2020年第11期文章目次

2020, 42(11):1-5.

[摘要](5309) [HTML](0) [PDF 7.18 M](318)

摘要:
随着作战对象的多样化和电磁环境的复杂化,预警探测面临着“看不见、辨不明、抗不住”的严峻挑战。文中探讨了大数据融合技术在雷达检测、跟踪、识别、抗干扰四大信息处理环节的应用方向及难点,分析了基于数据驱动的自适应目标检测技术、基于数据认知的多目标跟踪技术、基于数据挖掘与融合的目标识别技术以及基于数据知识引导的抗干扰技术四大关键技术的可行性和初步应用效果,并提出了后续应用研究发展建议,可为多变干扰和高强杂波复杂环境下提升预警探测装备系统的探测跟踪、干扰对抗、分类识别等能力提供借鉴参考。

2 舰载相控阵雷达人机交互设计改进探索

叶显武

2020, 42(11):6-9.

[摘要](5455) [HTML](0) [PDF 3.13 M](305)

摘要:
舰载雷达是感知海战场态势的主要手段和海上作战力量的重要组成部分。文中首先分析了舰载相控阵雷达的两个突出特点;其次,指出了因对其特点认识不足在人机交互设计中容易出现的两个常见问题;然后,提出了改善舰载相控阵雷达作战效能应在其人机交互设计中遵循的三个原则;最后,给出了在舰载相控阵雷达研制中避免人机交互受关注程度较低、要求不明确、过程不规范、验证不充分等问题应采取的措施。

3 舰载隐身天线罩现状及发展趋势

舒亚海

2020, 42(11):10-14.

[摘要](5379) [HTML](0) [PDF 15.22 M](485)

摘要:
舰载隐身天线罩技术是舰艇集成上层建筑雷达隐身技术的重要发展方向。文中基于舰载雷达天线罩的发展轨迹与现状,在介绍舰载天线罩材料体系、罩壁结构形式的基础上,重点对国内外正在研究的无源及有源频率选择表面技术、耐高功率隐身天线罩技术和吸透一体隐身天线罩技术进行了分析、研究与总结。同时,展望了舰载隐身天线罩技术未来的发展趋势,提出了舰载天线罩全向全频谱隐身、耐大功率、耐高温、防火、防爆防冲击将是未来天线罩的发展趋势,以满足集成上层建筑不同部位的需求。

4 自相关离散旁瓣抑制的MIMO雷达OFD-LFM波形设计

李明月，郭瑞，林钱强，张月

2020, 42(11):15-19.

[摘要](5308) [HTML](0) [PDF 4.28 M](247)

摘要:
为了解决正交频分线性调频信号(OFD-LFM)空域合成信号的自相关函数存在较高离散旁瓣的问题,文中提出一种新的自相关离散旁瓣抑制的多输入多输出雷达OFD-LFM波形设计方法。首先,确定满足发射信号正交性的最小频率间隔,以该最小间隔对频率范围进行离散分割,构建出发射信号频率编码空间;然后,采用遗传算法和二次规划算法对发射信号频率编码和初相进行同步优化,最终获得使空域合成输出信号自相关旁瓣最小化的各通道信号频率和初相的取值。仿真验证了设计的波形具有较低的自相关旁瓣且满足全向发射的要求。

5 基于云模型的空间目标监视资源调度效能评估

关永胜，马林

2020, 42(11):20-25.

[摘要](5393) [HTML](0) [PDF 4.35 M](252)

摘要:
针对空间目标监视资源调度效能评估面临建立效能评估指标体系以及定性指标与定量指标综合评估等问题,提出了基于云模型的空间目标监视资源调度效能评估方法。该方法首先分析了典型的空间目标监视系统及其任务,基于任务构建了空间目标监视资源调度效能评估指标体系;然后,应用云模型实现空间目标监视资源调度效能评估指标体系中定性指标向定量指标的映射,并根据指标体系的层次结构逐层开展效能评估,最终实现空间目标监视资源调度效能评估。该方法能够综合主客观信息,融合定性指标与定量指标,有利于空间目标监视资源调度效能评估的性能提升。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。

6 基于二阶锥规划的稳健自适应宽带恒定束宽数字波束形成

刘瀚阳，姜丰

2020, 42(11):26-31.

