2019年第9期文章目次

杨功清 , 徐振海 , 董玮

2019, 41(9):1-3.

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摘要:
研究了大间距、可平移、随机错位子阵优化设计问题。首先,利用天线方向图乘积定理阐释了错位子阵波束形成原理;然后,对错位子阵优化问题进行建模并采用遗传算法进行求解。优化变量为子阵几何中心,代价函数由子阵栅瓣处超阵阵因子和阵列孔径效率综合得到,约束条件为所有子阵互不交叠;最后,对给定的正八边形阵列进行优化。研究结果表明:经“最优冶随机错位后,阵列方向图栅瓣降低14 dB 以上,可以满足工程应用,进而验证了随机错位优化方法的有效性。

2 基于混合变异差分进化算法的均匀面阵稀疏优化

杜康 , 陈志坤 , 彭冬亮 , 朱新挺

2019, 41(9):4-8.

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摘要:
差分进化算法(DE)已被广泛应用于解决稀疏面阵优化问题,针对DE 算法早熟、全局搜索能力差、容易陷于局部最优的问题,提出一种混合变异差分进化算法,通过加入概率因子来平衡算法收敛速度与全局搜索能力,以阵列孔径、阵元数量以及阵元间距为约束条件,将算法中的实数编码转化为二进制编码,以方向图平面峰值旁瓣电平之和最低为目标函数,通过优化后得到的阵元分布,得到稀疏优化阵列的三维方向图。仿真结果表明:该方法在满足约束条件的同时,能够避免算法早熟得到较优的目标函数值,概率因子为算法提供了额外的自由度。

3 子阵旋转和子阵错位在非周期阵列应用中的对比分析

谢永鹏 , 马静

2019, 41(9):9-12.

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摘要:
随着预警探测需求的提升,大单元间距阵列的应用得到了快速发展,阵列栅瓣的有效抑制是大单元间距有限扫描阵列设计中的一项重要内容。文中首先介绍了非周期阵列抑制栅瓣的原理;然后,对子阵旋转和子阵错位两种非周期排布栅瓣抑制形式进行了仿真对比,从栅瓣电平、近区副瓣电平、量化瓣、阵列重构、极化形式五个维度分析了子阵旋转和子阵错位的性能优势,对大单元间距阵列的设计具有一定的工程指导意义。

4 非规则子阵分层设计及阵列波束性能分析

董玮 , 振徐海 , 杨功清

2019, 41(9):13-17.

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摘要:
相控阵系统的成本控制一直以来是其大规模、批量化应用的瓶颈问题。文中提出了一种基于非规则子阵的阵面分层设计方案,实现低成本控制的同时保证一定的阵列波束性能。首先,通过阵元栅格理论建模及凸松弛优化求解找到首层子阵的布局方案;然后,将其作为二级超阵简单拓展至整个阵面,并针对不同结构方案分析了相应的波束扫描电性能指标。仿真试验表明:所提方法在有限视场扫描背景下能够有效抑制栅瓣,同时,其模块化布局保证了工程便利性。

5 基于序列二阶锥的平面稀疏阵方向图重构

刘嘉龄 , 李海林 , 姜亚超 , 胡家文

2019, 41(9):18-21.

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摘要:
针对稀疏阵列天线多方向图可重构问题提出了一种基于序列二阶锥的算法。通过引入共轭对称激励,将方向图的上下界约束转化成凸问题;通过辅助变量的迭代加权,将稀疏阵列的阵元位置优化和多方向图的赋形转化为序列二阶锥问题。文中将算法从线阵推广至面阵,在任意主瓣宽度、响应波纹、零陷及副瓣电平的约束下,通过改变阵元的激励,皆可优化阵元位置排布。仿真结果验证了算法的有效性,可以达到降低天线系统成本的目的。

6 分集MIMO 雷达布站研究

张二伟 , 于兴伟 , 王海风

2019, 41(9):22-25.

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摘要:
分集多输入多输出(MIMO)雷达利用目标的空间散射多样性克服由于目标雷达散射截面积闪烁引起的漏警,为隐身目标有效探测提供解决办法。分集MIMO 雷达布站方式对性能影响很大,文中以相控阵体制雷达为研究对象,研究其组成分集MIMO 雷达时的规模、站间距、单站威力差异约束和布站方式等,并通过蒙特卡罗仿真给出了布站建议。

7 雷达情报质量评价指标体系研究

胡建旺 , 李月武 , 吉兵

2019, 41(9):26-30.

