2018年第40卷第4期文章目次

董鹏曙 , 孟藏珍 , 刘浩 , 向龙

2018, 40(4):1-5.

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摘要:
针对外辐射源雷达探测范围采用隐式表达,常用的网格计算法计算繁复、不直观,不便于无源雷达探测使用的问题,文中在深入分析外辐射源雷达探测覆盖特性的基础上推导出了一种快速计算外辐射源雷达探测范围的方法,将外辐射源雷达探测范围隐式表达转换为显式表达式,计算简单,方便应用。该方法仅需要给定系统参数、雷达基线长度,即可方便获得外辐射源雷达探测范围,从而极大方便了雷达用户快速掌握雷达威力。仿真验证表明,文中方法与经典基于等信噪比曲线的方法计算结果完全一致,同时也证明了方法的有效性和科学性。

2 抗电子干扰体系探测资源管控预案设计

段艳红 , 丁建江 , 周芬 , 许红波

2018, 40(4):6-12.

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摘要:
针对有多雷达组成的体系级预警装备抗电子干扰难题,开展体系探测资源管控预案设计研究。基于灰靶理论,提出了一种体系探测资源管控预案设计的改进多时段灰靶决策算法。首先,结合灰靶技术和时段偏好模式多样性的特点;然后,针对现有预案设计指标权重主观赋值的随意性引入了客观赋权方法,建立了基于多时段灰靶决策的算法数学模型;最后,通过实例验证所提算法的有效性。实验结果表明,提出的算法具有客观性和可操作性,为设计智能化的预案提供了一种方法和手段。

3 一种天基雷达等距离环杂波仿真方法

杨晓超 , 王伟伟 , 张欣 , 李渝

2018, 40(4):13-17.

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摘要:
针对天基雷达相比机载雷达高度更高,在杂波仿真时不能按照平面模型假设,并且地球自转带来的影响不能忽略的特点,文中考虑了地球球体模型、地球自转的影响,提出一种可以计算出等距离杂波环的经纬度的方法,适用于仿真任意轨道的天基雷达等距离杂波环的回波。首先,通过投影与坐标变换的方法计算出等距离杂波环在地球惯性坐标系下的坐标;然后,考虑地球自转,计算出杂波点的多普勒频率;最后,根据雷达发射功率、天线方向图、系统损耗等雷达参数计算出杂波点的幅度,从而得到杂波的回波。仿真实验验证了该方法的有效性。

4 基于遗传算法的多相码设计及旁瓣抑制

肖靖 , 杨文军 , 齐无江

2018, 40(4):18-20.

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摘要:
由于信号波形的“随机性冶易于实现“捷变冶,多相码序列在一定程度上可以提高雷达系统的抗截获能力,在雷达系统中得到广泛应用。文中采用自适应遗传算法进行全局搜索来优化多相码设计,以获得主副瓣比接近理论最优的多相编码。针对小时带宽积相位编码信号高脉压副瓣的特点,提出基于迭代加权最小二乘算法的预失配滤波器设计方法,从而降低多相码序列的脉压副瓣并扩展多普勒容限。通过仿真分析,验证了该方法的可行性及有效性。

5 基于Keystone变换的雷达增程设计研究

李炳华 , 汪文英

2018, 40(4):21-26.

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摘要:
空间碎片目标、远距离空间目标、新型隐身目标等,具有雷达反射截面积小、距离远、运动速度快等特点,回波信号呈现信噪比低、目标跨距离单元走动等问题,常常超出现役雷达的探测能力。为了解决该问题,提升已装备雷达的综合探测能力,文中采用Keystone变换的方法对脉冲回波信号进行距离对齐处理,采用旁路的方法对现役雷达进行相应的改造,且不改变雷达原有功能,通过相参积累提高信噪比,从而达到雷达增程探测的目的。数值仿真和试验验证表明,该方法有效,且具有较强的工程应用价值。

6 基于双频虚拟互质阵列的均匀稀疏阵列DOA估计算法

张伟 , 刘畅 , 贾勇 , 石荣

2018, 40(4):27-30.

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摘要:
提出了一种利用双频工作模式解决均匀稀疏阵列波达方向角(DOA)估计的方法。对一个物理均匀稀疏阵列,引入一个合适的额外工作频率,通过优选阵元数量及阵元间距,构建一个虚拟稀疏阵列,使得虚拟阵元间距与相邻真实均匀稀疏阵列的阵元间距成互质关系;物理均匀稀疏阵列与虚拟阵列组合形成一个自由度更高的虚拟互质阵列,将两个频率的接收信号对应合并后进行相关处理,得到虚拟互质阵列的阵列流形相关矩阵;基于相关间隔与差协同阵阵元位置的一一对应关系,对虚拟相关矩阵进行矩阵增广实现DOA估计,能够获得更高的自由度,突破物理阵元数目对最大可分辨信源数目的限制。基于MUSIC 算法的仿真结果验证了算法的可行性。

7 一种强杂波背景下弱小目标长时间相参积累方法

汪文英 , 杨帆 , 郑玄玄

2018, 40(4):31-33.

