2019年第5期文章目次

邰文星 , 丁建江 , 吕金建 , 周琳

2019, 41(5):1-7.

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摘要:
为了促进弹道导弹远程预警雷达(EWR)早期预警能力的发挥,对EWR在既定威胁场景中的优化配置问题进行了研究。首先,分析了EWR优化配置的要求和目标;其次,讨论了EWR待选配置区范围的计算方法及其网格化处理算法;最后,提出了基于早期预警能力灰色层次分析法(AHP)评估的EWR优化配置模型,并以典型实例进行了仿真验证。结果表明:该文提出的模型和算法能够提供清晰和精度可控的优化配置结果,可为EWR的优化配置和作战筹划活动提供有力支撑。

2 多雷达空间目标协同探测任务规划研究

崔嵩 , 刘林 , 王宏强

2019, 41(5):8-11.

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摘要:
针对空间目标监视存在各传感器资源相互独立,预警资源得不到有效利用,导致空间目标探测时长不够、探测精度低等问题,提出了一种多雷达空间目标协同探测的任务规划方法,综合利用多个雷达传感器资源对空间目标进行协同探测,最终达到在短时间内累积足够的多圈有效探测数据进行协同探测的目的。文中通过对任务目标分析、资源编组、可探测性分析、弧段筛选分配等关键性技术进行分析,具体阐述了解决问题的方法。该任务规划方法在解决上述空间目标探测问题的同时可以大大节省雷达资源。

3 基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法

贾勇 , 陈胜亿 , 晏超 , 张伟 , 郭勇

2019, 41(5):12-15.

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摘要:
穿墙成像雷达探测中墙体穿透将导致目标图像散焦和位置偏移,墙体补偿是解决这一问题的关键。最短路径法是实现精确墙体补偿的典型算法,但存在运算量大的问题。为解决上述问题,提出了上述基于折射角近似的穿墙成像墙体补偿方法,其原理是利用折射角近似法得到大幅度缩短的最短路径法搜索区间,从而显著减小运算量。一方面,不同墙体参数的数值分析结果定量说明了减小运算量的程度;另一方面,MATLAB仿真结果证明了算法在有效减少计算量的同时实现了精确墙体补偿。

4 基于OMP算法的风轮机杂波滤除研究

曹永贵 , 方宇 , 吴道庆

2019, 41(5):16-21.

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摘要:
针对雷达在探测目标过程中风电场杂波的抑制问题,提出了一种基于正交匹配追踪(OMP)的杂波抑制算法。首先,建立风轮机的回波模型,分析了回波时频域特征;然后,推导了多径回波模型下的风轮机回波,介绍了风电场回波的特点;最后,给出了OMP算法的理论基础和实现步骤。该算法中,通过建立一个回波字典矩阵,寻找矩阵中最匹配原子,从目标信号中减去最匹配原子,并通过循环操作滤除杂波。实验结果表明:该方法能够有效滤除风轮机杂波。

5 基于连续小波变换的多数据心率提取方法

蒋腾 , 胡涛 , 祝民鹏 , 陈丹

2019, 41(5):22-26.

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摘要:
针对多普勒雷达生命体征检测时强谐波干扰问题,提出一种基于连续小波变换特征提取的改进方法。首先,针对特征信号选择多组不同时间长度的数据集;然后,在小波域分别进行连续小波变换。根据频谱峰值位置是否与数据时间长度相关,识别呼吸信号、呼吸谐波和心跳信号提取心率信息,并对频率分辨率进行分析。实验结果表明:采用文中提出的方法利用4 s~5 s的数据即可检测出心率,当频率分辨率要求为0.1 Hz 时,该方法在有效消除谐波和快速识别心率方面得到了较为满意的效果。

6 基于数据扩维的SAR目标识别性能提升技术

罗震宇 , 于俊朋 , 刘振华

2019, 41(5):27-32.

