2021年第5期文章目次

2021, 43(5):1-8.

[摘要](5057) [HTML](0) [PDF 4.41 M](253)

摘要:
当前多输入多输出(MIMO)雷达的波达方向(DOA)估计算法都是在各发射阵元的发射信号间完全正交(POWS)的条件下提出的。当发射信号正交性无法满足时,DOA算法的估计性能会出现明显衰减。针对发射信号不完全正交(NonPOWS)时的DOA估计问题,文中提出了基于修正矩阵转换的MIMO阵列降维Root-MUSIC算法。利用发射信号的相关矩阵构造修正转换矩阵,对接收信号进行修正,保证修正后的接收信号模型与理想的发射信号完全正交条件下的虚拟阵列信号模型相同。为了降低运算复杂度,利用降维转换矩阵将数据矩阵变换到低维数据空间。在对由于发射信号非正交性和转换矩阵引入的色噪声进行预白化处理后,利用Root-MUSIC算法对预白化后的接收数据进行DOA估计。仿真试验表明:在非正交发射信号的情况下,与现有算法相比,文中算法具有更好的角度估计性能和更低的运算复杂度。

2 高动态低信噪比CPFSK信号快速检测方法

王娜，金磊

2021, 43(5):9-15.

[摘要](5009) [HTML](0) [PDF 7.74 M](203)

摘要:
针对高动态、低信噪比环境下连续相位频移键控(CPFSK)信号难以快速检测问题,提出了一种可快速检测CPFSK信号的多符号检测方法。在信号采样状态对采样数据进行乒乓读写控制,实现接收信号的准实时快速检测;在数据处理状态根据调频码元速率和调频指数对采样数据进行正、负频率预补偿,削弱调频频率的频谱影响;对积分数据加矩形窗进行频谱平滑,采用积分峰值与自适应检测门限进行判决解算,提高CPFSK信号的检测概率和测频精度。试验与分析表明:该方法在高动态、低信噪比环境下可明显提高CPFSK信号的检测性能。

3 密集杂波环境下基于KD树优化的DBR-RANSAC目标跟踪算法

孙藏安，连豪，史小斌，同非

2021, 43(5):16-23.

[摘要](4812) [HTML](0) [PDF 13.74 M](647)

摘要:
地面战场侦察雷达存在虚假目标多、真实目标难以区分等问题。为了降低复杂环境下密集杂波的影响,形成稳定航迹,并提高雷达数据处理的实时性,文中提出一种基于K维树优化的密度聚类随机采样一致性多目标跟踪算法,降低使用批处理进行航迹起始时对大量数据进行密度聚类带来的运算负担;同时,利用相控阵雷达的波位信息对数据关联过程进行优化。仿真和试验数据验证表明:文中提出的算法在密集杂波环境下可有效提高运算效率并保持较高的跟踪性能。

4 一种抑制雷达脉冲压缩旁瓣的新方法

蒋忠礼，葛俊祥，郑启生

2021, 43(5):24-31.

[摘要](4984) [HTML](0) [PDF 4.57 M](237)

摘要:
为解决雷达脉冲压缩通过海明窗、汉宁窗等加权方法降低旁瓣,但引起主瓣展宽、影响雷达分辨率问题,文中提出了一种在保持雷达脉冲主瓣宽度基本不变下抑制雷达脉冲压缩旁瓣的新方法。以线性调频信号为目标信号,以海明窗作为脉压窗函数,通过3阶高斯拟合得到一种新型窗函数。相比于一般匹配滤波方法,该窗函数在脉冲压缩后主瓣不展宽的条件下,可以使脉压输出信号的第一旁瓣峰值下降4 dB。为适应对旁瓣抑制能力有更高要求的情况,通过对该窗函数变量的调节,可以实现对主瓣展宽和峰值旁瓣的灵活调整。研究结果表明:在一定范围内,所设计窗函数的旁瓣抑制能力明显优于凯塞窗,通过多目标的脉冲压缩仿真实验,验证了该窗函数变式在区分两个邻近目标能力的使用效果。

5 基于数字化样机的机载雷达模型仿真与作战效能评估

崔啸，孟祥东，叶玲平，李涛，戴伟

2021, 43(5):32-37.

[摘要](4983) [HTML](0) [PDF 15.87 M](436)

摘要:
数字化样机是在雷达研发阶段,依据雷达设计方案和参数做出的一整套预先验证雷达综合性能的完备的计算机仿真系统。数字化样机以作战场景想定为输入,以雷达探测性能为输出,是对雷达装备效能评估的有效手段。通过数字化样机构建作战场景与雷达模型,在数字化体系仿真中可以实时显示评估雷达各项性能指标参数情况,为雷达方案设计优化和雷达处理算法测试与验证提供科学可靠的参考和依据。

6 宽频带大口径雷达的幅相失真补偿方法

张锐，柯长海，高爱明

2021, 43(5):38-43.