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摘要:
伴随无人机技术的发展,低空慢速小目标面临杂波强和目标回波弱的问题,同时相控阵雷达需要兼顾空域警戒等多种任务,需要将弱小目标的多次观测信号进行积累检测。文中提出一种基于线性约束最小方差法(LCMV)稀疏基压缩感知(LCMV-CS)的相参积累技术,实现弱小目标多次观测信号片段相参积累,同时实现对强杂波的抑制处理。仿真条件不等间隔积累损失≤1 dB,解决常规FFT 相参积累栅瓣的问题,同时抑制强地物杂波40 dB,利用实录数据验证该方法可以有效抑制强杂波的同时提升目标信噪比。

8 结合方位空变补偿的大斜视SAR误差估计方法

张成 , 郭德明

2018, 40(4):34-38.

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摘要:
大斜视合成孔径雷达(SAR)成像中距离方位信号的强耦合性给成像处理带来困难,现有SAR成像算法常采用线性走动校正来降低其耦合性,该处理方法在一定程度上简化了后续成像处理的同时也带来方位相位空变问题。现有成像算法对方位相位空变校正均假设在无运动误差的理想条件下,未能考虑方位空变相位对运动误差估计的影响。针对该问题,文中首先从多角度详细分析了线性走动校正以及方位空变相位对方位运动误差估计的影响,提出一种结合方位空变相位补偿的大斜视SAR成像运动误差估计方法,保障了后续的成像处理、提升了整体成像质量。仿真和实测数据处理验证了该算法的有效性。

9 一种新的机载圆轨条带SAR成像方法

余慧

2018, 40(4):39-43.

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摘要:
圆轨条带合成孔径雷达(SAR)是近年来提出的一种新的SAR成像模式,与传统的直线轨迹条带SAR和凝视SAR存在相似之处,但也有其自身的很大区别。文中对圆轨条带SAR几何关系和成像原理进行了分析和推导,并结合机载平台的运动特性,提出了结合运动补偿的圆轨条带SAR成像算法,对运动误差的影响和成像性能进行了分析。最后,通过计算机仿真实验和实测数据处理验证了本文所提方法的可行性和有效性。

10 一种面向对象的时间序列极化SAR图像变化检测方法

郭威 , 钟能 , 杨祥立 , 张海剑 , 杨文

2018, 40(4):44-49.

[摘要](7612) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
提出了一种改进的时间序列极化合成孔径雷达(SAR)图像变化检测方法。该方法首先使用简单线性迭代聚类算法对时间序列极化SAR图像进行过分割,得到时间序列图像的超像素一致表达。然后对各个超像素进行时间序列上的任意双时相交叉变化检测,得到包含时间序列图像变化信息的变化检测矩阵。最后根据变化信息对图像在时间序列上进行平滑滤波并生成动态变化图,对地物变化情况进行分析。实验结果表明,文中方法能够有效地检测和分析时间序列极化SAR图像的变化情况。

11 基于DP-TBD 的不同分辨率传感器集中式异步融合算法

李洋漾 , 李雯 , 王经鹤 , 易伟 , 孔令讲

2018, 40(4):50-54.

[摘要](40340) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
主要运用检测前跟踪动态规划(DP-TBD)算法解决不同分辨率的多传感器多目标融合问题,提出了一种基于DP-TBD的不同分辨率的传感器集中式异步融合算法。该算法分为两步:第一步将不同分辨率的传感器取得的回波数据统一对齐到相同单元格尺寸的量测空间;第二步将具有不同采样间隔的传感器得到的量测数据按照时间顺序传送至融合中心进行集中式融合。接着,用动态规划检测前跟踪算法来处理所得到的数据,并且进行航迹恢复。同时,为了提高异步融合的有效性,文中还提出了一种基于变转移状态数的算法。仿真结果说明基于DP-TBD的集中式异步融合算法的有效性,并且和单个传感器的性能比较,该算法大大改善了目标跟踪的性能。

12 基于高斯-艾肯特滤波的机动目标跟踪算法

马健凯 , 姜秋喜 , 潘继飞 , 张坤

2018, 40(4):55-60.

[摘要](7071) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对交互式多模型(IMM)算法切换滤波模型缓慢、跟踪精度低甚至发散的问题,提出了在机动目标跟踪中使用的高斯-艾肯特滤波算法。首先,该算法确定观测模型和滤波模型集,分别构造量测方程组和滤波方程组,形成总体观测矩阵;然后,针对跟踪目标的非合作机动,提出使用卡方检验来检验滤波效果,并通过滤波控制算法实时调整滤波内存长度,使用高斯-艾肯特滤波对机动目标跟踪具有很强的灵活性,实现自适应跟踪;最后,在目标跟踪仿真中与三种改进模型集的卡尔曼滤波IMM算法进行对比验证,对两类算法进行了复杂度分析。仿真结果证明了高斯-艾肯特滤波算法的有效性,在无先验信息条件下拥有更高的跟踪精度。

13 子阵非周期排布对天线栅瓣抑制的研究

马静 , 王乃志

2018, 40(4):61-64.

