2022年第2期文章目次

2022, 44(2):1-8.

[摘要](5177) [HTML](0) [PDF 22.18 M](459)

摘要:
针对进行实际大场景合成孔径雷达(SAR)图像舰船检测时容易出现众多陆地上的虚警问题,文中提出一种基于纯背景混合训练的方法来抑制大场景SAR舰船检测的虚警。该方法的核心是将不含有舰船的图像样(纯背景样本)也输入到网络中进行训练,使网络能够学习纯背景样本特征,最终实现陆地上一些与舰船相似度高的强散射亮点的虚警抑制。由于现有公开的数据集缺少纯背景图像样本,为了便于验证该方法的有效性,文中还组建了由10幅Sentinel-1大场景SAR图像组成的纯背景混合训练SAR舰船检测数据集。在该数据集上,两种单阶段检测(RetinaNet和SSD)和两种双阶段检测器(Faster R-CNN和Cascade R-CNN)的实验对比结果表明纯背景混合训练可以有效抑制大场景SAR图像中舰船检测的虚警。

2 基于“当前”统计模型的容积卡尔曼滤波算法

张彪，薛俊杰，杨自豪，王涛，徐光辉

2022, 44(2):9-15.

[摘要](4933) [HTML](0) [PDF 12.97 M](246)

摘要:
由于雷达探测目标是在极坐标系下进行的,因此在直角坐标系下建立雷达跟踪系统的状态方程和观测方程时,观测方程是非线性的,基于“当前”统计模型的机动目标跟踪不能直接通过标准卡尔曼滤波实现。文中在“当前”统计模型基础上,提出用容积卡尔曼滤波来实现非线性滤波,并将其与扩展卡尔曼滤波进行比较。通过对一个三维空间中机动目标跟踪的仿真,表明该算法能稳定跟踪目标,且跟踪精度高。

3 一种强杂波密度环境下的多目标跟踪算法

刘政玮，陈映，鲁耀兵

2022, 44(2):16-22.

[摘要](4911) [HTML](0) [PDF 18.12 M](249)

摘要:
针对传统基于随机集的多目标跟踪方法高斯混合概率假设密度滤波器在强杂波环境下,会出现目标数目过估计及目标状态估计误差急剧增大的问题,提出了一种适用于强杂波密度环境下的多目标跟踪算法。该算法在概率假设密度平滑器基础上,在预测步通过量测与预测值之间的残差值确定椭圆门限值,从而获得与目标真实状态相近的量测值,降低了滤波器的时间复杂度;同时,在使用有效量测对高斯项进行更新的过程中,利用各高斯项的椭球门体积自适应调整更新公式中杂波强度参数,提高了多目标跟踪精度。仿真结果表明:该方法在强杂波密度环境下可有效降低计算时间并提高多目标跟踪精度。

4 基于单快拍稀疏重构的阵列雷达前视成像

赵会宁，贺思三，樊晨阳，杜敦伟

2022, 44(2):23-28.

[摘要](4939) [HTML](0) [PDF 12.64 M](142)

摘要:
针对阵列雷达前视高分辨成像问题,文中提出了一种基于单快拍数据稀疏重构的成像算法。在对各阵元回波信号进行脉冲压缩及运动校正后,以波束指向角为中心在主瓣范围内构建信号矢量及对应观测矩阵,利用稀疏贝叶斯学习算法对当前指向角多个阵元的单快拍数据进行稀疏重构,得到散射系数分布;进一步对不同指向角重构所得散射系数进行幅度积累,得到最终的前视图像。仿真结果表明,该算法能在低角度采样率条件下获得有效的前视超分辨图像。

5 基于凸松弛优化的非规则子阵设计方法和性能对比

陈吉源，徐振海，曾晖，杨功清，李欣欣，张智猛，刘煜孜

2022, 44(2):29-34.

[摘要](4922) [HTML](0) [PDF 12.25 M](155)

摘要:
子阵技术是大型相控阵系统成本控制的关键手段,文中介绍了基于凸松弛优化的两类非规则子阵设计方法。首先,建立了子阵划分模型;然后,介绍了基于迭代凸松弛规划的求解方法和基于加权 L1 范数迭代凸优化的求解方法,这两种方法均能实现子阵精确覆盖,但电性能和计算效率存在一定差异,可根据不同运用需求选择求解方法;最后,仿真实验验证了这两类设计方法的有效性和可行性。

6 联合作战条件下战场态势一张图功能模型构建

李昌玺，王灿，徐颖，于朋，刘亚飞，崔宁

2022, 44(2):35-40.

