2017年第8期文章目次

李新胜

2017(8):1-4.

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摘要:
深空地基探测雷达是研究天体物理和深空探测的重要技术途径。文中介绍了它在深空探测研究中的起源和主要应用、国外发展的历史和现状、现存深空地基探测雷达的典型代表及其相应参数、研究成果等;简述了我国目前的能力条件和技术基础;分析了深空地基探测雷达的工作特点和其自身的特殊性,指出了深空地基探测雷达在发展中的一些关键技术和解决途径;最后,阐述了深空地基探测雷达未来的技术发展趋势,并结合目前的能力基础,提出了对我国未来发展深空地基探测雷达的意见或建议。

2 MIMO雷达技术发展综述

袁赛柏 , 金胜 , 朱天林

2017(8):5-8.

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摘要:
多输入多输出(MIMO)雷达是通过多个发射端发射特定波形,多个接收端接收各路散射信号并进行联合处理的新体制雷达系统。文中综述了MIMO雷达的技术发展历程,主要介绍了两种典型的MIMO雷达体制及MIMO雷达性能的优越性,总结了MIMO雷达关键技术和实验系统的研究进展,并对MIMO雷达的未来发展进行了思考和展望。

3 快速波束扫描检测技术在机载海面监视雷达中应用效能评估

徐艳国

2017(8):9-12.

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摘要:
机载海面监视雷达采用快速扫描和扫描间检测前跟踪相结合的技术进行强海杂波背景中慢速运动小目标检测。该技术对于长相关时间的“海尖峰冶可以达到较好的抑制效果,但在噪声区的检测威力会有一定程度的下降。首先,对不同扫描速度条件下杂波区检测性能得益进行了定量分析;然后,从三个方面对该技术在噪声区的的检测损失进行了评估;最后,综合杂波区检测得益和噪声区检测损失两个方面的因素,给出了机载海面监视雷达工作方式设置及组合应用的建议。相关研究对于机载海面监视雷达总体设计具有重要指导意义。

4 提高雷达软件可维护性的设计与实现

吕江涛 , 唐强 , 蒋轶

2017(8):13-16.

[摘要](5385) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
随着雷达技术的快速发展,雷达软件升级改造日益频繁,软件的可维护性成为衡量雷达软件质量的一项重要指标。文中围绕软件可维护性设计的七项评价标准,结合软件生命周期的各个阶段,系统全面地阐述雷达软件可维护性设计的具体技术措施,提出了综合运用开放式软件架构、软件中间件技术、构件化软件开发及管理、软件参数化设计、基于状态监测与诊断的实时重构技术以及界面软件可用性设计等方法,全面提高雷达软件的可维护性。

5 基于二阶Keystone变换的双站前视SAR成像算法

朱文贵 , 钟华 , 胡剑 , 张松

2017(8):17-21.

[摘要](5487) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
由于回波信号具有剧烈的二维耦合和距离徙动特性,相比传统的单站合成孔径雷达(SAR)而言,双站SAR数据的成像处理更具有挑战性,双站前视SAR则更是如此。由于没有解决距离徙动的空变性和高阶距离-方位耦合,导致目前现存的成像算法效果较差,成像范围也受到较大限制。针对上述问题,文中提出了一种基于二阶Keystone变换(KT)和改进的非线性调频变标(NLCS)方法的成像算法。首先,利用线性距离徙动矫正去除线性距离徙动和多普勒中心频率;然后,采用二阶KT来补偿距离弯曲;最后,采用改进的非线性调频变标方法用于均衡不同点目标方位空变的多普勒调频率。仿真结果证明了该算法的有效性。

6 分布式MIMO数字阵列雷达阵元优化配置

费太勇 , 谭贤四 , 张堃 , 王鹏 , 王红

2017(8):22-27.

[摘要](5731) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为了合理分配相参增益和空间分集增益在分布式多输入多输出(MIMO)数字阵列雷达系统中的比重,研究了其阵元的优化配置问题。首先,根据MIMO雷达信号模型将阵元配置问题转化为目标散射系数矩阵的分块划分问题;然后,依据子块内信号相参处理,子块间信号非相参处理的方式推导了似然比检测器;最后,分别从检测概率最大、探测距离最远和总的阵元数最少三个方面给出了阵元优化配置的表达式并进行了仿真分析。研究结果表明:应首先利用相参增益将回波信噪比提高到一定值后才能利用空间分集增益;分置接收天线比分置发射天线牺牲的相参增益少;当检测概率大于0.8时,分置两个收发共用的相控阵天线可使系统阵元总数最少,否则无需天线分置。

7 基于时间反转的路面下充水异质体检测

姚连明 , 欧阳缮 , 刘庆华 , 吕昌民 , 汪瑞

2017(8):28-31.