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摘要:
卷积神经网络的出现使得深度学习在视觉领域取得了巨大的成功,并逐渐延伸到合成孔径雷达(SAR)图像识别领域。然而,SAR图像样本量不足,难以支撑卷积神经网络的训练需求,并且SAR图像包含大量相干斑噪声及不确定性,网络结构的设计较为困难。所以,深度学习在SAR图像识别领域的应用受到阻碍。针对上述问题,文中提出一种基于数据扩维的SAR目标识别性能提升方法,通过对原始SAR 图像进行相关预处理操作并把处理后图像与原始图像结合,从而将一维的原始数据扩充成多维数据来作为训练样本。该扩维方法不仅间接扩充了样本量来支撑网络训练,同时也在网络训练前加入了“主动学习冶影响,所以无需针对SAR图像特性来构建复杂卷积网络,而采用成熟、简单的网络进行训练就可以达到理想的测试精度。最后,使用MSTAR 数据对该方法进行了性能验证,实验结果显示了所提方法的有效性。

7 基于卷积神经网络的雷达目标HRRP分类识别方法

王容川 , 庄志洪 , 王宏波 , 陆锦辉

2019, 41(5):33-38.

[摘要](5312) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
卷积神经网络通过卷积和池化操作提取图像在各个层次上的特征进而对目标进行有效识别,是深度学习网络中应用最广泛的一种。文中围绕一维距离像雷达导引头自动目标识别,开展基于卷积神经网络的目标高分辨距离像分类识别方法研究。首先,基于空中目标一维距离像姿态敏感性仿真生成近似平行交会条件下不同类型目标的高分辨距离像数据集;其次,构建一种一维卷积神经网络结构对目标高分辨距离像进行分类识别;作为比较,针对同类高分辨距离像数据集,分析了主成分分析-支持向量机方法的目标分类识别效果。结果表明:基于卷积神经网络的目标分类识别算法有更好的识别能力,对高分辨距离像的姿态敏感性具有较强的适应性。

8 基于峰度偏度和WD-LDA的飞机目标分类方法

亢朋朋 , 倪国新 , 陈知明

2019, 41(5):39-44.

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摘要:
目前,多数的喷气发动机调制特征提取方法都是基于调制波的周期或调制线谱的谱间间隔,但该类谱估计方法往往受信噪比、脉冲重复频率及观测时间影响很难获得很好的分类性能。文中对三类飞机目标回波进行统计分析发现,其归一化幅度分布存在明显差异,据此创造性地提取出峰度偏度特征,并结合小波分解-线性判别分析处理,对目标进行分类。该特征具有很强的抗噪声能力,对脉冲重复频率和观测时间要求不高,且可通过其中一个参数去弥补另一个参数。仿真实验证明了所提方法具有很好的分类性能。

9 一种联合目标和外辐射源的无源跟踪模型

景桐 , 黄高明 , 田威

2019, 41(5):45-51.

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摘要:
在海战场环境中,目标载辐射源(TS)常常辐射多种信号以实现通信、探测和导航等功能。然而,上述信号没有被传统的被动相干定位系统(PCLS)充分利用。文中提出了一种联合TS和外辐射源(IO)量测信息的无源跟踪模型,以TS提供的多普勒频差和IO 提供的到达时间(TOA)为目标联合观测量,提高了目标状态的估计精度。最后,以均方根误差(RMSE)为指标证明了模型的先进性。

10 基于集群架构的地海杂波数据存储系统

张浙东 , 田霞 , 夏晓云 , 张玉石

2019, 41(5):52-57.

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摘要:
为了实现对海量地海杂波原始数据、特性分析数据、模型数据等管理,文中提出基于Oracle RAC的集群架构构建地海杂波数据存储系统,依据地海杂波数据以及研究分析的特点,从集群架构、逻辑架构、数据存储技术、数据检索等方面进行设计。对构建的数据库模拟产生1 000 000条记录进行了测试分析,验证了数据库的性能,为地海杂波特性分析提供高性能的数据服务奠定基础。

11 一种共面波导馈电的缝隙型超宽带天线

丁宇星 , 李洪飞 , 宗卫华 , 李山东

2019, 41(5):58-62.