[摘要](4874) [HTML](0) [PDF 24.98 M](223)

摘要:
当雷达发射信号的瞬时带宽较大时,为满足宽带成像要求,一般需要对系统幅相失真进行补偿。文中介绍了一种针对宽频带大口径地基雷达的系统幅相失真补偿方法,直接利用球形卫星回波数据提取雷达幅相失真函数,同传统方法相比,提高了相位失真函数提取精度,并能够在较低信噪比条件下完成幅相失真补偿函数提取,补偿后的高分辨距离像和逆合成孔径雷达成像质量显著提高。

7 基于深度学习理论下电子海图与雷达图像船舶感知信息融合

王百勇，张艳华，贾俊乾

2021, 43(5):44-50.

[摘要](5022) [HTML](0) [PDF 12.24 M](256)

摘要:
基于深度学习理论,对电子海图与雷达图像船舶感知信息融合进行了研究,通过三维点云数据特征将满足要求的点云筛选出,并将点云数据在二维平面投影进行聚类。支持向量机(SVM)分类器和视觉显著性两种方法结合跟踪船只,采集正负样本并进行正负样本的方向梯度直方图特征提取,完成SVM分类器训练;通过训练好的SVM分类器识别视频图像的目标船只,利用亮度、颜色等一致性特点检测此感兴趣区域的显著性。分析了视觉显著性、激光雷达、SVM分类器检测实施船只的追踪和位置定位功能,将视觉显著性、激光雷达、SVM分类器三者之间存在的相应转化关系进行分析研究,从而得到激光雷达系统和拍摄相机间的联动性能,并予以连接,最终完成电子海图和激光雷达影像,传感器在进行数据上传的同时,可以实时进行。实验表明:电子海图和雷达图像融合检测真正率为97.14%。

8 穿透式寿命探测雷达对人体运动轨迹的探测

彭浩，王虹

2021, 43(5):51-56.

[摘要](4913) [HTML](0) [PDF 5.41 M](214)

摘要:
针对封闭空间建筑物透视雷达运动目标的跟踪问题,基于穿透式寿命探测雷达,深入研究人体运动轨迹的探测,从而构建可以实现人体运动目标模型的协方差矩阵及状态转移矩阵,使用邻域简化联合概率数据互联方法解决点迹争夺及航迹分叉等问题,可以避免产生虚假航迹的现象。将Matlab仿真验证算法应用在机动目标、简单运动单目标以及多目标中;对外场实测数据进行采集并处理,在多层墙体穿透、单目标以及多目标中都获得良好的效果,可滤除虚假杂波点,将目标运动轨迹准确标出。

9 基于激光测距雷达和机器视觉的障碍物检测

袁红斌，曹会群，欧群雍

2021, 43(5):57-62.

[摘要](5041) [HTML](0) [PDF 7.07 M](170)

摘要:
基于激光测距雷达和机器视觉车载相机,对智能车道路的障碍物检测进行了研究。通过分析,选用激光雷达及CMOS车载相机,标定了雷达和相机,为改进低照度环境下提取图像存在的缺陷,制定了Retinex算法来增强低照度图像。因两种传感器频率不同,结合D-S证据理论,将车载相机和激光雷达数据进行融合,对真实环境中的行人和车辆信息进行准确识别,融合相关数据后可以发现,与单一传感器相比,该系统检测的概率更高。在验证过程中,通过比较数据融合前后智能车避障轨迹开始点及障碍物间距离,相比于障碍物间距离,第六个目标避障中数据融合后避障轨迹开始点距离最小,第四个目标避障中提前距离最大,验证了传感器数据融合后对障碍物检测更有效、及时。

10 基于快时间序列STAP的机载阵列雷达主瓣干扰抑制方法

张怀根

2021, 43(5):63-65.

[摘要](5030) [HTML](0) [PDF 1.40 M](166)

摘要:
机载阵列雷达可通过传统空时二维自适应处理方法(STAP)处理方式在空域抑制副瓣干扰信号,但当目标和干扰角度一致时,传统STAP方法无法有效抑制此类主瓣干扰。通常,电子战天线的干扰波束宽度较宽,干扰信号经地面反射后可形成多径信号进入雷达波束,利用直达干扰信号与多径干扰信号的相关性可有效抑制主瓣干扰信号,提高目标信号的检测概率。仿真和实测数据表明了该方法的有效性。

11 用于射频能量收集的整流天线设计

姚峰，孙虎成

2021, 43(5):66-72.