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摘要:
为改善有源相控阵费效比,增大单元间距、减少有源通道数量是一种较好的设计方式,但是增大单元间距又会引入不必要的栅瓣。文中对几种易于工程化的子阵级非周期排布方法进行研究,考虑单元因子的影响后,仿真分析了合成方向图特性,比较了不同方法的栅瓣抑制效果。

14 一种机载平台轻量化米波阵列天线

刘小飞 , 张旭东 , 牛宝君

2018, 40(4):65-68.

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摘要:
在隐身武器为主要作战对象的现代化空天战争环境下,空天载预警探测系统的隐身目标探测能力已经成为空天雷达探测系统面临的急迫需求,同时,新型空天平台对装备的重量体积具有严苛的适装性要求。本文研究了一种适用于对载荷重量要求苛刻的无人机平台、临近空间平台和球艇平台探测系统的轻量化米波阵列天线,该天线采用槽线天线形式,结合轻量化的制造工艺,实现了阵列天线的高效率、高性能和一体化、轻型化特点的兼顾。

15 一种小型化宽带宽波束平面四臂螺旋天线

王德才 , 冯梅 , 陈波 , 付磊

2018, 40(4):69-72.

[摘要](7028) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
设计了一种GPS/北斗频段的小型化具有宽带宽波束宽轴比特性的平面四臂螺旋天线。该天线分为馈电网络和辐射体两个部分,馈电网络采用平行双线差分馈电,引入180 o相位差,从而减少了一级功分器,使馈电网络的平面尺寸减小一半;辐射体部分采用平面结构,每个天线臂采用倒F 形式,逆时针旋向印制在介质基板上,中间增加了空气层来增大天线的增益,这种平面结构大大降低了天线的高度。馈电网络的信号通过馈电金属柱传输至辐射体。通过电磁仿真软件Ansoft HFSS 仿真和优化,并制作了实物。测试结果表明:中心频率1. 57 GHz 处的相对带宽(VSWR<1. 5)达到12. 7% ,增益达到3. 38 dBi,俯仰面的半功率波瓣宽度为110 o,俯仰面的3 dB 轴比宽度为132 o,方位面的不圆度为0. 5 dB。

16 基于FPGA的超宽带波形设计及应用

蒋润良

2018, 40(4):73-76.

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摘要:
文中介绍了一种基于高速现场可编程门阵列(FPGA)加上高速数字模拟转化器(DAC)的超宽带任意波形产生的方法,详细阐述了数字上变频技术(DUC)、并行数控振荡器(NCO)和多相有限长单位脉冲响应(FIR)滤波器的原理,提出了基于多相FIR滤波和并行NCO结构的DUC实现方法。该方法最大的特点就是降低了运算速度,便于在FPGA内实现,从而可直接产生带宽大于1 GHz 的任意波形。最后介绍了该方法在工程中的应用,并给出了测试指标。此方法已广泛应用于各类宽带雷达上

17 相位调制表面雷达回波特性研究

冯德军 , 徐乐涛 , 张然 , 王俊杰

2018, 40(4):77-82.

[摘要](7320) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
作为一种新型的人工周期结构材料,相位调制表面(PSS)在雷达目标隐身方面有良好的应用。文中以线性调频信号为例,建立了回波模型并详细分析了其回波特性。首先,阐述了相位调制表面的基本工作原理,建立了雷达回波模型;然后,应用雷达信号模糊函数理论研究了回波的匹配滤波输出,分析了输出峰值点的幅度、相位及空间分布特性,推导了关键因素对滤波输出的影响;最后,进行了相应的仿真验证。结果表明,就对雷达系统的影响而言,相位调制表面具有与间歇采样转发干扰相似的效应,但同时它还具备一些有源方式难以比拟的优点,这使其可望在雷达对抗、目标特性控制等方面有良好的应用前景。

18 有源相控阵雷达功率孔径积测试技术研究

刘健 , 高洪青 , 王建刚

2018, 40(4):83-86.

[摘要](7420) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
有源相控阵雷达的发射具有分布式的特性,其发射系统功率孔径积的直接测量一直是工程中的难题。首先,介绍了一种雷达功率孔径积的测试原理、测试方法;其次,根据工程实际提出了直接法和比较法两种测试方法,并对两种方法的测试结果进行了比对;然后,给出了测试时波束法线对齐的逼近法流程、测试误差分析等;最后,通过对某型相控阵雷达的实际工程应用,进一步验证了测试方法的有效性。

19 大型相控阵雷达天线罩环控系统研究

王健 , 战栋栋 , 李莉

2018, 40(4):87-89.

[摘要](7439) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
介绍了大型相控阵雷达天线罩环控系统的重要性,以某地面大型相控阵雷达为研究对象,介绍了天线罩环控系统的指标要求、可行方案、设备构成,论述了环控系统控制策略,对天线罩内的温度场和流场进行了仿真,最终的试验测试与仿真结果一致,满足雷达对罩内空气温度和湿度的要求,为大型雷达天线罩内的环控系统的设计提供了一种可行方案。

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