1 引言
傳統(tǒng)雷達(dá)主要按照預(yù)先設(shè)計(jì)設(shè)定的工作模式工作，基本不具備隨目標(biāo)和環(huán)境變化而自動(dòng)改變工作模式的能力，對(duì)目標(biāo)和環(huán)境的適應(yīng)能力不足。雖然自適應(yīng)信號(hào)處理技術(shù)在提升雷達(dá)反雜波、抗干擾等性能等方面得到了廣泛應(yīng)用，但由于自適應(yīng)信號(hào)處理要求被處理的信號(hào)滿足平穩(wěn)特性的理想條件才能獲得滿意的性能，因此實(shí)際作戰(zhàn)環(huán)境下特別是復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)條件下自適應(yīng)信號(hào)處理的作用也很有限。為滿足當(dāng)前特別是未來(lái)作戰(zhàn)需求，雷達(dá)體制和技術(shù)必須進(jìn)一步創(chuàng)新發(fā)展以不斷提升雷達(dá)的探測(cè)能力，才能適應(yīng)日益復(fù)雜的作戰(zhàn)環(huán)境。
信息化作戰(zhàn)條件下戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜多變，要求雷達(dá)必須能夠根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)要求和實(shí)際作戰(zhàn)環(huán)境“智能”地改變雷達(dá)工作模式、工作參數(shù)，自主地選擇對(duì)抗策略等。要做到這一切，必須在現(xiàn)有雷達(dá)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上為雷達(dá)增加“智能”功能，使雷達(dá)實(shí)現(xiàn)“智能化”?，F(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)和人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展和深度融合將為“智能化”雷達(dá)即智能雷達(dá)的發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐。
2 智能雷達(dá)基本概念
（1）人工智能技術(shù)
到目前為止，關(guān)于“智能”的定義和本質(zhì)仍是科學(xué)界正在努力探索研究尚未完全解決的問(wèn)題。從工程技術(shù)角度看，可以將智能理解為“獲取存儲(chǔ)知識(shí)并運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力”。其基本特征是：具有感知能力；具有記憶與思維能力；具有學(xué)習(xí)與自適應(yīng)能力；具有行為能力。而人工智能是一門研究機(jī)器智能的學(xué)科，即用人工的方法和技術(shù)，研究智能機(jī)器或智能系統(tǒng)來(lái)模仿、延伸和擴(kuò)展人的智能，實(shí)現(xiàn)智能行為。
人工智能是在計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、控制能、系統(tǒng)論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)等多種學(xué)科深入研究、相互滲透的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是一門綜合性很強(qiáng)的邊緣學(xué)科和前沿科學(xué)，也是一門新思想、新理論、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)的新興學(xué)科。人工智能自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)歷了60多年曲折的發(fā)展過(guò)程，已廣泛應(yīng)用于人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯暮芏喾矫?，并且在軍事領(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。目前，人工智能技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，人工智能在我國(guó)已得到國(guó)家和學(xué)術(shù)界高度關(guān)注，被寫入2017年政府工作報(bào)告。
（2）智能雷達(dá)基本概念
關(guān)于智能雷達(dá)的概念目前正在發(fā)展和形成過(guò)程中，對(duì)智能雷達(dá)的理解與認(rèn)識(shí)隨著研究的深入將會(huì)逐步深化，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外還沒有關(guān)于智能雷達(dá)的明確定義。我們認(rèn)為，對(duì)于智能雷達(dá)一般可以有廣義和狹義兩種理解，廣義理解認(rèn)為采用人工智能技術(shù)的雷達(dá)即是智能雷達(dá)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象可以是雷達(dá)的部分分系統(tǒng)或單個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)，也可以是多個(gè)雷達(dá)組成的雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)。狹義理解認(rèn)為智能雷達(dá)是“具有信息獲取、知識(shí)學(xué)習(xí)、自主推理和決策能力的雷達(dá)”，可以根據(jù)外部目標(biāo)、環(huán)境以及任務(wù)需求自主改變發(fā)射信號(hào)形式、工作模式、處理方式和資源分配，以獲得更好的目標(biāo)探測(cè)、跟蹤及識(shí)別性能。相對(duì)于廣義智能雷達(dá)來(lái)說(shuō)，狹義智能雷達(dá)是智能化程度更高的智能雷達(dá)。
