2019年第41卷第8期文章目次

秦碧野 , 饶世钧 , 吉泽

2019, 41(8):1-6.

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摘要:
从未来信息化海上联合作战对舰载综合射频系统需求出发,在分析系统探测资源分配问题特征的基础上,明确资源分配基本思路,提出资源分配基本规则。在建立任务目标威胁判定评估模型和多传感器协同探测效能指数方程的基础上,构建以系统探测效能指数最优化为目标的资源分配模型,解决在战场态势突变情况下的舰载综合射频系统探测资源分配决策问题。实例仿真表明:该方法能够应对复杂战场环境态势变化,在方案调整迅速、资源分配实时、探测目标连续方面,满足实战需求。

2 D频段雷达传感器测距装置

焦丽 , 姚金杰 , 王闽 , 孙晓阳 , 李美兰

2019, 41(8):7-11.

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摘要:
针对其他各类传感器在极限条件下测距的局限性及微波雷达的全天候工作特点,提出了一种基于调频连续波(FMCW)工作方式的低功耗雷达测距装置。该装置功耗为500 mW,以120 GHz毫米波雷达传感器芯片为核心,使用STM32芯片进行控制及信号处理,基于ADF4169芯片完成所需的调频源输出。在对弱差频信号作滤波、放大、采集及频域处理后,通过上位机进行距离显示。实验结果表明:在1.5 m的单目标距离测试范围内,测距精度为3 cm。该系统的研究对推进D频段雷达传感器的实际应用具有重要价值。

3 FMECA在雷达软件工程中的应用

杨润亭 , 徐频频 , 仇芝

2019, 41(8):12-17.

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摘要:
在雷达软件开发时,需要把可靠性分析技术应用到软件开发中,识别软件故障模式,形成软件故障预防措施。文中主要研究如何在雷达软件需求开发和设计中使用可靠性分析技术,并以雷达系统中典型软件为例提出在软件工程过程中实施功能故障模式、影响及危害性分析(FMECA)和软件FMECA的技术途径。

4 基于Zoom-FFT改进DFT的辐射源信号载频频偏估计

李天琪 , 张玉 , 胡进 , 唐波

2019, 41(8):18-22.

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摘要:
为了研究辐射源的细微特征分析,针对目前主流的几种离散傅里叶变换(DFT)频偏估计算法分析载频频偏精度不够高的问题,提出一种基于细化快速傅里叶变换(Zoo-鄄FFT)的改进DFT算法。该算法先对离散采样的信号采用Candan算法进行粗估计,再将频谱峰值周围的频段进行细化放大,然后利用2N点DFT算法对残余频率精细估计。该算法综合了上述两种算法的优点,能够在适当信噪比环境下达到很好的估计精度。文中以二次雷达信号为研究对象,仿真分析验证了算法的可行性与有效性。

5 基于CSI-MD的地面动目标聚焦成像技术

聂松 , 郝明 , 庄龙 , 刘颖

2019, 41(8):23-28.

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摘要:
对于合成孔径雷达(SAR)图像,地面静止场景中同时存在运动目标;由于其运动参数未知,动目标在SAR图像上呈现方位向偏移和散焦;而在高分辨条件下,运动目标更可能会存在跨距离单元徙动现象,从而影响运动目标的聚焦成像。文中结合多通道合成孔径雷达-地面动目标显示技术,提出了基于杂波抑制干涉(CSI)和子视图相关法(MD)的动目标聚焦成像技术。该方法结合多通道SAR图像信息,在CSI抑制杂波后进行动目标检测,根据动目标散焦范围挑出包含动目标的区域;然后,用MD算法估计动目标所在距离单元的方位调频率,重新设计方位匹配滤波函数,对该区域内散焦的运动目标聚焦成像。仿真数据和实测数据的处理结果均证明了该方法能较好地实现动目标的聚焦成像。

6 基于空时二维协方差矩阵修正的波束形成算法

岳鹏飞 , 张伟 , 赵兰普 , 王剑

2019, 41(8):29-32.

