2018年第2期文章目次

段毅 , 谭贤四 , 曲智国 , 王进

2018, 40(2):1-6.

[摘要](5592) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对相控阵雷达事件调度方法通常基于固定时间窗,在面对高速高机动目标时存在跟踪精度较低、调度成功率不高的问题,文中利用可变时间窗对传统调度方法加以改进。首先,通过滑窗内残差大小变化预测下一时刻无时间偏移时残差大小;然后,计算时间偏移对残差的影响;最后,根据跟踪波门大小限制实时计算时间偏移取值范围,即时间窗的大小。并以X-51A 高速高机动目标为例,设置两种实战场景进行仿真,结果表明:与利用固定时间窗的调度方法相比,利用可变时间窗的事件调度方法能很好地提高跟踪精度与调度成功率。

2 基于目标优先级的跟踪波束调度方法研究

薛贞 , 张贞凯

2018, 40(2):7-11.

[摘要](5702) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对协方差控制的策略不满足雷达跟踪目标的实时性要求,文中采用协方差和目标威胁度联合控制的方法来研究关于相控阵雷达波束调度的问题,建立相控阵雷达波束分配的最优化模型。该模型利用目标的运动状态信息,包括目标距离、目标径向速度、加速度和航向,利用层次分析法确定目标威胁度,然后与目标跟踪协方差相结合进一步确定目标优先级,实现目标动态的搜索加跟踪模式(TAS)的波束调度。将该算法与传统的顺序波束调度方法进行比较,仿真结果表明该算法具有较高的时间利用效率,同时也具有较好跟踪性能。

3 一种用于双基地雷达的光纤相位同步技术

吴久涛 , 曹欣荣 , 陈亚伟

2018, 40(2):12-16.

[摘要](5498) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对收发分置雷达发射站和接收站之间频率基准的相位同步问题,理论分析了收发站之间的相位误差对雷达的性能影响,并提出一种基于光纤链路的相位同步技术。该技术提取往返光纤链路中引入的相位误差,并通过移相器对输出频率信号进行相位误差预补偿,实现了发射站和接收站的高精度的相位同步。20 km 往返光纤链路的实验结果表明该技术显著抑制了收发站之间的相位误差和噪声,可以有效减少相位误差带来的目标探测偏差。

4 一种多功能雷达中频模拟器设计及实现

郑灼洋 , 蔡文琦 , 胡军 , 江友平

2018, 40(2):17-23.

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

摘要:
雷达信号的数字化仿真与评估技术在雷达系统的设计过程中具有重要地位,文中论述了一种多功能雷达中频模拟器的设计及实现方法,该系统采用了直接数字合成(DDS)雷达信号产生技术,并通过模拟雷达单脉冲天线和、方位差、俯仰差的方式进行雷达回波信号、杂波信号的模拟,进行雷达运行过程的仿真,用于模拟雷达调试、性能评估和算法验证。

5 气象雷达抑制机场宽带杂波方法研究

王博

2018, 40(2):24-27.

[摘要](5767) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对机场区域内气象雷达回波信号中,直升机、螺旋桨飞机等旋转目标产生的杂波难以抑制的问题,文中提出了一种基于快时间维恒虚警处理雷达回波数据的方法。首先,分析了旋转目标产生的杂波和气象雷达回波信号的时频特性;然后,对雷达回波数据进行快慢时间维展开,并对快时间维进行恒虚警率处理,剔除杂波脉冲峰值,得到距离-多普勒域;最后,将距离-多普勒域数据中丢失的部分进行插值计算,比较抑制效果。仿真结果表明:该方法能较好地抑制旋转目标产生的宽带杂波。

6 最大化SINR 的MIMO 雷达发射协方差矩阵设计

吴磊 , 李小波 , 周青松 , 葛瑞星 , 焦传海

2018, 40(2):28-32.