從智能化覆蓋廣度考慮，可以認(rèn)為雷達(dá)部分分系統(tǒng)的智能化是智能雷達(dá)的初級(jí)形式，單個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)的智能化是智能雷達(dá)的中級(jí)形式，多個(gè)雷達(dá)組網(wǎng)系統(tǒng)的智能化是智能雷達(dá)的高級(jí)形式。從智能化應(yīng)用深度考慮，可以認(rèn)為基于數(shù)學(xué)規(guī)則的智能雷達(dá)是初級(jí)智能雷達(dá)，基于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的智能雷達(dá)是中級(jí)智能雷達(dá)，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能雷達(dá)是高級(jí)智能雷達(dá)。
智能雷達(dá)是現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)、人工智能技術(shù)、通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等在雷達(dá)系統(tǒng)上深度融合和綜合應(yīng)用的結(jié)果，是現(xiàn)代雷達(dá)發(fā)展的重要方向。
3 國(guó)內(nèi)外智能雷達(dá)發(fā)展概況及趨勢(shì)
（1）國(guó)外研究情況
上世紀(jì)末以來(lái)美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)一直致力于智能信號(hào)處理方面的研究,其早期的研究主要在專家系統(tǒng)恒虛警處理(ES CFAR),此后分別開展了基于知識(shí)的空時(shí)自適應(yīng)處理技術(shù)(KB STAP)和基于數(shù)字地圖信息的空時(shí)自適應(yīng)處理（KBMap-STAP）研究項(xiàng)目。美國(guó)AFRL和DARPA先后資助基于知識(shí)的雷達(dá)(KB-Radar)、知識(shí)輔助的傳感器信號(hào)處理與專家推理(KASSPER)、知識(shí)輔助雷達(dá)(KA-Radar)以及自治智能雷達(dá)系統(tǒng)（AIRS）等多項(xiàng)研究。2007年，美國(guó)DARPA還將KASSPER列為雷達(dá)技術(shù)的主攻方向之一。2015年，美國(guó)DARPA啟動(dòng)了“在競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下目標(biāo)識(shí)別與適應(yīng)”跟蹤雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別項(xiàng)目，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)提高非合作目標(biāo)識(shí)別能力。
1980-1990年代，Guerci在認(rèn)知無(wú)線電領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究，提出“匹配照射”概念，其實(shí)質(zhì)是對(duì)空間的照射功率進(jìn)行智能分配。1994年Kershaw和Evans提出通過(guò)增加從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的離線鏈接,使系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)閉環(huán)雷達(dá)反饋系統(tǒng)。2002年，由美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室、空間與導(dǎo)彈防御司令部以及海軍研究實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合組織成立了波形分集工作組，開展雷達(dá)智能發(fā)射技術(shù)的科研與實(shí)驗(yàn)工作，在頻率分集陣、時(shí)空編碼陣等方面取得重大突破。