[摘要](4887) [HTML](0) [PDF 7.54 M](152)

摘要:
战场态势一张图功能模型是战场态势一张图的核心。构建合理高效实用的战场态势一张图功能模型,是显示战场态势一张图的基本要求。文中首先从时效性、一致性和全程性三个方面阐述了联合作战对战场态势一张图的内在要求;然后,从基础层、功能层和应用层三个层面设计了战役级战场态势一张图层次结构图,并构建了战场态势一张图功能模型总体框架。在此基础上,重点从信息获取模块、情报融合模块、态势显示模块和态势决策模块四个部分对总体框架进行了具体构设。

7 基于人工智能算法的海浪监测阵列雷达

杜磊，李忱，尹光，林思夏

2022, 44(2):41-48.

[摘要](5054) [HTML](0) [PDF 17.55 M](219)

摘要:
文中介绍了基于人工智能算法的阵列雷达设计及参数,采用仿真方法分析了三台测波雷达不同布局时的误差,得出三台雷达的脚印为直角三角形时误差最小。然后,基于直角三角形布局给出了合成流场算法,并推导了海浪散射模型,由此分析距离和速度特征提取的方法。由于海浪散射信号较复杂,文中采用人工智能算法中的智能粒子群算法和聚类分析方法,提取海面特征参数。最后,给出了 2021 年 5 月在江苏兴化湾海上风电场中利用阵列雷达与浪笼测量数据的对比分析。对比结果表明阵列雷达能够满足实际使用要求。

8 小样本下的抗主瓣间歇采样转发干扰目标检测方法

陈琳滨，张钰，纠博，刘宏伟

2022, 44(2):49-57.

[摘要](4946) [HTML](0) [PDF 14.41 M](142)

摘要:
基于现阶段应用于雷达抗干扰研究中的深度神经网络模型大多是在大量有标签的仿真数据样本上进行多次优化更新,当样本数量受限时,极易出现参数估计偏差大及过拟合问题,文中提出了一种基于Wasserstein 生成对抗网络的小样本抗主瓣干扰目标检测方法。该方法首先利用深度神经网络构建了从接收到抗干扰检测的端到端的处理过程,然后采用Wasserstein 生成对抗网络学习相应的样本分布实现对回波数据的增广,使得抗干扰检测网络能够通过充分训练获得更具判别性的特征表示,进而实现理想的检测效果。基于小样本数据集的实验结果表明:该方法能够驱动检测网络获得更好的抗干扰和目标检测性能,验证了所提方法的有效性。

9 基于遗传重采样粒子滤波的弹道跟踪方法

江涛，范斌，秦武韬

2022, 44(2):58-63.

[摘要](5077) [HTML](0) [PDF 6.58 M](137)

摘要:
在雷达对目标的跟踪过程中,受不同位置回波干扰的影响,测量噪声常表现出以闪烁噪声为代表的非高斯特性,严重破坏了卡尔曼滤波算法的高斯假设,使得卡尔曼滤波器的估计精度大幅下降。同时,不依赖高斯假设的粒子滤波又存在着粒子退化等问题,无法获得良好的跟踪效果。针对这一情况,文中借鉴生物遗传思想,给出了基于遗传重采样的粒子滤波算法,在重采样过程中分别利用粒子的选择、交叉和变异模拟自然界基因的选择、组合和变异,保证了粒子群的全面性和代表性,避免了迭代过程中的粒子退化,解决了测量噪声非高斯条件下的滤波问题。此外,文中将这一方法应用至自由段跟踪中并进行了数学仿真。仿真结果表明:在非高斯噪声条件下,文中所提滤波算法具有较扩展卡尔曼滤波和 Huber滤波更好的适应性和更优的估计精度。

10 基于高清摄像头3D人脸识别的探地雷达道路识别技术

姜天水，王建国

2022, 44(2):64-68.

[摘要](4981) [HTML](0) [PDF 13.83 M](123)

摘要:
针对常规的人机交互方法识别探地雷达(GPR)数据变化效率低下的问题,提出一种利用高清摄像头三维(3D)人脸识别的三维探测雷达道路识别方法。首先,给出了高清摄像头 3D 人脸识别方法框架;然后,分析利用该方法进行雷达道路识别的可行性,并利用主成分分析模型对雷达数据进行降维和特征识别;最后,在仿真实验中证明文中所提方法的可靠性和实用性,所提方法不但能够获得较高的人脸识别精度,而且可以准确识别 GPR 数据中的异常值。文中方法不但可以将 3D 人脸识别技术应用到 GPR 识别领域,而且为道路异常识别提供了理论参考。

11 基于 MVDR 算法的频控阵雷达干扰抑制方法

毛攀峰，朱贤辉

2022, 44(2):69-74.

