نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

نشریه علمی پژوهش های نوین در سامانه های دفاع الکترونیکی

بررسی تأثیر عوامل مخرب در تشخیص نوع مدولاسیون PRI با استفاده از دو مدل DCNN با ساختار و روش یادگیری متفاوت: یک مطالعه موردی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه جنگ الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر، ایران
2 گروه مخابرات، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر، ایران.
3 گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علوم دریایی امام خمینی (ره)، نوشهر، ایران.
10.22034/joeds.2025.493522.1070
چکیده
خودکار‌سازی در محیط جنگ الکترونیک مدرن یک مسئله حیاتی در سامانه‌های شناسایی الکترونیکی به‌منظور تشخیص بلادرنگ و دقیق رادارهای تهدید است. یکی از مسائل کلیدی در این سامانه‌های هوشمند مدرن تشخیص مدولاسیون بازه تکرار پالس (PRI) هست. بااین‌حال، تشخیص مدولاسیون PRI به دلیل عوامل مخرب ازجمله پالس‌های ازدست‌رفته، پالس‌های ناخواسته و نقاط پرت بزرگ که منجر به دنباله نویزی الگوی تغییرات PRI می‌شوند در محیط واقعی چالش‌برانگیز هست. مقاله حاضر به بررسی اثرات عوامل مخرب بر تشخیص مدولاسیون PRI در سیگنال‌های راداری با استفاده از دو مدل شبکه‌ عصبی کانولوشنی VGG 16 و LeNet 5 با دو ساختار متفاوت می‌پردازد. مقاله از شبیه‌سازی‌های مبتنی بر محیط واقعی برای تولید داده‌ها استفاده می‌کند و عوامل مخرب را با درصدهای مختلف مدنظر قرار می‌دهد تعداد تصاویر حاصل با اعمال مجموع عوامل مخرب بر روی آن برای هر محدوده عوامل مخرب در نظر گرفته‌شده 30000 تصویر برای 6 نوع مدولاسیون رایج هست. سپس، مدل VGG 16 با استفاده از روش یادگیری انتقالی و مدل LeNet 5 با استفاده از روش آموزش از صفر، آموزش داده می‌شوند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد با افزایش درصد عوامل مخرب، دقت آموزش و آزمون مدل‌ها با مقدار قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. همچنین، تأثیرات عوامل مخرب بر عملکرد مدل‌ها بررسی‌شده و نتایج نشان داده‌اند که LeNet 5 نسبت به مخرب‌ها مقاوم‌تر هستند و دقت بیشتری را حفظ می‌کنند. درنهایت، این تجزیه‌وتحلیل نشان می‌دهد که برای انتخاب مدل مناسب برای سامانه‌های شناسایی الکترونیکی می‌بایست تغییرات ناشی از مخرب‌ها، با توجه به این عوامل فراهم شود و استراتژی‌های مناسبی اعمال گردد..
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the effect of destructive factors in the detection of PRI modulation type using two DCNN models with different structures and learning methods: a case study

نویسندگان English

seyed majid hasani azhdari 1
Mohammad Kazemirad 2
Mohammad Khishe 3
1 Department of Electronic Warfare, Faculty of Electrical Engineering, Imam Khomeini University of Marine Sciences, Nowshahr, Iran
2 Department of Telecommunications, Faculty of Electrical Engineering, Imam Khomeini University of Marine Sciences, Nowshahr, Iran.
3 Department of Electronics, Faculty of Electrical Engineering, Imam Khomeini University of Marine Sciences, Nowshahr, Iran.
چکیده English

Automation in the complex environment of modern electronic warfare is a critical and necessary issue in electronic identification and support systems to detect real-time and accurate threat radars. These systems search, discover, analyze, and identify the parameters of radar signals. One of the key issues in these modern innovative systems is pulse repetition interval (PRI) modulation detection. However, detecting PRI modulation is challenging in the real environment due to destructive factors such as missed pulses, unwanted pulses, and large outliers (caused by antenna scanning) that lead to a noisy sequence of PRI variation patterns. This article examines the effects of destructive factors on detecting PRI modulation in radar signals using two convolutional neural network models, VGG 16 and LeNet 5, with two different structures. The paper uses simulations based on the actual environment to generate data and consider malicious agents with various percentages. The number of images obtained by applying the sum of malicious agents on it for each range of malicious agents (with different percentages) considered is 30,000 images for 6 Modulation type is standard. Then, the VGG16 model is trained using the transfer learning method, and the LeNet 5 model is trained using the zero training method. The simulation results show that the accuracy of training and testing the models decreases significantly with the increase in the percentage of destructive factors. Also, destructive agents' effects on models' performance have been investigated. The results have shown that LeNet 5 is more resistant to malicious agents and maintains more accuracy. Finally, this analysis indicates that to choose the right model for electronic identification and support systems, the changes caused by malicious agents should be provided according to these factors, and appropriate strategies should be applied.

کلیدواژه‌ها English

pulse repetition interval
radar
deep convolutional neural network
transfer learning