2020年第8期文章目次

2020, 42(8):1-5.

[摘要](4880) [HTML](0) [PDF 2.75 M](302)

摘要:
要提高正交频分复用(OFDM)雷达通信共享信号的通信速率,子载波须采用高阶正交幅度调制(QAM),则需要深入研究QAM-OFDM共享信号的雷达处理性能。针对此问题,研究了高阶QAM对匹配滤波及目标检测性能的影响,得出了信噪比损失公式和推广的目标检测概率公式。理论推导与仿真结果表明:大于四阶的QAM调制使OFDM共享信号在匹配滤波过程中产生了信噪比损失,而提高时宽带宽积可以有效减小这种损失,当时宽带宽积大于256时,QAM-OFDM共享信号具有与常规雷达信号基本相同的目标检测性能,并且提高调制阶数几乎不会影响其性能。由此证明了高阶QAM-OFDM信号是一种适用于高速通信的雷达通信一体化共享信号。

2 高频地波雷达RD谱图海面目标检测算法

李庆忠，韩　怡

2020, 42(8):6-12.

[摘要](4934) [HTML](0) [PDF 15.19 M](296)

摘要:
针对高频地波雷达的距离-多普勒图像,提出了一种基于级联分类器的海面目标快速检测算法。首先,根据点目标的形态特征设计了基于点形态检测算子的一级分类器,可以从复杂的杂波背景中快速提取出潜在的目标位置;然后,对于候选目标点,分别提取基于离散余弦变换的纹理特征和基于水平、垂直差分的形态特征,并将两种特征融合为一个31维的特征向量;最后,利用误差自校正极限学习机网络作为第二级分类器,并把每个候选点目标的31维特征向量作为其输入,由此实现对候选目标的精确辨识。实验结果表明:该算法不但提高了目标检测率,而且大大提高了目标检测速度。

3 基于组合赋权的ELINT系统效能评估算法

邱日升，潘继飞，赵　君，惠小东

2020, 42(8):13-18.

[摘要](5126) [HTML](0) [PDF 3.84 M](242)

摘要:
针对当前电子情报(ELINT)侦察系统效能评估方法存在的问题和不足,提出了一种基于组合赋权法的ELINT系统效能评估算法。该算法首先结合ELINT系统工作原理,搭建了其评估指标体系;然后,基于指标的主观特性和客观属性,将G1序列主观赋权法和CRITIC客观赋权法相结合得到各指标的组合权重;最后,利用加权求和模型得到系统的单项能力值和综合效能值,通过对比分析进行系统的优良排序。理论分析与仿真结果表明:该方法有效结合了定性和定量分析,在ELINT系统效能评估中切实可行。

4 GPM双频测雨雷达与C波段雷达资料对比研究

阳紫蕾，寇蕾蕾，蒋银丰

2020, 42(8):19-24.

[摘要](5006) [HTML](0) [PDF 24.84 M](306)

摘要:
对全球降水测量卫星(GPM)双频测雨雷达(DPR)和C波段双线偏振多普勒天气雷达反射率因子数据进行分类型降水对比研究,以更好地了解二者的差异性和相似性。采用几何匹配法将二者的观测数据进行时空匹配,选取典型个例进行层状云和对流性分类型降水对比研究,并对2016年15对匹配数据进行统计对比分析。通过研究发现,C波段双偏振多普勒雷达与GPM星载双频雷达的相关性很好,总体相关系数达0.81,降水回波基本一致,探测差异较小,其中层状云降水相对对流性降水,两部雷达相关性更好。

5 面向机器学习的高分辨距离像对齐算法

虞盛康，孙晶明，于俊朋

2020, 42(8):25-29.

[摘要](5140) [HTML](0) [PDF 5.23 M](242)

摘要:
平移敏感性问题是机器学习方法应用在基于高分辨距离像的雷达目标识别领域的重要限制。在实际雷达工作场景中,高分辨距离像中的目标可能出现在高分辨距离像的不同位置,导致将高分辨距离像作为样本向量直接输入机器学习系统时不同样本的相同特征维度代表信息不统一,严重制约了机器学习系统的性能。针对这一问题,文中尝试建立高分辨距离像样本集对齐的目标函数,并给出该目标函数的近似解。在将高分辨距离像样本集进行对齐处理后,使用机器学习方法进行基于高分辨距离像的雷达目标识别的性能将得到显著提升。基于实测数据对该方法进行了性能验证,实验结果证实了该方法的有效性。

6 一种基于改进卷积核的快速二维CFAR算法

崔　宁，罗运华，喻忠军，行　坤

2020, 42(8):30-35.

