基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法及系统与流程

本申请涉及雷达、雷达优化，尤其涉及一种基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法及系统。

背景技术：

1、现代雷达需要在复杂多变的电磁环境中保持最优探测性能。雷达波形作为系统与环境的交互载体，其参数直接影响检测概率、分辨率等核心指标。

2、传统经验或固定规则库无法适应动态环境。现有自适应方法中，强化学习样本效率低，不适用于高保真仿真。贝叶斯优化虽样本高效，但面临两大难题：（1）波形参数空间含离散/整数变量，传统基于梯度的优化器无法直接使用；（2）存在峰均比papr、频谱掩模等可解析计算的工程约束，松弛或惩罚处理会引入误差。

3、现有技术的缺点以及不足包括：

4、环境适应性差：固定波形无法应对环境突变，规则库覆盖有限。

5、样本效率低：强化学习方法需数千次真实交互，不适用于高成本雷达仿真。

6、混合参数空间处理困难：波形设计常涉及离散/整数参数，现有贝叶斯优化方法对此支持不足。

7、解析约束处理缺失：papr、频谱掩模等工程硬约束在优化中未被有效处理。

8、实时性不足：若将贝叶斯优化直接部署于在线脉冲间优化，计算延迟难以满足雷达实时发射需求。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法及系统，用以提供一种样本高效、支持混合连续/离散参数空间、正确处理解析工程约束的雷达自适应波形设计方法。

2、本申请实施例提供一种基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，包括：

3、采集雷达工作环境的条件空间样本和波形参数空间样本，所述波形参数空间包含连续参数子集和离散参数子集；基于所述样本训练高斯过程回归模型作为代理模型，其中，针对所述连续参数子集采用径向基核函数构建第一协方差矩阵，针对所述离散参数子集采用基于克罗内克 delta 函数的分类核函数构建第二协方差矩阵，并将所述第一协方差矩阵与第二协方差矩阵进行乘积运算，得到混合核函数。

4、在预设环境条件的网格点上，基于带约束的贝叶斯优化算法，以最大化检测概率为目标，以解析工程约束定义波形参数空间的可行域，采用拒绝采样在所述可行域内采集初始可行样本，求解满足所述解析工程约束的最优波形参数，所述解析工程约束包括峰值平均功率比约束和频谱掩模约束，记录各网格点对应的最优波形参数及其索引；

5、获取当前雷达工作环境条件，根据记录的最优波形参数及其索引进行匹配，获取对应的目标波形参数，并将下发至波形发生器。

6、本申请实施例提供一种基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计系统，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法的步骤。

7、本申请实施例采用离线预计算、在线查表的分层架构：离线阶段利用高斯过程代理模型和带约束贝叶斯优化，针对典型环境条件网格完成波形参数寻优并生成索引，在线阶段雷达根据感知的环境条件直接调用匹配，满足微秒级实时响应要求。

8、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

1.一种基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，所述分类核函数定义为,其中，为克罗内克delta函数，当离散参数与属于同一类别时值为1，否则为0；和为通过学习得到的权重系数；

3.如权利要求1所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，基于带约束的贝叶斯优化算法，以最大化检测概率 为目标，求解满足预设解析工程约束的最优波形参数包括：

4.如权利要求3所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，所述可行性概率项由基于所述解析工程约束构建的指示函数，或，辅助高斯过程模型预测得到。

5.如权利要求3所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，基于带约束的贝叶斯优化算法，以最大化检测概率 为目标，求解满足预设解析工程约束的最优波形参数还包括采用拒绝采样法生成候选样本集：

6.如权利要求1所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，获取当前雷达工作环境条件，根据记录的最优波形参数及其索引进行匹配包括：

7.如权利要求1所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，还包括在线微调步骤：

8.如权利要求1所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法，其特征在于，所述连续参数子集包括线性调频信号的带宽、脉冲宽度及调频斜率中的一种或多种；

9.一种基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的基于条件效果映射与贝叶斯优化的雷达波形设计方法的步骤。