[摘要](5230) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
雷达情报质量的好坏是影响战场进程和融合系统融合能力的关键因素,为了客观、合理地评价雷达情报质量,构建了一套较合理、完善的情报质量评价指标体系。首先,分析了由于丢点导致状态估计与真值无法一一对应使得常用精度指标无法正确评价的问题,提出了将改进后的最佳基数线性分配距离代替欧式距离,作为评价情报质量的精度指标;然后,根据构建原则,遵循构建步骤,建立一套较为完整的指标体系,并详细介绍每个底层指标的定义和计算方法,选择一种非线性评估模型进行综合评价;最后,通过仿真实验证明了该指标体系能较好地、全面地评价雷达情报质量。

8 基于垂直载荷因子的增强型湍流检测方法仿真

卢晓光 , 范源丹 , 李海 , 吴仁彪

2019, 41(9):31-36.

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摘要:
大气湍流的存在严重影响航空安全。美国航空无线电技术委员会新修订的机载气象雷达最低性能标准DO-220A 增加了湍流检测的规范,要求检测量需考虑飞机特性的影响。基于该标准,研究了一种基于垂直载荷因子的湍流检测方法,并进行了仿真分析。首先,量化了飞机特性的影响,并同时考虑湍流谱宽,估计得出垂直载荷因子;其次,针对湍流检测门限,利用贝叶斯准则推导得出了基于统计特性的阈值确定准则。仿真分析验证表明:设计的增强型湍流检测方法能够满足DO-220A的要求,且能更准确地评估湍流对飞行的危害,对DO-220A 提出的增强型湍流检测规范具有重要的研究意义。

9 距离向DBF鄄SAR 自适应SCORE 处理研究

雷万明 , 许道宝 , 余慧 , 刘颖

2019, 41(9):37-40.

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摘要:
针对AD 数据的扫描接收法(SCORE)处理中权系数不易计算准确和加权处理过程复杂的问题,提出了基于AD 数据的自适应SCORE 处理算法,该算法既可直接利用同一波门的数据估计通道间的数字波束形成(DBF)权系数,也可先将多通道数据分组并时变加权,再自适应估计分组数据的DBF 权系数,多通道数据通过与权系数相乘和累加完成SCOR处理。相比其他算法,该算法具有权系数精度高、加权处理简单和运算量小的特点,适合长短脉冲DBF-SAR 的SCORE 处理,实测数据的成像结果验证了算法的有效性。

10 基于CIC 内插时延的宽带数字阵列波束形成

韩文俊 , 孙健 , 王续

2019, 41(9):41-44.

[摘要](5222) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对宽带数字阵列采用传统窄带波束形成方法导致的方向图指向偏移、主瓣畸变问题,提出了一种基CIC内插的时延补偿方法。该方法不仅通过内插的方式实现宽带数字阵各个阵元时延的精确补偿,而且所需的乘法运算次数不随数字阵列合成波束数的增加而增加。仿真结果表明:该方法应用于宽带数字阵列多波束形成时,处理性能与基于分数时延滤波方法相当,但需要的乘法运算次数明显少于后者,因此具有很好的工程实现价值。

11 基于CNN 的多目标航迹融合算法

徐嘉辉 , 刘宇 , 车佳 , 张良俊 , 王锦 , 张杨

2019, 41(9):45-48.

[摘要](5181) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对传统的航迹融合算法精度较低、计算过程需要先验状态估计的缺点,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的航迹融合算法。各局部航迹在融合中心已经过时空校准和航迹关联。由于目标运动轨迹具有时间相关性的特点,采用连续多周期的局部航迹估计,结合深度学习积累经验的能力,解析出当前时刻的更精确的系统航迹估计,实现航迹融合。实验表明,该种融合算法能够处理具有共同过程噪声复杂环境干扰下的综合误差,并且在不同传感器和环境情况下,以相同的CNN模型结构训练,融合后的系统航迹误差均方差都低于各局部航迹误差均方差,证明了该算法能够提高航迹精度,具有可行性。

12 基于初状态优化的弹道导弹自由段定轨和预测方法

杨焱煜 , 蔡爱华 , 陆泽健 , 李博骁 , 郭继光 , 潘越

2019, 41(9):49-54.

[摘要](5212) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对导弹预警系统中弹道导弹自由段观测和落点预报的问题,提出了一种基于弹道初状态优化的新型弹道计算和预测方法。首先,介绍了弹道目标的自由段动力学模型;然后,详细阐述了基于初状态优化,通过弹道位置、速度六维度的二分迭代寻优的新型弹道计算方法和步骤,同时深入分析和研究了弹道目标中的定轨误差、弹道外推预报和落点误差计算方法。数值仿真验证了论文方法的有效性,所得结论对于弹道导弹预警信息处理工作具有一定的指导意义。

13 单雷达直线航迹线目标状态分量合成估计方法

高效 , 方维华 , 董光波

2019, 41(9):55-59.