2006年，加拿大Simon Haykin首次提出認(rèn)知雷達(dá)的概念，通過(guò)知識(shí)輔助和自適應(yīng)發(fā)射，能夠?qū)崿F(xiàn)與環(huán)境的不斷交互和學(xué)習(xí)，獲取環(huán)境的信息，結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)和推理，不斷地調(diào)整雷達(dá)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)參數(shù)，自適應(yīng)探測(cè)目標(biāo)。2007年，Guerci提出基于知識(shí)輔助的認(rèn)知雷達(dá)系統(tǒng)架構(gòu)。2013年，美國(guó)DARPA支持了雷達(dá)與通信共享頻譜（SSPARC）研究項(xiàng)目，以認(rèn)知無(wú)線電和認(rèn)知雷達(dá)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了通信與雷達(dá)互相傳遞頻譜使用情況，降低了雷達(dá)與通信的相互干擾。2016年，Greco將認(rèn)知雷達(dá)擴(kuò)展到被動(dòng)雷達(dá)。
此外，基于知識(shí)輔助的決策支持、性能評(píng)估、模擬訓(xùn)練、故障診斷技術(shù)等也是智能雷達(dá)技術(shù)研究的重要方面，而且很早就開始走向?qū)嵱没?991年美國(guó)國(guó)防部正式頒發(fā)了《綜合診斷》標(biāo)準(zhǔn)，作為提高新一代武器系統(tǒng)的戰(zhàn)備完好性、降低使用保障費(fèi)用的主要途徑，運(yùn)用人工智能技術(shù)的故障診斷已開始應(yīng)用于新研雷達(dá)系統(tǒng)。
總體來(lái)看，雖然國(guó)外很少提及“智能雷達(dá)”的概念，但在智能雷達(dá)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域開展了大量研究工作，技術(shù)成熟度不斷提升，諸多研究成果正處于實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的前夕，部分研究已經(jīng)走向?qū)嵱谩?/span>
（2）國(guó)內(nèi)研究情況
自2008年開始，國(guó)內(nèi)多家單位在認(rèn)知雷達(dá)領(lǐng)域開展了研究，在環(huán)境感知與描述、最優(yōu)化波形設(shè)計(jì)、自適應(yīng)信號(hào)處理等方面進(jìn)行了初步探索。目前國(guó)內(nèi)在智能雷達(dá)信息處理和雜波抑制技術(shù)等方面已經(jīng)具備一定的研究基礎(chǔ)，主要研究特點(diǎn)是結(jié)合MIMO雷達(dá)、認(rèn)知雷達(dá)、軟件化雷達(dá)等研究方向，重點(diǎn)在對(duì)目標(biāo)和環(huán)境數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上形成知識(shí)，并進(jìn)一步利用多波形優(yōu)化、自適應(yīng)處理和帶有反饋的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，提高雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)弱目標(biāo)的檢測(cè)性能、雜波抑制性能和雷達(dá)系統(tǒng)資源的利用效率。在智能雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究方面，國(guó)內(nèi)也有較為廣泛的研究基礎(chǔ)，包括利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)對(duì)雷達(dá)一維距離像結(jié)果的分類識(shí)別、SAR圖像的分類識(shí)別等。此外，國(guó)內(nèi)近年來(lái)也高度關(guān)注認(rèn)知電子戰(zhàn)，并開展了相關(guān)的初步研究工作，這在很大程度上推動(dòng)了雷達(dá)智能抗干擾技術(shù)的研究工作。
總體來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)在智能雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)跟進(jìn)并開展了部分研究，但在研究的系統(tǒng)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性等方面與國(guó)外相比還有較大差距，針對(duì)軍事應(yīng)用的智能雷達(dá)技術(shù)成熟度還不高，“智能雷達(dá)”的裝備概念、使用特征、系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)體系等尚未建立起來(lái)。
（3）智能雷達(dá)發(fā)展趨勢(shì)
深度智能化。隨著人工智能技術(shù)的走向深入和日趨成熟，雷達(dá)智能化程度勢(shì)必加深，目前基于數(shù)學(xué)規(guī)則的自適應(yīng)算法處理技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，雷達(dá)開始具備初級(jí)智能；未來(lái)采用深度學(xué)習(xí)的高級(jí)智能化雷達(dá)也將逐步出現(xiàn)。
廣泛實(shí)用化。猶如智能手機(jī)的出現(xiàn)使傳統(tǒng)手機(jī)很快銷聲匿跡一樣，智能雷達(dá)將在各種作戰(zhàn)平臺(tái)上廣泛實(shí)用化。認(rèn)知雷達(dá)與認(rèn)知電子戰(zhàn)如影隨形，在矛盾相生相克中不斷前進(jìn)，智能雷達(dá)技術(shù)體制本身也將通過(guò)不斷學(xué)習(xí)而逐漸發(fā)展成熟。
