國防科技大學(xué)電子科學(xué)學(xué)院智能感知系教授劉振團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行了上百次參數(shù)調(diào)試，推演實(shí)驗(yàn)、優(yōu)化信號(hào)……直到最后雷達(dá)顯示屏上實(shí)時(shí)變化的信號(hào)順利出現(xiàn)，模擬出的電子“假目標(biāo)”逼真度更高，“欺騙性”也更強(qiáng)。
《西游記》中，孫悟空拔一把毫毛就能變出千萬猴孫的“分身術(shù)”，是他能多次逢兇化吉的有力武器。如今，這種神奇的故事化作科研人員的靈感，為新質(zhì)戰(zhàn)斗力提升助上一臂之力?？萍既?qǐng)?bào)記者近日獲悉，國防科技大學(xué)電子科學(xué)學(xué)院智能感知系教授劉振，正在努力讓這神話般的情景照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
新理論模型讓“假目標(biāo)”更逼真
說起這個(gè)靈感，還要回到幾年前一次下部隊(duì)的調(diào)研。
一次，到軍隊(duì)某研究所調(diào)研時(shí)，劉振所在的團(tuán)隊(duì)了解到，傳統(tǒng)模擬電子“假目標(biāo)”在雷達(dá)顯示屏上就是一個(gè)點(diǎn)，而國外的雷達(dá)已經(jīng)具有高分辨成像能力，同時(shí)還在不斷升級(jí)換代。傳統(tǒng)的“假目標(biāo)”逐漸變得無法“以假亂真”，以往的戰(zhàn)場(chǎng)“欺騙”技術(shù)正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
戰(zhàn)場(chǎng)的需求，就是科研的方向。一個(gè)靈感被劉振團(tuán)隊(duì)瞬間捕捉——要是能做出多個(gè)跟目標(biāo)特性更像的電子“假目標(biāo)”，不就會(huì)讓對(duì)方雷達(dá)“摸不著頭腦”了嗎?
想法變成現(xiàn)實(shí)并非易事。在全新領(lǐng)域，沒有多少經(jīng)驗(yàn)可循，劉振只能帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員“摸著石頭過河”，一場(chǎng)艱苦而無聲的“戰(zhàn)斗”在實(shí)驗(yàn)室打響。
白天，他們鉚在實(shí)驗(yàn)室里做實(shí)驗(yàn)、模擬仿真、分析數(shù)據(jù);晚上，他們沉浸在理論推導(dǎo)、思考分析中。走出實(shí)驗(yàn)室，常常已是夜深人靜。
劉振發(fā)現(xiàn)，如果要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的精確模擬，每收到一個(gè)對(duì)方雷達(dá)脈沖，就要更新一次“假目標(biāo)”樣本。傳統(tǒng)做法是預(yù)先在芯片中存儲(chǔ)全部姿態(tài)的離散樣本，當(dāng)干擾系統(tǒng)工作時(shí)，每次更新需要估算出目標(biāo)的實(shí)時(shí)姿態(tài)，再從龐大的數(shù)據(jù)庫中挑選出已有樣本，但在處理大尺寸目標(biāo)時(shí)，這種方法會(huì)暴露出耗費(fèi)存儲(chǔ)資源多、精確度低的缺點(diǎn)。
一天，劉振下班回家，經(jīng)過小區(qū)時(shí)，看見兩個(gè)小孩正在玩打陀螺的游戲，一鞭抽過去，光滑地面上的陀螺便不斷飛旋。眼前這一幕讓他靈感乍現(xiàn)：目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)定好后，隨著時(shí)間變化，每個(gè)時(shí)刻目標(biāo)的空間狀態(tài)可以預(yù)先推算出來，在處理芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算時(shí)，能夠根據(jù)目標(biāo)初始狀態(tài)自主得到空間樣本，每當(dāng)收到雷達(dá)脈沖時(shí)，直接取出實(shí)時(shí)計(jì)算樣本，便可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)動(dòng)態(tài)模擬，以此建立起“時(shí)空自主模擬”理論模型。
經(jīng)過兩個(gè)月的刻苦攻關(guān)，一個(gè)新理論模型在電腦屏幕上橫空出世，利用這種模型產(chǎn)生的“假目標(biāo)”逼真度更高、運(yùn)算更簡(jiǎn)化、信號(hào)生成效率高，還能隨機(jī)應(yīng)變，為成功實(shí)現(xiàn)“欺騙”邁出了堅(jiān)實(shí)一步。
以創(chuàng)新解決電子模擬目標(biāo)技術(shù)瓶頸
有了好的思路，創(chuàng)新只是走了半途。為提高處理效率，劉振帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)框架、讀程序、寫代碼……
3個(gè)月后，他們成功在芯片中用軟件“搭建”起新的信號(hào)處理框架，提高了電子“假目標(biāo)”生成的靈活性和實(shí)時(shí)性。
勇于挑戰(zhàn)自我才能實(shí)現(xiàn)突破。一次，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)，原來的信號(hào)處理只考慮形狀，不考慮運(yùn)動(dòng)形態(tài)，會(huì)極大影響“欺騙”效果，而實(shí)際情況是飛機(jī)、導(dǎo)彈等目標(biāo)具有多種形狀和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)特征，比如直升機(jī)旋翼會(huì)飛行、螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)或微動(dòng)，導(dǎo)彈會(huì)進(jìn)動(dòng)等。如何在信號(hào)中體現(xiàn)出這些特征，在雷達(dá)顯示器上使其動(dòng)起來，又成為擺在劉振和團(tuán)隊(duì)面前的一道坎。
知難而上不言難，迎難而上不怕難。他們進(jìn)行了上百次參數(shù)調(diào)試，推演實(shí)驗(yàn)、優(yōu)化信號(hào)……終于，雷達(dá)顯示屏上實(shí)時(shí)變化的信號(hào)順利出現(xiàn)，模擬出的電子“假目標(biāo)”逼真度更高，“欺騙性”也更強(qiáng)。
從理論實(shí)現(xiàn)到硬件實(shí)現(xiàn)，一項(xiàng)項(xiàng)進(jìn)展，如同漫長(zhǎng)山路上的一個(gè)個(gè)里程碑。憑著扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和矢志創(chuàng)新的勁頭，他們把可模擬“假目標(biāo)”的數(shù)量和尺寸提高了2倍以上，為在戰(zhàn)場(chǎng)上演電子目標(biāo)“分身術(shù)”解決了技術(shù)瓶頸。
達(dá)到理論實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)后，劉振和團(tuán)隊(duì)又歷經(jīng)系統(tǒng)集成聯(lián)調(diào)、軟件測(cè)評(píng)、環(huán)境試驗(yàn)、電子對(duì)抗等多個(gè)階段，終于在去年10月完成型號(hào)定型，產(chǎn)品陸續(xù)批量生產(chǎn)并交付。
項(xiàng)目評(píng)審時(shí)，劉振團(tuán)隊(duì)攻克的項(xiàng)目，被幾位院士一致認(rèn)為“綜合技術(shù)水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)”“已應(yīng)用于多型干擾系統(tǒng)，對(duì)提升武器裝備戰(zhàn)斗力有重大作用，軍事效益顯著”。
未來戰(zhàn)場(chǎng)瞬息萬變，劉振說：“科研一線就是我的戰(zhàn)場(chǎng)，要像打仗一樣試驗(yàn)，把試驗(yàn)當(dāng)成打仗，修煉出更智能化的‘分身術(shù)’。”