[摘要](5028) [HTML](0) [PDF 9.57 M](245)

摘要:
传统恒虚警(CFAR)检测算法采用滑窗结构进行动目标检测,但在实际应用中,该结构的冗余操作会占据大量有限的雷达硬件资源。为解决上述问题,文中提出一种新的改进二维CFAR检测算法。该算法使用快速卷积结构取代传统CFAR算法的滑窗结构,从而可利用频域特性对其进行快速求解;同时,考虑常规CFAR在面对邻近多目标情况时检测性能急剧下降的问题,在卷积结构的基础上设计新的卷积核用于改善判决能力。实验结果表明:文中快速二维CFAR算法相比传统CFAR算法在运算量上有了极大的降低,还可以有效检测邻近目标,算法也易于在工程中实现。

7 基于改进差分进化算法的信道均衡

宋一川，张兴隆，牛　萌，杨　敏

2020, 42(8):36-40.

[摘要](4997) [HTML](0) [PDF 10.90 M](360)

摘要:
提出了一种改进差分进化算法,该算法在传统差分进化基础上,增加了动态参数调整机制,获得了更好的收敛精度和收敛速度,并进一步将其用于衰落信道的均衡。与线性最小均方误差算法以及传统差分进化算法相比,该算法可以获得更低的误码率和更快的收敛速度。文中还利用Simulink软件完成了算法模型的搭建与优化工作,进一步部署在嵌入式硬件平台上进行测试。仿真与测试结果表明:该均衡算法较传统算法具有更快的收敛速度和收敛精度,可以有效补偿衰落信道引起的信号畸变。

8 拉普拉斯边缘检测算法的改进及其在探地雷达中的应用

彭土有，吴　洁，彭　俊

2020, 42(8):41-45.

[摘要](4890) [HTML](0) [PDF 9.59 M](220)

摘要:
边缘检测是提取图像特征的重要手段,已在许多领域得到广泛应用。传统拉普拉斯边缘检测算子不具有Sobel和Prewitt等边缘检测算子的图像平滑功能,对噪声的响应敏感,会误将噪声作为边缘。文中通过求解二阶梯度的拉普拉斯变换,得到了拉普拉斯边缘检测算子,探讨了将传统拉普拉斯边缘检测与二维高斯函数结合,通过一维卷积完成改进拉普拉斯边缘检测的优化算法;同时,在已建立的QT-CUDA并行平台上开发完成了改进拉普拉斯边缘检测模块,并集成到探地雷达精细解释软件系统。对实测探地雷达数据进行处理的结果表明:该算法不仅运行效率高,而且在突出有效异常、提高探地雷达目标体的识别能力方面取得实效。

9 大型数字阵列雷达有源阵面系统的信息化管理

王　强，朱文松，魏文博，王　冰

2020, 42(8):46-49.

[摘要](4953) [HTML](0) [PDF 3.38 M](225)

摘要:
文中介绍了一种大型数字阵列雷达有源阵面系统,论述了该有源阵面系统的工作组成,并对其核心单元数字阵列模块的工作原理进行了阐述。分析了大型有源阵面系统的信息化管理需求,论述了其解决途径与设计思路,提供了数字阵列模块电子标签、阵面地址识别、光纤远程并行加载等技术应用,从而实现一种合理、高效的设计方案。

10 基于自适应极化合成的球面共形相控阵波束合成算法

张　宙，韩国栋

2020, 42(8):50-55.

[摘要](5080) [HTML](0) [PDF 12.15 M](285)

摘要:
在共形阵中,由于阵元最大指向不一致以及阵面曲率影响,造成辐射单元的方向图各不相同,阵因子与单元因子难以分离;并且各个单元的极化各不相同,导致产生严重的交叉极化分量。通常的平面相控阵波束合成算法已不能适用于共形相控阵。针对以上问题,提出一种基于自适应极化合成的球面共形相控阵波束合成算法,将极化合成问题转变为相位补偿问题,能够根据共形相控阵天线波束指向角的变化,自适应改变各通道极化补偿相位;设置选通角,根据波束指向实时选通部分阵面,采用坐标变换和矢量合成方法实现球面共形相控阵天线的波束合成。通过加工和测试天线样机,验证了波束合成算法的性能。

11 生成对抗网络在雷达反欺骗干扰中的应用框架

杨志峰，李增辉，刘　笑，冀鑫炜，王恩堂

2020, 42(8):56-60.

[摘要](4963) [HTML](0) [PDF 5.61 M](222)

摘要:
在传统研究中,关于如何形成最能模拟目标的欺骗干扰,以及如何提取最能辨识欺骗干扰的特征,都没有现成的理论方法。文中提出了解决这一问题的研究框架,引入深度卷积神经网络(CNN)作为判决器训练反欺骗干扰,再验证CNN网络的对抗性样本风险。在此基础上,以CNN网络为基础构建物理约束的生成对抗网络,从而实现欺骗干扰与反欺骗干扰闭环连接,通过数据训练使二者相互激励并趋向纳什均衡。

12 基于PHD滤波的舰载雷达与ESM融合算法

周文辉

2020, 42(8):61-66.