多功能集成化。智能常常意味著多能，隨著有源相控陣技術(shù)、數(shù)字陣列技術(shù)、軟件無(wú)線電技術(shù)等的不斷成熟，集防空、反導(dǎo)、反衛(wèi)等任務(wù)于一身，警戒、引導(dǎo)、目指、制導(dǎo)等功能于一體的多功能集成化智能雷達(dá)即將出現(xiàn)。
綜合射頻一體化。探測(cè)、偵察、干擾、通信、攻擊、管控、評(píng)估是未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的重要組成要素，但其底層技術(shù)機(jī)理極為相通相容。在未來(lái)強(qiáng)對(duì)抗條件和復(fù)雜電磁環(huán)境下，基于智能雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述綜合射頻一體化，將是軍事電子信息技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)。
自組織網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化無(wú)疑是未來(lái)雷達(dá)發(fā)展的一個(gè)重要方向，未來(lái)智能雷達(dá)自組織網(wǎng)絡(luò)可以有兩種形式：一種是分布式的，即每部雷達(dá)都具有較高的智能；另一種是集中式的，即設(shè)置一個(gè)中心基站，只需該基站雷達(dá)具有較高的智能。
4 智能雷達(dá)主要關(guān)鍵技術(shù)
智能雷達(dá)發(fā)展的目標(biāo)是使雷達(dá)具備智能化感知環(huán)境、處理信息、決策反應(yīng)、控制行動(dòng)等自主行為的能力，在推進(jìn)智能雷達(dá)由初級(jí)形式向高級(jí)形式發(fā)展、由初級(jí)智能向高級(jí)智能演進(jìn)的進(jìn)化過(guò)程中，當(dāng)前需重點(diǎn)突破以下智能雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)，以推動(dòng)智能雷達(dá)持續(xù)不斷向前發(fā)展。
（1）智能信息處理技術(shù)
針對(duì)隱身飛機(jī)等低雷達(dá)散射截面積目標(biāo)和復(fù)雜的地/海雜波環(huán)境，引入人工智能的技術(shù)思路，利用各種先驗(yàn)知識(shí)形成目標(biāo)和環(huán)境的知識(shí)庫(kù)，在不斷獲取目標(biāo)和環(huán)境特性信息的基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)、分析和判斷等過(guò)程，自主調(diào)整雷達(dá)系統(tǒng)的頻率、波形和能量等資源，提高對(duì)弱目標(biāo)的檢測(cè)和跟蹤性能。主要研究?jī)?nèi)容包括基于先驗(yàn)知識(shí)的目標(biāo)檢測(cè)跟蹤技術(shù)，雷達(dá)信息處理知識(shí)形成、規(guī)則提取和邏輯推理等技術(shù)。
（2）智能雜波抑制技術(shù)
針對(duì)機(jī)載預(yù)警雷達(dá)下視工作環(huán)境下雜波強(qiáng)、空時(shí)耦合性高的特點(diǎn)和難題，基于人工智能理論，通過(guò)不斷的知識(shí)積累和學(xué)習(xí)，形成雜波環(huán)境的先驗(yàn)知識(shí)，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)字陣列雷達(dá)多波形靈活發(fā)射技術(shù)，提高對(duì)雜波的抑制性能和復(fù)雜雜波環(huán)境下動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)性能。主要研究?jī)?nèi)容包括雜波環(huán)境感知和參數(shù)化表征技術(shù)，雷達(dá)發(fā)射方向圖和發(fā)射波形優(yōu)化技術(shù)等。
（3）智能抗干擾技術(shù)
針對(duì)電子戰(zhàn)環(huán)境下干擾信號(hào)非平穩(wěn)高動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)以及認(rèn)知電子戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展，采用人工智能理論和技術(shù)，在對(duì)電子戰(zhàn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，快速完成認(rèn)知和決策，并在時(shí)間、空間、頻率、波形、極化等多個(gè)維度上開展資源評(píng)估和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜干擾條件下的智能化博弈。主要研究?jī)?nèi)容包括干擾環(huán)境感知技術(shù)、抗干擾措施自動(dòng)優(yōu)化選取技術(shù)、抗干擾效果反饋和評(píng)估技術(shù)等。
（4）智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)