[摘要](5478) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
对于由实际阵元功率放大器非线性特性引起的波形畸变问题,现有多输入多输出(MIMO)雷达发射协方差矩阵设计方法大都不能在解决的同时保证较高的输出信干噪比(SINR)。鉴于此,文中以最大化输出SINR 和保证MIMO 雷达高自由度为设计目标,结合二相编码(BPSK)波形满足恒模约束的特性,给出了一种满秩发射协方差矩阵,验证了提出的协方差矩阵可以用于生成BPSK 波形,并推导了其可获得的最大输出SINR。仿真结果表明,当干扰位置已知时,文中方法拥有较高的输出SINR,同时能够抑制更多的干扰。

7 基于DBN 的频率与相位编码信号快速调制识别方法

许程成 , 张剑云 , 黄健航 , 谌诗娃

2018, 40(2):33-39.

[摘要](5512) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为提升低信噪比条件下雷达/ 通信频率、相位编码信号调制识别性能,降低特征提取复杂度,提出了基于深度信念网络DBN(Deep Belief Network, DBN)以及快速特征提取的调制识别方法。结合快速傅里叶累加算法FAM(FFT Accumulation Method)算法,提出了将循环谱估计图像转化为有效可识别特征向量的提取算法;设计了用于编码信号调制识别的DBN 网络训练与识别框架。仿真结果表明,文中方法较传统方法具有更低的特征提取与预处理复杂度,提取的特征在几种典型编码调制模式信号中具有明显区分,DBN 训练识别框架对雷达/ 通信编码信号调制识别均具有可行性与有效性,在低信噪比条件下对无线电编码信号有更高的识别正确率。

8 一种基于MATLAB+正交上变频的模拟通信信号设计方法

江友平 , 胡军 , 蔡文琦 , 闵柏成

2018, 40(2):40-43.

[摘要](5597) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
文中提出了一种利用MATLAB 产生模拟通信信号的基带I/ Q 调制数据,通过FPGA+DAC 数字正交上变频来实现中频模拟通信信号产生的设计方法。该方法实现电路简单,不需要专门的模拟器件。通过该方法来实现模拟通信信号的产生,为构建更加复杂的电磁环境,实现雷达电子战和通信电子战领域的交织融合提供了有力保障,具有很强的实用价值。

9 二维干涉仪测向技术研究

刘满朝 , 刘乐

2018, 40(2):44-48.

[摘要](5318) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
首先介绍了相位干涉仪的算法原理,接着对二维干涉仪测向的数学方程进行推导。随后研究了影响二维干涉仪测向算法精度的限制性因素,包括入射角度、短基线和长基线的长度、虚拟基线、信噪比、阵列位置等。着重对解模糊正确概率和均方根误差进行了仿真。在分析各种限制性因素的基础上,文中提供了一个二维干涉仪测向技术的设计实例。针对设计实例的Matlab 仿真结果验证了设计的有效性,其测向均方根误差优于0. 9度。

10 基于改进的Cabor 原子结构的快速稀疏分解

欧国建 , 邓剑勋 , 刘松

2018, 40(2):49-52.

[摘要](5488) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对稀疏分解过完备字典中原子数量庞大导致稀疏分解计算复杂的缺点,文中提出了一种基于改进的Gabor 原子结构的快速稀疏分解。该稀疏分解根据Gabor 原子本身的特点,通过理论推导,证明了位移因子和频率因子的变化会导致Gabor 原子本身相位的变化,其变化范围包含了Gabor 原子相位因子的变化。所以它的相位因子在稀疏分解中可以不用考虑,从而减少了计算量,提高了稀疏分解速度。仿真结果表明,对比采用没有去掉相位因子的Gabor 原子构建的过完备字典,基于改进的Gabor 原子结构的稀疏分解速度提高了11. 7 倍,并且该算法没有智能计算的随机性缺陷。

11 基于FEKO 隐身飞机目标建模及探测仿真研究

袁俊超 , 张小宽 , 刘铭 , 崔清源

2018, 40(2):53-59.