[摘要](5270) [HTML](0) [PDF 4.52 M](242)

摘要:
针对阵列误差下传统自适应数字波束形成方法导致波束形成器输出性能下降的问题,提出一种基于二阶锥规划的稳健自适应宽带恒定束宽数字波束形成方法。首先,基于空间响应变化约束设计恒定束宽的波束形成器;然后,根据阵列实际导向矢量和理想导向矢量之间的误差二范数优化幅度不等式约束下的最小输出功率;最后,通过变量的重新定义利用二阶锥规划求解优化模型。数值仿真结果表明:所提方法能够解决阵列误差下宽带数字波束形成的稳健性问题;同时,能够以较低的计算复杂度获得较高的阵列输出信干噪比。

7 通信距离受限的协同侦察系统站点优化部署算法

杨益川，张天贤，李昊，顾杰，汪兵，李小龙

2020, 42(11):32-37.

[摘要](5303) [HTML](0) [PDF 7.18 M](198)

摘要:
针对时差定位体制的协同侦察系统,以提升侦察监视区域内辐射源的定位精度为目的,研究了通信距离受限下系统站点优化部署问题。针对监视区域离散化网格单元辐射源定位的几何精度因子,根据最差性能最优准则建立了系统站点优化部署的数学模型。提出了一种基于混合编码粒子群优化(PSO)算法的系统站点优化部署算法。仿真结果表明:与传统基于统一编码PSO的站点优化部署算法相比,混合编码PSO收敛速度更快,且定位误差更小。

8 基于SAR轨迹的二维时序干扰产生方法

崔恩坤，刘佳伟，钱冲

2020, 42(11):38-41.

[摘要](5298) [HTML](0) [PDF 11.43 M](421)

摘要:
针对常规合成孔径雷达地面动目标显示(SAR-GMTI)干扰方法产生的假目标易被识别的问题,提出基于方位/距离延迟的二维时序的干扰信号产生方法。首先,基于合成孔径雷达成像规律在慢时间域进行精确延时控制,实现虚假动目标的方位向空间分布的精确设置;然后,根据预设假目标和干扰机在距离向的距离进行快时间域的延迟控制。理论分析和仿真实验表明:文中提出的干扰产生时序方法能够在多通道SAR-GMTI检测中形成灵活可控的二维位置控制,提高了假目标的逼真度。

9 等离子体电磁波传播的仿真研究

周勇，朱廷玉，梁鑫，潘昱融

2020, 42(11):42-47.

[摘要](5375) [HTML](0) [PDF 7.77 M](205)

摘要:
飞行器再入大气层时高速压缩周围气体,在高温作用下会在飞行器表面生成一层等离子体,导致通信信号难以传输,这是研究降低等离子体电磁波损耗的重要原因。文中针对电磁波在等离子体中的传播特性进行了理论分析,并在CST软件中建立了等离子体模型,仿真并分析了等离子体电波传播的损耗特性。为了改善电磁波通过等离子体层的能力,降低损耗,在等离子体区施加电场仿真结果表明:施加电场后,对于频率f>7.25 GHz的电磁波,其在等离子体内的传播常数S21减小,传播能力提升,最大改善了6 dB。文中设计了等离子体试验箱,通过仿真研究得到了该试验箱等离子体分布,并据此研究了试验箱等离子体的电波传播能力,为实验提供理论参考。

10 PMOPSO算法在雷达辐射源信号聚类分选中的应用

陈韬伟，宋楠，余益民，刘建业

2020, 42(11):48-53.