[摘要](5234) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
基于公路长期经受日晒、风雨等因素的侵蚀,使公路产生裂痕从而在下方形成积水,导致公路地基变形等问题。针对这一现象,提出了利用探地雷达结合时间反转算法对地下充水异质体进行检测的方法。首先,利用时间反转算法基本理论,通过多层介质下电磁波多次反射与透射修正格林函数,对得到的原始数据进行预处理,进而提高目标分辨率;最后,利用后向投影(BP)成像算法实现对地下充水异质体的检测。实测数据验证了理论的正确性。

8 基于认知型盲源分离的雷达主瓣干扰抑制技术研究

张池 , 王峰 , 马正颖

2017(8):32-36.

[摘要](5635) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
主瓣干扰抑制,相对于旁瓣干扰而言,缺少有效的对抗手段。基于认知原理,结合多重信号分类与恒虚警检测,提出了一种基于波束域四阶累积量的特征矩阵近似联合对角化(JADE)盲源分离算法,可以有效抑制主瓣干扰,并给出了不同信噪比条件下目标信号与干扰分离度的效果。该方法可有效实现目标与干扰的分离,具有良好的抗干扰性能。

9 面向高性能计算的多通道交织存储架构设计

何国强 , 汪智勇

2017(8):37-42.

[摘要](5461) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为解决雷达、电子对抗等高性能计算应用中的存储访问带宽瓶颈,文中设计了一种多通道交织的存储架构,通过存储通道间的地址交织映射和集中式调度器的拆分与重组,实现了多个物理存储通道的并发访问,成倍提高了访存带宽,并具有良好的可配置和可扩展特性。该设计充分利用市场现有成熟的单通道控制器技术,经济高效。为评估性能,以4通道存储系统为例,建立了周期精确的RTL模型及其仿真验证环境。测试结果显示,交织粒度在64 B~512 B内系统获得最优性能,该性能是目前广泛采用的独立多通道存储架构性能的约4倍。

10 最大互信息准则下的认知MIMO雷达波形设计

孙从易 , 郝天铎 , 崔琛 , 余剑

2017(8):43-48.

[摘要](5529) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对杂波背景下对认知多输入多输出(MIMO)雷达波形设计研究较少的问题,提出了一种基于最大互信息准则的波形设计方法。该方法结合一般认知雷达波形设计模型,以雷达发射功率作为约束条件,以最大化目标与接收回波间的互信息为目标,对认知MIMO雷达的波形设计问题进行建模,并采用卡尔曼滤波一步预测的方法对快速运动扩展目标的冲激响应进行预测,实现对目标的精准估计;同时,基于上述分析采用最大能量分配的方法进行波形设计。仿真实验表明,与传统的线性调频信号(LFM)相比,文中所提方法可以获得更多的信息量。

11 阵列单通道轮采式快速高精度定位算法

陈显舟 , 陈周 , 杨旭 , 白琳 , 方海

2017(8):49-53.

[摘要](5409) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
基于随机理论和多级维纳滤波(MSWF)思想,提出了一种均匀圆阵列单通道快速高精度测向定位算法。该算法只用一个接收通道,与多接收通道相比,在系统成本和复杂性方面具有显著的优势,并且避免了通道间幅相不一致导致算法性能下降的问题。该算法无需对阵列接收矩阵进行特征分解,减轻了星上处理器的运算负担,星上高精度测向定位的实时性得到保证。仿真实验验证了该算法的可行性和有效性。

12 一种高精度测角装置的设计及研究

陈亚峰 , 杜春江 , 施志勇

2017(8):54-57.

[摘要](5545) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为了解决大跨径、重载、高精度相控阵天线座的高精度角度测量问题,针对轮轨转台影响测角精度的各项误差项进行分析,设计了一套组合机构来消减主要误差,减少对角度测量精度的影响。该机构满足了大转台复杂转动中心的设计要求,同时,保证了测量的高精度。为验证组合机构的应用效果,专门设计了一套试验装置,试验装置采用圆光栅作为测角元件,通过试验测试验证,整个装置达到了3''的测角精度。

13 基于FEKO隐身飞机目标动态角闪烁特性实时仿真

袁俊超 , 张小宽 , 孙铭才 , 丁德文

2017(8):58-62.

[摘要](5415) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
角闪烁是现代防空制导武器的主要误差源。针对隐身飞机目标动态角闪烁外场测量难度大、耗时长、精度低的问题,提出了一种基于FEKO软件的雷达目标动态角闪烁特性的实时仿真方法。首先,对雷达坐标系和目标坐标系进行了坐标转换,获得了目标模型飞行随时间变化的方位角和俯仰角;然后,介绍了利用FEKO仿真计算目标动态角闪烁的方法及其步骤;最后,以隐身飞机目标为例,通过该方法仿真获得蛇形机动下的目标实时动态角闪烁特性。仿真结果表明:该方法能获得目标实时电场散射信息,进而计算出目标的角闪烁信息。该研究为防空制导武器抗诱偏、降低脱靶量等方面提供了理论分析和实验依据。

14 基于可调谐LC谐振回路的双频VCO

戚玉华 , 沈钊

2017(8):63-66.