[摘要](5588) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对商业电磁计算软件FEKO 具有多种数据导入接口的特点,首先利用Ansys 软件和Hypermesh 软件进行精细化建模,结合所建立的飞机模型选择合适的电磁计算方法仿真分析了典型隐身飞机目标F-22 的雷达散射截面(RCS)特性;然后,通过POSTFEKO 模块构建了目标的RCS 数据库;最后,从单基地雷达方程出发,分别从不同飞行高度、不同探测距离两个方面仿真计算了单基地雷达对隐身飞机目标F-22 的探测范围。该研究方法为建立军事目标特性数字化系统提供了理论分析和数据支撑。

12 RGPO 干扰下基于改进的IMM-PDAF 的机动目标跟踪技术

包守亮 , 程水英 , 许登荣

2018, 40(2):60-67.

[摘要](5645) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
研究了距离波门拖引(RGPO)干扰下杂波环境中机动单目标的跟踪问题,在建立RGPO 干扰条件下雷达量测模型的基础上,提出了一种RGPO 干扰下基于改进的交互多模型-概率数据关联算法(IMM-PDAF)的目标跟踪技术。该技术联合RGPO 鉴别与跟踪一体化。在干扰鉴别上,采用信号似然比预处理、角度研究了距离波门拖引(RGPO)干扰下杂波环境中机动单目标的跟踪问题,在建立RGPO 干扰条件下雷达量测模型的基础上,提出了一种RGPO 干扰下基于改进的交互多模型-概率数据关联算法(IMM-PDAF)的目标跟踪技术。该技术联合RGPO 鉴别与跟踪一体化。在干扰鉴别上,采用信号似然比预处理、角度检验以及m / n 逻辑检验方法。在跟踪算法方面,采用提出的基于量测功率特征的IMM-PDAF 算法,同时目标状态更新依据是否存在干扰采用不同的方法。若存在RGPO 干扰,则根据RGPO 假目标与真目标量测对的特点,采用提出的距离最近选择、角度数据压缩方法合成新量测对目标状态进行更新,若无RGPO 干扰,则综合功率和位置特征对所有量测进行加权更新目标状态。仿真结果表明,该技术不仅能有效剔除RGPO 干扰对跟踪算法带来的不良影响,而且具有良好的机动目标跟踪性能。检验以及m / n 逻辑检验方法。在跟踪算法方面,采用提出的基于量测功率特征的IMM-PDAF 算法,同时目标状态更新依据是否存在干扰采用不同的方法。若存在RGPO 干扰,则根据RGPO 假目标与真目标量测对的特点,采用提出的距离最近选择、角度数据压缩方法合成新量测对目标状态进行更新,若无RGPO 干扰,则综合功率和位置特征对所有量测进行加权更新目标状态。仿真结果表明,该技术不仅能有效剔除RGPO 干扰对跟踪算法带来的不良影响,而且具有良好的机动目标跟踪性能。

13 一种工作于1.6 GHz ~20 GHz 的高增益对跖Vivaldi 天线

赵丹 , 陈军 , 万发雨 , 于兵 , 李彬鸿

2018, 40(2):68-72.

[摘要](5463) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
设计了一款工作于1.6 GHz ~20 GHz 的高增益对跖Vivaldi 天线,该天线在常规对跖Vivaldi 天线的左右两端加载半椭圆贴片结构,改善低频驻波比特性,进而提高了天线的阻抗带宽;在天线主轴方向加载梯形基板,将天线表面电场约束在天线的主轴方向上,不但消除了天线增益峰值的偏移问题,而且提高了天线的增益值。实测结果表明:该天线在1. 6 GHz ~20 GHz 频段内电压驻波比小于2,增益为1. 5 dB ~11. 1 dB。此外,该天线增益峰值偏移现象得到明显抑制,具有辐射方向性好、增益高、交叉极化比小的优点。

14 一种基于紧耦合结构的超宽带天线阵列设计

陈常青 , 周志鹏 , 张金平

2018, 40(2):73-76.