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摘要:
在实际应用环境中,信源和阵列传感器等存在误差,假设期望信号的导向矢量与真实信源导向矢量的失配会导致阵列波束形成器把期望信号当作干扰来加以抑制。针对信号匹配误差导致自适应波束形成性能下降的问题,提出了一种基于空时二维协方差矩阵修正的波束形成算法,利用空时结构对宽带幅相误差校正的特性,对空时二维协方差矩阵进行重构,并对修正协方差矩阵进行特征值分解,分离出信号加干扰子空间,将失配导向矢量投影可使期望信号与噪声子空间严格正交,最后求解算法最优权值。算法有效改善了波束形成的输出信噪比,计算机仿真验证了理论分析的正确性和算法的稳健性。

7 多脉冲串步进频率信号相位斜率测速技术

王其冲 , 马超 , 徐文韬

2019, 41(8):33-37.

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摘要:
研究了基于步进频率波形的相推测速技术,建立了空间目标宽带步进频率雷达回波信号仿真模型,提出了多脉冲串步进频率信号相位斜率运动参数估计方法,考虑了目标本身的电磁散射特性和微动对算法估计性能的影响。在低信噪比情况下,结合恒虚警率检测与形态学滤波技术能够对噪声进行有效抑制,提高了算法的鲁棒性和测速精度。

8 时差无源定位测高性能分析

李品 , 窦泽华

2019, 41(8):38-40.

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摘要:
现代战争反辐射导弹对有源定位系统的生存提出了严重挑战,无源定位系统发挥越来越重要的作用,定位精度是无源定位系统的重要指标,特别是高度测量精度。文中对时差无源定位系统中目标高度测量模型进行分析,结合斜距估计模型的模糊解问题,给出目标在不同高度对应的不模糊斜离解析解的取值准则,基于仿真模型验证准则的有效性,可大幅提升无源定位系统远距离定位精度;最后,文中无源定位系统高程“拐点冶给出测高精度与目标高度和距离的关系,具有较高的工程价值。

9 GM-PHD雷达密集多目标跟踪应用研究

张强 , 于俊朋 , 谢苏道

2019, 41(8):41-44.

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摘要:
针对雷达密集多目标跟踪数据关联的难题,深入研究了可以避免数据关联的多目标跟踪方法-高斯混合概率假设密度算法(GM-PHD)。首先,将多目标的运动和多目标量测建模为随机有限集的形式,并给出了相应的最优多目标贝叶斯滤波器;然后,在线性高斯假设条件下,详细给出了GM-PHD均值、方差和权值的递归形式,降低了计算复杂度,满足跟踪实时性要求;最后,开展了仿真实验和实测数据实验,实验结果显示GM-PHD在不需要数据关联的情况下,能够有效抑制大量杂波,稳定地跟踪密集多目标。

10 空管一次雷达高分辨录取技术效能分析

刘海波 , 郑晓芸 , 方宇

2019, 41(8):45-50.

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摘要:
为了有效提升空管一次雷达对重点目标的距离分辨力指标,提出采用宽带信息处理技术实现目标高分辨录取的方法,重点研究了宽带信号检测、散射中心提取、编队航迹起始以及集群目标关联等关键技术,在仿真分析的基础上对精细化信号处理和数据处理设计进行了优化改进,最后通过实际应用对空管一次雷达的距离分辨力指标进行了测试和验证。结果表明:宽带信息处理技术显著提高了空管一次雷达的距离分辨能力,雷达能够很好地自动录取编队飞行中的个体目标,性能指标明显优于同类进口装备。

11 基于小孔径天线阵列的单信道测向技术

王大鹏 , 周欣 , 杨小勇

2019, 41(8):51-55.

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摘要:
介绍了基于单信道瓦特森-瓦特测向技术的小口径测向天线设计原理和运用相关匹配提取示向角度值的方法。通过仿真研究了随天线半径波长比、相位不平衡度以及引入噪声变化的示向角误差分布规律。设计了工作频率为30 MHz~600 MHz的五阵元宽带测向天线,经过外场测试验证,在较低信噪比的条件下,基于相关匹配法得到的各测试频点测向精度整体优于传统的反正切三角函数计算法,且均方根误差小于5°时的天线测向带宽从1倍频程扩展到3倍频程。

12 基于三相幅度测量的相控阵天线快速校准方法

齐宏业 , 杜彪 , 位静云 , 白杨 , 韩国栋

2019, 41(8):56-59.

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摘要:
提出了一种基于三相幅度测量的相控阵天线快速校准方法。该方法将天线阵列进行分组,利用每种分组在三种配相下的阵面合成场幅度测量值,可解算出各个天线单元的初始幅相值。该方法仅需幅度测量,避免了相位测量误差影响单元幅相值的计算精度,而且所需幅度测量次数仅为(2N+1)次,可显著提高校准时效性。另外,利用分组思想,同时改变多个单元相位,使总辐射场的幅度变化显著,提升校准准确性。仿真结果表明:校准后相位均方根误差为2.2°,幅度均方根误差为0.2 dB。

13 基于JESD204B标准的多通道数据同步传输设计

王松明

2019, 41(8):60-64.