[摘要](5166) [HTML](0) [PDF 5.57 M](225)

摘要:
密集信号环境下的雷达辐射源信号交叠概率增大,传统的聚类算法往往无法揭示信号特征集所表现出来的多样性结构,不能满足雷达辐射源信号分选识别的要求。因此,结合雷达辐射源信号分选的本质,以聚类的紧凑度和连通性指标构建多目标函数,在P系统优化理论的启发下,提出了膜框架下的粒子群多目标优化算法。该算法在各基本膜中融入粒子群算法,执行粒子多目标搜索策略;通过膜间溶解规则,在表层膜中利用非支配排序和拥挤距离机制提高算法的快速收敛性,保持解集的多样性和差异性最终,提出的算法用于求解雷达辐射源信号符号熵特征数据集的Pareto最优解集,实现信号的多目标聚类分选。仿真结果表明:该算法获得了较好的雷达辐射源信号分选识别正确率,验证了此算法的有效性和可行性,其性能优于传统聚类方法。

11 一种S波段宽带透波的吸透一体超材料

邢文家，王毅，唐守柱，徐志浩，吴鸿超，陈文明，韦珍海

2020, 42(11):54-60.

[摘要](5444) [HTML](0) [PDF 23.10 M](343)

摘要:
基于频率选择表面设计了一种低频透波、高频吸收的吸透一体超材料结构,该结构由三层组成,其中上层为方块形电阻膜损耗层,中间层和下层为无损带通型方环形透波金属槽。仿真结果表明:设计的吸透一体超材料结构在法向入射情况下,在 2.6 GHz~3. 6 GHz插入损耗小于1 dB,在8 GHz~12 GHz反射率小于-10 dB。文中进一步通过全波仿真和等效电路法分析了其吸波与宽带透波机制;同时,利用印刷电路板工艺制备出了吸透一体超材料结构样件,并进行了电性能测试,测试结果与仿真结果吻合较好。研究表明:文中设计的吸透一体超材料在隐身天线罩领域具有较大的应用价值。

12 基于结构共形的功分网络设计

万继伟，张海霞，刘芸

2020, 42(11):61-64.

[摘要](5161) [HTML](0) [PDF 20.36 M](400)

摘要:
功率分配网络是一种将一路微波功率按照一定比例分成多路输出的微波无源网络。但平面功分网络在结构上不能满足电路日益提高的小型化需求。文中提出了一种基于结构共形的小型化功分网络的设计思路及方法,将小型化功分网络嵌入了结构体中。该设计通过高频微波电磁场仿真并实物验证;同时,给出了小型化综合网络的仿真模型和加工实物图。实测数据很好地验证了仿真结果,在满足小损耗指标的同时满足了小型化要求,并成功实现功分网络与结构体的完美结合。文中还就设计思路的工程应用进行了阐述,该设计思路是对未来三维空间内电路小型化设计方法的深入探索。

13 基于CAD参数化的波导裂缝阵列天线一体化设计仿真平台

王志海，于坤鹏

2020, 42(11):65-69.

[摘要](5293) [HTML](0) [PDF 6.30 M](215)

摘要:
阵列天线在服役过程中会不可避免地受到各种环境载荷的影响,导致天线结构发生变形,从而影响天线电性能,如增益下降、波束指向偏转和最大副瓣抬升等。因此,为了保障服役环境下的天线电性能,天线的设计需要多个学科的众多工程人员进行综合设计,过程极其复杂,交互数据较多。为提高天线的设计效率,文中以波导裂缝阵列天线为例,基于CAD参数化建模的二次开发技术和自动重构技术,将天线CAD参数化设计、天线结构CAE力学自动分析与天线电讯CAE模型自动分析集成到一个仿真平台,从而实现了波导裂缝阵列天线从参数化建模、结构力学分析、模型重构到电性能仿真的一体化仿真流程。最后,通过典型案例展示了该平台的天线设计效率。

14 宽带小型化高精度驱动延时组件的研制

王琦，王鹏飞，李晓鲲，李树良，林维涛

2020, 42(11):70-73.