[摘要](5463) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
设计了一种超宽带紧耦合天线阵列,该超宽带天线由两层印刷有偶极子单元的周期结构构成,上层互不相连的偶极子单元为寄生层,下层在E 面增加了强耦合结构的偶极子单元为辐射单元层。馈电网络由Marchaned 巴伦和宽带Wilkinson 功分器组成。仿真结果表明:天线法向辐射时在0.9 GHz ~4.8 GHz 内具有良好的阻抗匹配带宽(VSWR<2),在1 GHz ~4 GHz频段内可以实现E 面60度、H 面45度的扫描范围。该天线具有超带宽、大扫描角、轻薄化等特点,在超宽带小型化相控阵天线中有良好应用前景。

15 多联骨牌子阵天线阵列低副瓣综合

李怀康 , 李建新 , 邢英

2018, 40(2):77-79.

[摘要](5637) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
在大型阵列天线的设计中,应用不规则的多联骨牌子阵可以有效地抑制栅瓣,降低工程成本。在多联骨牌子阵划分阵列的基础上,文中通过遗传算法进行幅度和相位优化,对仿真结果进行对比和分析研究,实现了多联骨牌子阵天线阵列方向图的低副瓣性能和较高的口径效率。

16 宽带毫米波矢量调制器MMIC 设计

张大为 , 于洪喜

2018, 40(2):80-84.

[摘要](5347) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
矢量调制器由于在毫米波频段内具有的多级幅度和360^o相位控制的特点,在毫米波直接载波调制和相控阵雷达系统应用中具有十分重要的作用。文中采用平衡式矢量调制器结构,对影响该调制器宽带平衡响应的关键参数进行了分析。通过研究Lange 耦合器的耦合系数和均效应管开关管的尺寸对宽带平衡性能的影响,提出了一种宽带矢量调制器的设计方法。基于该设计方法,采用单片电路的实现方式,利用商用砷化镓70 nm mHEMT 工艺设计了一款工作在40 GHz ~80 GHz 的宽带毫米波矢量调制器微波单片集成电路。结果表明:在整个40 GHz 的带宽范围内,所设计的矢量调制器具有优于正负4^o的相位偏差和优于正负0. 4 dB 的幅度偏差。

17 雷达目标模拟器设计研究

李炳华

2018, 40(2):85-90.

[摘要](5669) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为解决在雷达信号处理机研制过程中缺乏作战场景和回波输入的问题,提出了高置信度的雷达目标回波信号和战场复杂电磁环境设计方法。通过分析弹道导弹目标发射、飞行工作流程,设计了相应的雷达模拟器系统构架,确立了雷达面临的作战场景和回波信号、噪声、杂波、干扰的模型。基于复杂场景规划,利用图形处理器(GPU)处理平台实时产生雷达信号,生成高置信度的复杂电磁环境回波输出。该雷达目标模拟器的研制可以解决雷达研制过程中接口、功能和性能验证问题,为雷达提供更加真实和完备的测试场景,加快雷达系统研制进度,提升雷达的综合性能测试能力,具有很强的工程应用价值。

18 基于时频图像Zernike 矩特征的欺骗干扰识别

杨兴宇 , 阮怀林

2018, 40(2):91-95.

[摘要](5564) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为了有效应对跟踪雷达的三种常见欺骗干扰,提出了一种基于平滑伪魏格纳-维尔分布时频图像的Zernike 矩特征的干扰识别方法。该方法对三种干扰下的雷达接收信号进行时频分析,运用数字图像处理技术对时频图像进行一系列的预处理后,通过Zernike 矩特征提取图像的细节特征组成特征向量进行分类识别。仿真实验证明:该方法有较高的识别率,特别是该方法受信噪比影响较小,能够有效降低噪声对干扰识别的影响,说明了采用图像识别方法对雷达欺骗干扰信号进行分类识别的可行性。通过与其他文献方法的比较,证明了该方法的优越性。

19 基于仿真技术的雷达软件测试

吴洁 , 赵国利 , 陈斯文 , 马康

2018, 40(2):96-99.

[摘要](5555) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
文中通过仿真技术,实现了一种雷达软件测试方法。搭建了基于仿真技术的雷达软件测试架构,将仿真信号注入雷达系统的不同部分实现不同模块的测试。重点研究雷达目标航路模拟及射频信号仿真,并针对性的测试雷达软件异常值、边界值、丢帧、大数据量等情况。该雷达仿真系统在实际雷达软件测试中应用,达到了预期效果。

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