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摘要:
多通道数据同步采集传输是信号采集系统要解决的关键问题。针对多通道数据采集系统前端模拟部分与后端数字信号处理部分高速同步传输面临的挑战,文中介绍了采用基于JESD204B协议的模数/数模转换器(ADC/DAC)与现场可编程门阵列相结合的数据同步传输设计,简述了该系统的基本架构。对基于JESD204B标准子类1的多通道数据采集传输过程中的延时原因进行了分析,利用JESD204B标准子类1同步原理,通过关键控制信号的设计和处理,可以实现接收多通道和发送多通道数据同步传输,有效控制板间及板内多片ADC/DAC之间进行同步采样,从而解决信号采集系统带宽和采样率提高带来的挑战。

14 低电导率乙二醇冷却液在雷达液冷系统的应用

张梁娟 , 赵天亮 , 方晓鹏 , 吴礼群

2019, 41(8):65-69.

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摘要:
随着军用雷达微波功率组件的热流密度不断增加,越来越多的相控阵雷达采用液冷散热方案。冷却液是液冷系统中的重要传热介质,不仅应具备良好的换热和流动性能,在使用年限内对系统不造成腐蚀危害,还应在发生泄漏问题的时候不对电子器件造成短路危害,即应具有不导电或者低导电特性。为解决现有雷达液冷系统中常用的乙二醇冷却液导电危害问题,研制了新型低电导率乙二醇冷却液,对雷达液冷系统中常用的不锈钢、铝合金、铜合金及其不同表面处理状态的金属材料在该低电导率乙二醇冷却液中的腐蚀性进行试验研究和评估,对其泄露导电危害特性进行试验分析和比较,并针对三元乙丙、氟硅橡胶等开展冷却液的相容性试验研究。该研究为新型低电导率乙二醇冷却液在雷达液冷系统中的应用提供参考。

15 机载纳米箔条特性及应用

羊劲衡 , 赖建萍 , 王星 , 王洪迅 , 张虎彪

2019, 41(8):70-75.

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摘要:
雷达技术的日益提升,使常规箔条干扰的效能不断下降,针对箔条干扰与雷达技术发展不平衡的问题,提出一种新型箔条干扰技术——纳米箔条。分析了纳米箔条的基本特性,并引入理想箔条弹概念,研究了其散射特性。仿真结果表明:纳米箔条辐射效率较低,但装填数量的优势能够弥补该不足,并使单枚理想箔条弹雷达散射截面相比传统箔条提升明显。最后,根据纳米箔条的特点,提出了基于飞机自卫的箔条遮蔽干扰,为后续的应用研究提供一定的理论依据。

16 雷达电源系统技术发展现状

顾公兵 , 孙勇

2019, 41(8):76-81.

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摘要:
雷达电源系统承担为雷达其他各组成分系统提供电能的任务,处于最为基础的地位。雷达电源系统随着雷达功率的提高、雷达载体平台装备的增多而不断发展,变得日益复杂,面临着兼容性、稳定性等问题。雷达电源系统的设计目标是为雷达提供稳定可靠、性能优越、性价比高的电源系统。文中阐述了电源系统技术的概念,简述了当前雷达电源系统技术发展现状,讨论了雷达电源系统技术的发展趋势,总结了雷达电源系统的发展路径。

17 含脉冲负载独立微电网的柴-储协调控制策略

黄家豪 , 王金全 , 黄克峰 , 陈静静 , 师萌

2019, 41(8):82-89.

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摘要:
为研究含脉冲负载独立微电网的柴-储协调控制应用关键技术,首先通过仿真分析了不同控制策略的逆变器与柴油发电机组并联带混合负载的不同效果,根据不同控制策略下双源并联带不同类型负载的特点,结合含脉冲负载独立微电网的负荷特点,采用V/f控制、下垂控制、虚拟柴油发电机组控制的组合作为逆变器的控制策略。针对减少柴油消耗、增加可再生能源利用、优化系统运行状态的目标,研究了能量管理方案。最后以含脉冲负载独立微电网的多种电源配置为例,进行了效益分析。

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