[摘要](5069) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
通过分析传统卡尔曼滤波方法在复杂数据环境应用中遇到的问题,提出了基于单雷达加权直线航迹线参数估计模型的目标运动状态分量合成估计方法。该方法基于复杂数据环境,无须获取系统噪声和观测噪声等先验知识,充分利用目标处于匀速直线运动状态这一特点,分别对当前有限测量点的X、Y 分量进行相对于的测量时刻的垂直距离加权迭代估计,确定目标状态估计参数。通过对比试验,验证了文中所提的方法比传统卡尔曼方法具有更优的目标状态估计效果、测量误差平滑和野值抑制能力,能有效提高观测样本较少时目标状态参数估计的准确性。

14 带通型人工电磁结构认知与分析

刘晓春 , 周建江 , 刘少斌 , 庞晓宇 , 孙世宁

2019, 41(9):60-65.

[摘要](5029) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
从宽带、低雷达散射截面天线罩的应用和发展出发,对人工电磁结构在带通滤波器应用中的两种主要形式—频率选择表面和超材料,进行了机理、特性以及差别分析,指出了带通型人工电磁结构宽带设计应关注的主要问题和发展技术途径,为基于个性认知的交融及电磁功能结构发展提供指导和参考。

15 基于SE/ DFSS 的相控阵雷达天线阵面设计流程优化和验证

朱宏 , 孙磊 , 王真 , 邓学宾 , 采峰

2019, 41(9):66-70.

[摘要](5114) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对相控阵雷达天线阵面设计过程不精细、数据追溯困难、需求分析不充分等问题,运用系统工程和六西格玛设计方法,开展相控阵雷达天线阵面的设计流程的优化,精细化地展开设计活动,建立模板表单,优化设计过程和设计规范,并在相控阵雷达天线阵面的研制中完成流程验证,提升了设计质量和降低研制风险。

16 一种健康管理芯片中数字控制保护电路的设计与实现

吴俊杰 , 徐宏林 , 张浩

2019, 41(9):71-75.

[摘要](5378) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
数字控制保护电路是健康管理芯片的重要组成部分。健康管理芯片对发射组件进行保护,具有电流检测、温度检测、过流保护、过温保护、脉宽占空比保护、寿命记录等功能。数字控制电路进行参数配置与存储,用逻辑运算处理模数转换后的信号,产生控制信号给模拟电路并上报状态。文中采用硬件描述语言设计并实现了一种串行外设接口,具有电可擦除只读存储器读写、电流和温度比较和保护、占空比检测和保护、寿命计数等功能,并采用XFAB 0. 35 um 工艺完成了芯片流片。测试结果表明:实现了组件健康管理的数字控制与保护功能,能够满足组件高可靠性、小型化、低成本的需求。

17 千瓦级硅LDMOS 微波功率晶体管关键技术研究

黄乐旭 , 应贤炜 , 梅海 , 丁晓明 , 杨建 , 王佃利

2019, 41(9):76-82.

[摘要](5258) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对雷达、通信、遥控遥测等领域对硅横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)微波大功率管的迫切需求,开展了硅LDMOS 微波功率晶体管的亚微米精细栅制作、低阻低应力钴硅合金、大尺寸芯片烧结及金属陶瓷全密封管壳平整度控制等关键技术研究,并取得了突破,研制出2 000 W 硅LDMOS 微波功率晶体管,漏源击穿耐压大于140 V,结到管壳热阻0. 19 ℃/ W。在50 V 工作电压、230 MHz 工作频率、脉宽为100 滋s、占空比为20% 、输入功率为6 W 的测试条件下,实现输出功率达到1 330 W,增益23. 5 dB,漏极效率74. 4% ,电压驻波比10:1。该晶体管已实现工程应用。

18 碳纤维裂缝波导成型及机加工工艺

府大兴 , 方芳 , 卢岳军

2019, 41(9):83-86.

[摘要](5048) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
波导是雷达天线的重要组成部分,星载天线极高的轻型化要求对裂缝波导的材料及工艺技术提出了新的挑战。通过对碳纤维裂缝波导制造的特点及关键技术的分析,经过大量试验,利用钢、铝芯模实现了碳纤维裂缝波导的制造,解决了零件加工中的精度控制和内腔无毛刺难题,电讯性能和铝裂缝波导基本一致。文中总结了碳纤维裂缝波导的成型工艺及机加工工艺,提出了制造不同长度波导的工艺路线建议,并分析了实际应用的可行性。

19 一种低流阻高效除盐雾装置的试验研究

梅源 , 李力 , 王锐

2019, 41(9):87-90.

[摘要](5292) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对在恶劣环境部署的地面雷达进行了面向雷达整机的盐雾控制的研究。通过分析典型设备的环控需求,有针对性地采用了不同的盐雾控制策略,并给出了关键参数试验过程与结果。试验结果表明:该方法完全可以满足地面雷达全天候除盐雾的需要,也为后续类似产品的研制提供了参考。

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