[摘要](4922) [HTML](0) [PDF 13.74 M](224)

摘要:
设计了一款具有陷波功能的天线,用来提高射频能量收集系统的能量采集效率。由于射频能量收集系统后端整流电路中二极管具有非线性效应,在整流过程中会产生高次谐波。产生的高次谐波会反向传输至天线并向外辐射,从而造成能量损耗,降低整个射频能量收集系统的效率。为了抑制高次谐波,通常可在整流二极管前加载带通滤波器。但滤波器的使用会增加系统尺寸并引入额外插损。针对此问题,将该谐波抑制天线与设计的2.45 GHz整流电路相连接,可制成具有谐波抑制的整流天线。对该谐波抑制整流天线进行实测,并与另一无谐波抑制的整流天线进行了对比。实测结果表明:具有谐波抑制功能的整流天线比无谐波抑制的效率高4.1%。由此可知,在射频能量收集系统的应用中,具有谐波抑制功能的陷波天线作为接收天线,可提高系统能量收集效率;同时,由于在整流电路中免去了滤波器,可实现整个能量收集系统的小型化。

12 基于特征模理论的微带天线双线极化RCS缩减设计

刘亚昆，贾丹，杜彪

2021, 43(5):73-79.

[摘要](4836) [HTML](0) [PDF 15.12 M](401)

摘要:
文中以特征模理论为指导,通过天线修形方法实现了微带天线双线极化宽频带雷达散射截面(RCS)缩减设计。对天线的特征模式进行分析,根据模式权重系数选取主要散射模式,并利用辐射和散射模式电流的区别,在保证辐射性能前提下,通过天线修形技术抑制主要散射模式实现了微带天线的双线极化宽频带RCS缩减设计。仿真结果表明:与参考天线相比,低散射天线在0.5 GHz~2.7 GHz (137.5%)频带内实现了同极化和交叉极化RCS缩减,缩减峰值分别为13.0 dB和13.2 dB,且天线增益下降小于0.8 dB。该方法为宽带双线极化低散射天线研发提供了新的理论指导。

13 主动拦截防护系统探测雷达防弹天线罩设计

马可，田江

2021, 43(5):80-84.

[摘要](4855) [HTML](0) [PDF 10.99 M](215)

摘要:
针对主动拦截防护系统探测雷达防护能力问题,设计了一种X波段连续波雷达防弹天线罩。首先,根据雷达的应用场景提出了天线罩设计原则;然后,应用超高分子量聚乙烯材料制作出防弹天线罩,并对其进行了电气性能、防护性能和外场试验测试。测试结果表明:设计制作的防弹天线罩具有良好的电气性能和防护性能,可以满足主动拦截防护系统对探测雷达自身防护能力的需求。

14 机载雷达综合网络射频通道隔离度改进研究

刘垄，张成浩

2021, 43(5):85-89.

[摘要](4964) [HTML](0) [PDF 9.93 M](158)

摘要:
为了改进机载雷达综合网络射频通道之间的射频隔离度,文中根据射频通道之间的耦合模式分析和仿真计算提出了两种改进措施以抑制射频信号间的耦合效应。改进后综合网络射频通道间的隔离度提高了约20 dB,满足雷达阵面使用要求。针对机载雷达严苛的环境条件,进一步改进了综合网络射频印制板的设计和射频连接器的设计,使之通过了机载环境试验考核,该方法可以广泛用于工程实践中。

15 机载电子单元机箱结构动力学特性分析与拓扑优化设计

李齐兵，胡建，鲁亚辉

2021, 43(5):90-94.

[摘要](4935) [HTML](0) [PDF 12.21 M](447)

摘要:
优良的结构形式可以减轻机载电子设备在飞机飞行过程中受到的振动,有效保护设备内部精密的电子元器件,从而保证机载设备长期稳定工作。强度高、质量轻的电子单元机箱正在成为机载电子设备设计的趋势,组合式机箱以成本低、变形小、尺寸稳定性好、设计空间丰富等诸多特征在机载产品中应用广泛。文中以某机载组合式机箱为研究对象,运用有限元仿真方法,对单元组合式机箱关键承力零件进行拓扑减重设计及尺寸优化设计。根据最终优化结果,进行整体组合式机箱动力学强度校核。研究结果证明:优化后的组合式机箱结构既减轻了质量,又满足结构设计强度要求。

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