[摘要](5156) [HTML](0) [PDF 7.10 M](186)

摘要:
针对雷达与电子支援侦察(ESM)主被动传感器联合定位与目标跟踪,提出了基于概率假设密度(PHD)滤波的雷达-ESM融合算法,并给出了其混合高斯实现方法。该算法能够利用多ESM侦察信息实现联合目标定位及识别,还可综合雷达信息实现异源传感器融合,从而实现杂波环境下多目标高精度跟踪及目标检测。大量蒙特卡洛仿真实验表明:该算法是一种有效的雷达-ESM协同跟踪融合方法。

13 基于性能保障的雷达测试技术研究

高洪青

2020, 42(8):67-70.

[摘要](5012) [HTML](0) [PDF 4.74 M](222)

摘要:
首先,介绍了以雷达作用距离、天线方向图作为相控阵雷达基于性能保障的重要指标;其次,介绍了远场条件下通过功率孔径积的测试评估雷达作用距离的下降;然后,通过天线方向图的仿真建模,分析了天线辐射单元的失效率、失效位置对天线方向图的影响;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。

14 大功率星载SAR天线电源系统脉动电流抑制研究

蒋　华，花　韬，黄　炼，金　晖，华　明

2020, 42(8):71-75.

[摘要](4813) [HTML](0) [PDF 5.88 M](204)

摘要:
大功率星载合成孔径雷达(SAR)天线因脉冲重复频率(PRF)工作的峰值功率导致卫星一次电源母线上形成一定幅值的脉动电流,其对卫星平台母线的安全稳定运行具有重要影响。文中分析了SAR天线电源系统脉动电流的特性,建立了SAR天线电源系统脉动电流传输的交流电路模型。在此基础上,分析了一次电源内阻、输入与输出电容、PRF等参数对一次母线脉动电流抑制的理论依据,说明了SAR天线电源输出电容容量是抑制母线脉动电流的关键因素。仿真和实验验证了分析结果的正确性,说明文中研究对SAR卫星工程中电源系统脉动电流的抑制具有一定的参考价值。

15 基于作业表的多普勒天气雷达运行系统

李冬洋，严　勇

2020, 42(8):76-80.

[摘要](4905) [HTML](0) [PDF 11.08 M](267)

摘要:
文中提出了一种基于作业表的多普勒天气雷达控制运行系统的设计,并详细介绍了作业表的概念、组成结构和调度方法,给出的应用实例表明该设计可满足需求,方案可行。该系统的设计为当前流行的无人值守和智能观测需求提供了实现基础,不仅可涵盖目前用户在多普勒天气雷达运行控制方面的所有需求,而且预留了与气象识别和扫描策略制定模块的对接接口,能够快捷地构建天气雷达自适应观测系统,最大限度发挥天气雷达在灾害性天气监测预警中所起的作用,还可作为各型号天气雷达控制系统的设计借鉴。

16 多雷达资源管控技术设计与研究

郭加赐，刘　林

2020, 42(8):81-85.

[摘要](5044) [HTML](0) [PDF 2.96 M](220)

摘要:
针对多目标跟踪的情况,设计了一种多雷达资源管控方法,在满足雷达检测概率和资源约束的前提下,研究雷达组网的多目标分配,对雷达波束驻留时间及波束指向进行管控,优化雷达最终的跟踪效果,设计了算法实现,并通过仿真验证了算法的可行性。

17 铜、镁复合添加对雷达电子封装用Al/50%Si材料组织和性能的影响

吕梦琴，陈斯文

2020, 42(8):86-90.

[摘要](5107) [HTML](0) [PDF 11.98 M](257)

摘要:
采用热压烧结制备Al/50%Si复合材料。利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察复合材料的微观组织。研究复合添加0.5~4%Cu和0.5%Mg对材料显微组织、力学性能和热物理性能的影响。结果表明:复合材料组织均匀细小,致密度高,综合性能好,当Cu添加量不超过1%,Mg添加量为0.5%时,Si颗粒没有粗化;当Cu添加量达到2%,Mg添加量为0.5%时,Si颗粒逐渐粗化。添加1%Cu和0.5%Mg后Al/50%Si复合材料的相对密度从98.5%上升到99.9%,抗拉强度和抗弯强度可分别达到293 MPa和412 MPa,热膨胀系数和热导率分别为11.0×10-6/K和138 W/(m·K),完全满足高性能雷达用电子封装材料的性能要求。

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