2022年第7期文章目次

2022, 44(7):1-7.

[摘要](5081) [HTML](0) [PDF 4.78 M](106)

摘要:
针对现有反导预警体系对临近空间高超声速目标预警探测能力不足的问题,基于目标特性详细分析体系内各预警装备对其适用性并提出相应对策。在给出目标运动模型的基础上,通过建立红外探测模型和雷达探测模型,采取与弹道导弹比较的方式详细、定量分析目标飞行高度和横向机动能力对地基雷达的影响及红外辐射可探测性性能,并提出反临预警探测对策。分析结果表明,高超声速目标更低的飞行高度和更强的机动能力导致雷达对其搜索捕获难度更大,但其红外辐射强度大使得对其预警时间更长。仿真数据验证了分析结果的正确性,可为反临预警探测体系建设提供技术支撑。

2 基于双重自适应策略的旋转相控阵雷达任务调度方法研究

杨靖北，王治飞，于俊朋

2022, 44(7):8-14.

[摘要](5129) [HTML](0) [PDF 9.42 M](94)

摘要:
针对旋转相控阵雷达任务调度过程中资源利用不充分问题和调度算法优化需求,提出基于双重自适应策略的任务调度算法(TSM-DAS)。首先,通过探究旋转相控阵雷达扫描特性,将雷达任务分为两类;然后,针对不同类型任务的调度时间差异,提出任务调度的双重自适应策略;最后,结合任务时间窗、优先级和贪心算法,给出基于双重自适应策略的任务调度算法,并通过仿真实验对TSM-DAS进行验证。实验结果表明,相比其他同类算法,TSM-DAS能够有效提升雷达资源利用率,降低任务截止期错失率,从整体上提升旋转相控阵雷达的任务调度效能。

3 基于圈间时频特性的海面小目标检测技术

舒亚海

2022, 44(7):15-18.

[摘要](5029) [HTML](0) [PDF 4.35 M](78)

摘要:
针对海面慢速微弱目标的回波能量较低,且在时域或频域上与海杂波难以区分的难题,文中提出一种基于圈间时频特性的海面小目标检测技术,对低门限检测结果单元进行平滑伪 Wigner-Ville分布(SPWVD)变换,并计算下一圈当前单元在搜索窗口上的检测单元SPWVD相似度,只有满足门限才判定为真实目标。实测数据表明,该算法可以有效检测海面微弱目标。

4 分布式探测系统的时频同步方法研究

李圣衍，江　涛，吴志乾

2022, 44(7):19-24.

[摘要](5006) [HTML](0) [PDF 4.82 M](111)

摘要:
时频同步是分布式探测系统中的关键技术之一。文中首先分析了分布式探测系统两种典型的处理方式对时频误差的要求,提出了一种利用卫星电视信号传递时间和时频同步的方法,介绍了其基本原理、系统构成等;随后提出了基于卫星信号传递时频信息的分布式探测系统,阐述了利用时频同步信息进行收发节点控制的原理;最后通过构建一发三收的仿真场景,利用工程上可实现的时频精度,给出不同误差条件下的相参、非相参处理结果。结果表明,利用卫星电视信号传递时频信息可以应用在分布式探测系统中,能够获得非相参处理的效益。

5 基于多源异构综合航迹的目标自动告警算法研究

曾利凯，李　归，任　财

2022, 44(7):25-30.

[摘要](5025) [HTML](0) [PDF 3.58 M](56)

摘要:
随着空中、水面、水下等各种军民领域航行器的发展,对目标进入/ 离开重要区域、越过分界线等实时监测越来越受到关注。针对传统人工告警方式存在的判断不准确和告警不及时等问题,设计了一种基于异构综合航迹的自动告警和预警应用系统,可根据实际需求自定义预警和告警规则,自动对满足告警规则的目标进行判断和告警提示,并能够进行时间和距离预告警。文中详细介绍了算法的理论基础,描述了几种常用告警的处理流程。仿真结果显示算法有效可行。

6 强杂波下微弱目标检测方法研究

刘衍会，张宏武

2022, 44(7):31-37.