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摘要:
针对超宽带通信系统,提出一种小型超宽带天线,可以应用于终端设备。天线类型为共面波导馈电的缝隙型,缝隙结构为一矩形与一圆形组合而成,馈电结构与缝隙结构相似。天线的面积为22 mm×27 mm,印刷在厚度为0. 5 mm的FR4衬底上. 通过软件仿真分析了天线的工作原理以及尺寸对带宽的影响,仿真结果显示天线的带宽在不同的衬底厚度下均能覆盖UWB频段。天线的测试带宽为2.4 GHz~14.4 GHz,在超宽带的工作频段内测试效率超过76% ,测试增益大于2.1 dBi。

12 一种新型宽带SIW定向耦合器的设计与实现

王佳 , 凌天庆

2019, 41(5):63-66.

[摘要](5232) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
Design and Implementation of New Broadband SIW Directional Coupler

13 基于电源调制及有源滤波匹配的双向放大器芯片设计

张萌 , 何乐 , 刘铸

2019, 41(5):67-72.

[摘要](5151) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
射频双向放大器作为雷达接收通道的前端模块芯片,其性能的优劣直接影响通道的性能。传统的双向放大器芯片往往是基于射频开关的拓扑结构设计的,在噪声性能和反向隔离度方面都有所不足。文中设计基于电源调制的双向放大器芯片,具有全新的电路拓扑结构,射频信号不通过射频开关而直接进入低噪声放大器,可以优化芯片的噪声性能;同时,截止的器件可以提高芯片的反向隔离度。设计中如何提高低噪声放大器的增益和噪声性能,以及如何利用有源滤波匹配技术实现射频输入输出端口的合并和匹配是两大难点和创新点。文中基于L 波段的双向放大器设计及流片的测试结果显示,芯片有良好的性能,充分验证了理论分析的正确性。

14 多通道高速数字收发设计

胡晓芳 , 郑世连 , 朱亮 , 魏云清

2019, 41(5):73-76.

[摘要](5273) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
雷达系统小型化的发展趋势要求收发分系统不断提高集成度以减小设备体积。文中介绍了一种多通道高速数字收发模块的设计方法,在一个模块上同时实现16通道射频波形产生和16通道中频采集功能。波形产生基于数字直接合成方式,工作频率1.6 GHz,可直接输出射频波形,波形控制参数可通过光纤接口调节。中频采样使用多通道模数转换器芯片实现,阻抗匹配电路保证了模数转换的性能。测试表明:模块性能指标满足系统使用需求,且已成功应用于某雷达系统中。

15 ARMA模型在雷达动态测量精度分析中的应用

唐明刚 , 祁敏 , 王大军 , 王宝军

2019, 41(5):77-81.

[摘要](5210) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对雷达动态测量精度分析难题,分析了动态测量机理与特征,将随机过程理论应用于动态测试建模与精度分析。结合某型雷达验收试验,建立了基于自回归滑动平均过程(ARMA)的雷达动态测试模型,基于实测数据开展了模型平稳性检验、模型识别、模型定阶、参数估计、模型检验等建模工作,完成了某型雷达动态测量精度分析。实际应用结果表明:文中提出的方法符合动态测试规律,在雷达精度分析、提高测量精度等方面发挥了作用。

16 国产化雷达显控终端设计与实现

杨东华 , 王志祥

2019, 41(5):82-85.

[摘要](5309) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对雷达显控终端自主可控的需求,基于龙芯中央处理器、盛科交换芯片、国产显示屏、中标麒麟操作系统等国产化核心软硬件,设计并实现了一种国产化、高性能的雷达显控终端。该终端具有国产化程度高、显示与交互流畅、任务处理能力强等特点,其显示容量、视频处理能力等性能指标满足常规雷达的使用需求。实际应用表明:该显控终端具有良好的可行性和适用性。

17 基于改进遗传算法的捷变相位编码组优化设计

陈舒敏 , 钱乔龙 , 曹文杰 , 赵中兴

2019, 41(5):86-90.

[摘要](5369) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对低重频相参雷达面临的同频干扰、转发式干扰等问题,设计具有低自相关副瓣和互相关峰的捷变相位编码组是一个有效解决手段。根据脉冲积累后的自相关及互相关峰设计代价函数,提出了一种改进的遗传优化算法来搜索捷变相位码组,该算法加入了种群筛选机制和自适应变异概率策略,弥补了基本算法的缺点,提高了算法的收敛速度。仿真结果表明:在搜索捷变编码组方面改进后的算法优于基本遗传算法。

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