[摘要](5296) [HTML](0) [PDF 6.89 M](227)

摘要:
文中介绍了驱动延时组件在雷达中的工作原理,进行延时组件的宽带、小型化和高精度设计。基于低温共烧陶瓷与微波多层板层叠的结构,将延时与驱动电路集成设计。利用宽带幅度均衡技术、宽带幅相精度调节技术进行高精度延时设计。最终实现了宽带小型化高精度驱动延时组件的研制。根据实测结果,在3 GHz~6 GHz频率范围内幅度带内平坦度优于±0.4 dB,延时相位精度≤±5°,延时幅度精度≤±0.5 dB。

15 一种双通道混合型发射机的设计

黄小伟，谢宁，王超

2020, 42(11):74-78.

[摘要](5404) [HTML](0) [PDF 12.93 M](274)

摘要:
为应对雷达多功能多任务的需求,提出了一种基于真空管和固态管并联工作的双通道混合型发射机,并介绍了该类型发射机的设计要点,包括双通道射频链路的设计、多功能综合控制保护系统的设计、行波管放大链的设计、固态放大链的设计。另外,根据发射机的应用特点,简单介绍了结构设计和热设计的要点,并给出了发射机热设计的仿真结果。

16 基于全SiC功率器件的高密度电源设计

张才清，漆岳，熊才伟

2020, 42(11):79-82.

[摘要](5352) [HTML](0) [PDF 11.69 M](289)

摘要:
随着雷达有源阵面向轻薄化、小型化、高效率方向不断发展,作为雷达有源阵面关键部件之一的阵面电源,其效率、功率密度必须不断得到提升。文中介绍了一种基于全碳化硅(SiC)功率器件将高压直流输入变换为雷达阵面所需的低压直流电源的设计方法。此方法是利用SiC功率器件自身的优点,结合高压直流移相脉宽调制功率变换技术,来实现高压输入阵面电源的高功率密度及高效率。该设计已通过一台额定功率1.5 kW的电源样机得到了验证,目前已批量生产。

17 基于通用DSP实现电源全数字控制的策略及方法

唐登平，谢宁，郭文君，吴文江

2020, 42(11):83-86.

[摘要](5463) [HTML](0) [PDF 8.68 M](208)

摘要:
数字化控制是当前变换器控制技术的主流发展方向。由于比例积分微分(PID)闭环控制计算复杂度高,文中引入简单的逻辑判断数字变量来替换传统的PID闭环控制的控制策略,提出一套完整且简单有效的变换器数字化控制方案并给出了具体的实施方法,解决通用数字信号处理器(DSP)实现电源的全数字控制,简化了数字控制的算法,节省了资源,降低了当前广泛应用的数字化控制策略对于专用DSP的依赖。

18 基于系统理论事故模型的雷达系统软件缺陷预测应用研究

柳溪，刘嘉，刘畅，李海峰，刘宇，汪圣利

2020, 42(11):87-92.

[摘要](5222) [HTML](0) [PDF 6.08 M](219)

摘要:
雷达等电子装备中软件发挥的作用逐渐增强,软件质量成为影响雷达质量和效能的关键因素,分析预测雷达系统软件潜在缺陷的趋势,对雷达系统软件质量控制与保障具有重要意义。为有效刻画雷达系统软件缺陷机理,文中提出基于系统理论事故模型(STAMP)的雷达系统软件缺陷预测方法。首先,基于STAMP与历史缺陷数据,构建雷达系统软件控制过程模型;然后,构建贝叶斯网络,对历史缺陷数据进行训练学习,获取雷达系统软件缺陷预测规则;最后,在雷达系统软件上开展工程应用,进行缺陷预测,并对预测结果进行分析,验证新方法的有效性和实用性。

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