針對(duì)實(shí)際作戰(zhàn)環(huán)境下對(duì)目標(biāo)類型、屬性、數(shù)量等分類和識(shí)別要求，采用深度學(xué)習(xí)、支持向量機(jī)等機(jī)器學(xué)習(xí)理論和方法，完成目標(biāo)和環(huán)境特征提取和模式識(shí)別等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)非合作目標(biāo)的有效識(shí)別。主要研究?jī)?nèi)容包括基于深度網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)特征學(xué)習(xí)與識(shí)別方法、基于大數(shù)據(jù)小樣本的目標(biāo)分類識(shí)別方法、人機(jī)協(xié)同目標(biāo)識(shí)別方法等。
（5）智能資源分配與調(diào)度技術(shù)
針對(duì)雷達(dá)面臨的多種類目標(biāo)、真/假?gòu)楊^、有源/無(wú)源干擾等復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境，依靠人工智能等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景判別計(jì)算、快速智能決策和靈活資源分配，解決實(shí)時(shí)實(shí)施體系抗干擾、合理分配目標(biāo)跟蹤資源、有效實(shí)施重點(diǎn)目標(biāo)識(shí)別等復(fù)雜問(wèn)題，充分利用現(xiàn)有雷達(dá)資源提高雷達(dá)作戰(zhàn)效能。主要研究?jī)?nèi)容包括雷達(dá)資源智能動(dòng)態(tài)調(diào)度與任務(wù)規(guī)劃技術(shù)、雷達(dá)資源智能動(dòng)態(tài)重構(gòu)與實(shí)時(shí)評(píng)估技術(shù)等。
（6）智能多源數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)
針對(duì)預(yù)警作戰(zhàn)指揮決策能力提升需求，采用人工智能理論和方法，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)平時(shí)戰(zhàn)備值班、訓(xùn)練、試驗(yàn)中積累的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、分類、分析、解釋以累加描述數(shù)據(jù)中的信息，通過(guò)人工智能自適應(yīng)地學(xué)習(xí)不同來(lái)源的各類數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)信息，形成多維度的情報(bào)內(nèi)容，并通過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)、作戰(zhàn)進(jìn)行調(diào)整完善，以提升對(duì)預(yù)警作戰(zhàn)指揮決策的智能支持能力。主要研究?jī)?nèi)容包括基于多雷達(dá)數(shù)據(jù)的知識(shí)模型、知識(shí)獲取、知識(shí)組織等技術(shù)，基于知識(shí)的學(xué)習(xí)算法、推理分析等技術(shù)，以及分布式智能雷達(dá)網(wǎng)專家系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng)等。
5 結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前，雷達(dá)裝備和技術(shù)發(fā)展面臨許多重大挑戰(zhàn)，雷達(dá)的未來(lái)在哪里？未來(lái)雷達(dá)該如何發(fā)展等是擺在我們面前必須認(rèn)真思考和回答的問(wèn)題。雷達(dá)裝備和技術(shù)的發(fā)展決不能“閉關(guān)自守”，必須緊隨先進(jìn)技術(shù)發(fā)展潮流，融合新興技術(shù)，加快創(chuàng)新發(fā)展的步伐。人工智能是正在迅速發(fā)展的新興前沿科學(xué)，是繼三次工業(yè)革命后的又一次革命，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，自然語(yǔ)言理解、人機(jī)交互、智能決策控制等人工智能技術(shù)可能在雷達(dá)上有大的應(yīng)用突破。智能雷達(dá)是一個(gè)新的雷達(dá)系統(tǒng)概念，也是未來(lái)雷達(dá)技術(shù)發(fā)展的重要方向。雖然目前關(guān)于智能雷達(dá)的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟，并且智能雷達(dá)從工程實(shí)現(xiàn)上也會(huì)面臨許多巨大挑戰(zhàn)，但智能雷達(dá)未來(lái)的發(fā)展應(yīng)引起我們高度關(guān)注。適應(yīng)智能感知的發(fā)展趨勢(shì)，將雷達(dá)技術(shù)發(fā)展與人工智能技術(shù)發(fā)展深度融合，會(huì)使未來(lái)雷達(dá)變得更加智能，從而給雷達(dá)的未來(lái)帶來(lái)光明的前景。
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