[摘要](5447) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
采用嵌有交叉耦合晶体管对的LC谐振回路结构,利用其固有的多种振荡模式,设计了一款用于多标准射频收发器的压控振荡器(VCO)。该电路通过变容管开关偏置的作用,操作于高频串联谐振和低频并联谐振两个模式,并且输出的所有频率都与谐波无关。通过累积型MOS变容管的调谐作用对LC谐振回路的节点阻抗进行改变,实现振荡器在两个模式下的切换。基于TSMC 0. 18μm 1P6M CMOS工艺实现文中所提出的VCO,测试表明:该VCO的振荡频率为2.92 GHz~3.23GHz和7.31 GHz~8.2 GHz,该两个频带的相位噪声分别为-128.22 dBc/Hz@1 MHz和-123.2 dBc/Hz@1 MHz。

15 Sigma-Delta ADC数字抽取滤波器的设计和实现

吴俊杰 , 万川川 , 竺磊

2017(8):67-70.

[摘要](5549) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
数字抽取滤波器是Sigma-Delta(Σ-Δ)模数转换器(ADC)的重要组成部分,它负责撞鄄驻调制器输出信号的滤波和抽取。文中设计的数字抽取滤波器由级联积分梳状(CIC)滤波器、CIC补偿滤波器和半带滤波器组成。首先,介绍Σ-Δ ADC原理;然后,讨论数字抽取滤波器的原理及实现;接着,分别从MATLAB和Verilog实现验证抽取滤波器的功能;最后,通过测试实际芯片验证数字抽取滤波器的功能和性能,满足设计要求。

16 大动态范围增益可控固态放大器系统的实现

马福博 , 余振坤 , 葛园园

2017(8):71-74.

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摘要:
针对雷达发射多波束的需求,研制了一套基于氮化镓高电子迁移率晶体管三代半导体器件的增益可控固态放大器系统。描述了系统中微波放大模块、幅相控制和相位补偿的实现方案,分析了功率放大器栅极电压与放大器增益和输出信号相位的关系。通过幅相控制电路实现发射通道输出信号幅度和相位快速转换,满足发射多波束的需求。经试验验证,研制的大动态范围增益可控固态放大器系统,提高了效率和工作带宽,解决了传统发射多波束系统中的问题。

17 基于VPRSM和相对熵排序法的辐射源威胁评估

王红卫 , 张强 , 陈游

2017(8):75-80.

[摘要](5509) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
辐射源威胁评估属于多属性决策问题,逼近理想解排序(TOPSIS)法作为经典的多属性决策方法,在威胁评估中应用广泛,但TOPSIS存在人为设定权重和位于正、负理想点中垂线上的对象无法进行区分排序的问题。针对TOPSIS法的问题,提出了基于变精度粗糙集模型(VPRSM)和相对熵排序法的辐射源威胁评估方法。该方法首先基于VPRSM利用先验辐射源数据信息确定权重;然后,将相对熵引入TOPSIS法对其加以改进,通过相对熵排序法完成威胁评估。实例仿真验证了所提方法的有效性和适用性。

18 一种基于知识源的高保真机载雷达杂波仿真方法

张先义 , 于永

2017(8):81-83.

[摘要](5236) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
首先,介绍了美国空军研究实验室的高保真知识辅助的传感器信号处理和专家推理数据;然后,在分析空时自适应处理技术实际应用中面临的问题和现有杂波仿真方法不足的基础上,提出了一种基于数字地形分类数据的高保真机载相控阵雷达杂波数据仿真方法,通过数字地形分类数据导入相应的后向散射系数,反演雷达实际辐射时不同地物回波;同时,考虑实际的通道误差、天线方向图等因素,仿真得到信号级杂波数据。该数据与传统仿真方法相比具有更高的置信度,仿真结果验证了该方法的有效性。

19 基于频谱分析仪的雷达功放模块相位测试

刘新飞 , 李亚利 , 吴良华 , 卢战杰

2017(8):84-88.

[摘要](5569) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
文中提出了一种基于频谱分析仪的雷达功放模块相位测试方法,阐述了该方法的原理,详述了其在某航管二次雷达功放模块自动测试系统中的应用,并总结出移相器组选择、频谱分析仪设置、算法实现,以及相关射频转接头和参考线使用等要点。与矢量网络分析仪进行了对比测试,并从移相器精度、最小值所在状态偏差和测试条件三方面分析了结果差异。两种方法测试结果接近,但文中方法成本优势明显,是雷达功放模块相位测试的又一选择。

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