[摘要](5085) [HTML](0) [PDF 10.89 M](456)

摘要:
为提高频控阵雷达的抗干扰能力,针对基于最小方差无失真响应(MVDR)波束形成算法的频控阵雷达干扰抑制方法进行了研究。首先,构建了频控阵阵列系统的信号模型,基于信号模型推导了基于频控阵的 MVDR 波束形成算法;然后,将传统相控阵中的 MVDR 波束形成算法应用到频控阵当中;最后,通过仿真分析了 MVDR 波束形成算法的抗干扰能力。仿真结果表明:采用 MVDR 波束形成算法能够实现目标位置增益最大;此外,信号输出信噪比随输入信噪比的增大而逐渐增大。文中研究能有效提高频控阵雷达在距离与角度维度的抗干扰能力,对于提升雷达检测系统的性能具有重要意义。

12 一种改进现有机载雷达探测性能的多普勒处理新技术

杜改丽，封治华

2022, 44(2):75-83.

[摘要](4993) [HTML](0) [PDF 23.66 M](182)

摘要:
文中提出了一种自适应多普勒补偿算法,用来缓解近距离单元中退化的空时自适应处理( STAP)性能,从而提高机载雷达探测性能。自适应特性可以避免飞机对雷达参数的实时性的需要。同时,提出了一种有效的 STAP 算法用来检测和估计目标参数,输入 STAP 权值数据以获得三维数组,并且利用三维数组的距离投影来检测和估计目标的距离,利用角度-多普勒投影来估计目标的空间和时间参数。在本研究中,基于一个机载相控阵雷达模型的合成数据生成估计协方差矩阵。所提出的 STAP 算法非常接近机载雷达平台的实时实现方案。通过对合成数据的目标参数估计和 STAP 度量,验证了自适应多普勒补偿算法的有效性。

13 一种右旋圆极化非谐振波导缝隙阵列天线设计

刘苇航，韩国栋

2022, 44(2):84-88.

[摘要](4948) [HTML](0) [PDF 11.42 M](259)

摘要:
文中提出一种基于能量传输理论的非谐振波导缝隙阵列设计方法,设计了一款右旋圆极化非谐振波导缝隙阵列天线。圆极化由加载在波导缝隙上的切角正方形波导圆极化腔实现,文中分析了腔体的各设计参数对圆极化特性的影响,实现了圆极化腔与波导缝隙的分离设计。设计的 8×8 阵列天线工作在 17 GHz,主频处能量辐射效率大于 94 ,主瓣增益25.71 dB,主瓣最低轴比 1.45 dB,在3 dB 波束宽度内轴比均小于3 dB。

14 机动性三坐标雷达的结构精度分析

赵新舟

2022, 44(2):89-94.

[摘要](5108) [HTML](0) [PDF 5.35 M](138)

摘要:
为了减小机械结构误差对雷达系统精度的影响,从基本误差分析理论出发,结合装配误差分析、机构精度分析,提出机动性三坐标雷达的机械结构精度分析方法,包括方位角和俯仰角的误差计算;同时,结合实例分析了影响雷达结构精度的各种因素,并给出具体计算方法和计算结果,该方法可广泛应用于机动性三坐标雷达的系统结构精度分析。文中还总结了提高结构精度的措施,包括提高结构系统刚度、提高制造和安装精度、控制温度变形、消除系统误差等,可为机动性三坐标雷达结构精度设计提供借鉴。

15 基于数字化布线模型和工艺的电装总装实施

陆洋，胡长明，成猛，戴苏亚

2022, 44(2):95-99.

[摘要](5156) [HTML](0) [PDF 14.74 M](146)

摘要:
三维(3D)布线技术是结构工艺数字化样机设计及应用的重要组成部分。文中运用 3D 布线设计和 3D 工艺设计技术进行雷达产品线缆布线模型设计和工艺设计。依据 3D 布线模型和 3D 布线工艺开展布线装配实施,将雷达产品基于实物的电装生产方式转换成为基于模型的总装生产模式,达到精准、快速生产的目的。

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