也无法完全复制真实环境的所有特征。
与传统雷达相比，认知雷达更多依靠的是在环境交互中不断学习而积累下的知识库，而非固定的数学模型。
复杂电磁环境中的认知雷达
认知雷达通过深度学习算法从环境中获取数据，比如哪种波形探测效果更好、哪种频率探测的更远、哪种波形更不易被侦察、甚至针对不同的干扰技术应当采用哪种抗干扰策略等等。
通过处理这些数据，决定什么样的配置能够带来最佳的探测效果。而认知雷达的关键特征就在于它能够随着时间的推移不断优化”感知——行动循环“之间的过程，这就是认知雷达的训练。
当然，任何认知雷达在投入使用之前都需要完成初始的训练，以便积累先验知识库，也就是所谓的经验。这些先验知识将为认知雷达后续的学习提高提供基础性的指导，也是认知雷达训练中最为核心的第一课。
当训练完成，认知雷达就可以基于先验知识库自动调整必要的参数来维持高效率的探测工作，无论雷达处于什么环境。
如何搭建认知雷达的训练平台？
立思方针对于认知雷达抗干扰训练搭建了一套雷达对抗半实物训练平台。
训练平台主要通过雷达半实物仿真单元与干扰机半实物仿真单元的交互，为认知雷达的训练提供训练场景与训练数据。
雷达对抗半实物训练平台架构
在设定的场景下，雷达半实物仿真单元与干扰机半实物仿真单元会进行射频信号级的对抗博弈。并且，多台干扰机还可以与目标模拟器灵活组合生成多种干扰模式，包括自卫干扰、支援干扰、随队干扰等。
经过典型场景的数据训练后，用户的认知模型还可在推理模式下，接入测试场景来对雷达抗干扰策略进行验证。
雷达、目标及干扰机系统架构
训练平台主要由立思方自研的弦丰®软件平台、PXI机箱及PXI模块、高性能主机共同组成。其中，雷达仿真系统支持生成脉冲多普勒、频率捷变、脉冲连续波、连续波、线性/非线性调频、相位编码等信号样式，并支持用户自定义波形导入。
而干扰机系统支持窄带瞄准干扰、宽带阻塞干扰、扫频噪声干扰、梳状谱噪声干扰、杂乱脉冲干扰等压制干扰功能；支持距离-速度波门拖引干扰、密集假目标干扰、独立可控假目标、间歇性采样转发干扰、脉冲延时叠加干扰等欺骗干扰功能。此外，系统也支持侦察中间数据的导出，包括PDW信息、侦察分选结果等。
雷达仿真系统显控界面
干扰机仿真系统显控界面
仿真控制系统主界面
值得一提的是，雷达仿真系统除了能够模拟雷达的工作流程，还具备完整开放的API编程接口，便于用户借助该系统的高性能计算单元进行智能数据处理。
同时，系统支持将数据导出到不同的开发工具中，也支持从其它开发工具中导入，如C/C++、Python、MATLAB、LabVIEW等，用户可以利用合适的工具进一步开发智能信息处理技术，例如：智能杂波抑制 ，智能抗干扰，智能目标识别，智能资源分配与调度等。
软件化射频，赋能认知雷达发展
当前，认知雷达作为一个崭新的发展方向，尚处于“幼年”阶段，国内外对于认知雷达的研究都处在起步阶段，认知雷达的实际装备尚未见诸于报道。
在此背景下，建设针对于认知雷达训练的测试仿真系统平台，对于认知雷达的技术研究和原型验证来说至关重要。
立思方深耕于软件化综合射频系统多年，凭借可重构的射频模块与系统、低成本与高可用兼顾的产品体系，能够快速有效满足用户需求的同时，又可把控系统的搭建成本。
未来，立思方期待与用户携手，进一步推动认知雷达的测试验证平台的建设与发展，应对未来电磁频谱战的全新挑战。