[摘要](4998) [HTML](0) [PDF 10.85 M](127)

摘要:
微弱目标检测是现代应用雷达技术领域重要的研究方向之一。但面对现代的低空防御武器以及在超强杂波下的微弱目标,应用雷达的检测以及各类研究技术必须有进一步的提升。针对各种杂波、强波条件下目标检测的难题,文中提出了一种基于MHT&VA的检测前跟踪(TBD)算法的微弱目标检测方法。首先,对雷达测量目标及模型进行了归纳总结;其次,提出了基于分析标准的Hough变换的TBD算法并对其步骤进行优化,得出最优解的目标特征检测;最后,通过分析文中算法的仿真实验结果,验证了文中算法具备微弱目标特征点的检测能力。通过对比算法可知,文中所提出的基于MHT&VA的TBD算法能够解决强杂波下微弱目标检测困难的问题,同时也具备较好的稳定性。

7 基于随机森林的雷达目标多维特征检测方法

欧阳可赛，黄中华，于俊朋

2022, 44(7):38-42.

[摘要](4952) [HTML](0) [PDF 4.87 M](97)

摘要:
传统基于统计模型的雷达目标检测算法往往仅利用雷达探测回波的能量信息分辨雷达目标,其难以适应密集杂波环境下的雷达探测感知场景,从而显著降低雷达目标探测性能。针对密集杂波背景下的雷达目标检测难题,本文引入随机森林算法,提出一种基于随机森林的雷达目标多维特征检测方法。利用随机森林方法充分融合雷达探测目标回波中时间维、空间维、距离维等多个维度的特征,形成对雷达目标与环境杂波差异的深度刻画,从而实现精准鲁棒的雷达目标检测,显著提升雷达的目标检测性能。最终,基于雷达实测数据对本文所提方法的性能进行验证,实验结果充分验证了本文所提算法的有效性。

8 一种基于卷积神经网络的LFM信号超低副瓣脉冲压缩方法

邱明劼，王建明，伍光新

2022, 44(7):43-49.

[摘要](4997) [HTML](0) [PDF 7.64 M](87)

摘要:
脉冲压缩技术是为了解决雷达探测威力与距离分辨力之间的矛盾而提出的。传统匹配滤波方法采用加汉明窗等窗函数的手段抑制脉冲压缩后的副瓣电平,但只能将压缩后的副瓣电平进行一定程度上的抑制,并且带来了不必要的主瓣展宽。近年来,基于卷积神经网络的信号处理技术被广泛应用于各个领域。文中提出了一种新的基于卷积神经网络的线性调频信号脉冲压缩方法,能够在获取近似理想脉冲压缩主瓣的同时,极大地抑制副瓣电平。该方法共由三个子网络组成,分为两个阶段进行。在第一个阶段,使用两个一维卷积神经网络分别从雷达回波信号的实数部分和虚数部分提取特征,并实现初步脉冲压缩;然后基于第一阶段子网络的输出,在第二阶段中利用含有一层隐藏层的子网络来完成脉冲压缩。通过仿真验证,与传统匹配滤波方法相比,该方法可以在获得极窄的脉冲压缩主瓣情况下将脉冲压缩副瓣电平抑制在-85dB以下,方法有效性得到了充分验证。

9 基于自注意力的合成孔径雷达图像目标分类方法

凌旭峰，杨红卫，王晓波

2022, 44(7):50-55.

[摘要](4999) [HTML](0) [PDF 8.83 M](78)

摘要:
基于自注意力的视觉变换器(ViT)模型在自然语言处理和计算机视觉领域显示出强大的特征提取和模式表征能力。针对合成孔径雷达(SAR)图像特征与自然物体图像特征存在明显差异的问题,文中提出一种使用ViT 模型进行SAR 图像目标分类识别的方法,探索基于自注意力的深度学习模型在SAR 图像智能化处理的可行性和有效性。ViT 模型架构设计与自然语言处理模型架构相似,具有设置简单、可扩展性好、开箱即用的优点。模型主要由图像块分割、图像块投影嵌入、位置嵌入、自注意力模块序列和全连接分类器五部分组成。选择MSTAR 公开数据集作为实验数据集,并对数据集训练样本进行数据增强,在增强数据集上对ViT 模型进行训练,以在验证集上获得较低的误差和较高的识别率并使网络收敛。使用训练好的ViT 模型对SAR 图像测试样本进行分类测试,结果显示ViT 模型对于SAR 图像分类有着高准确率和良好的泛化能力,基于自注意力深度学习方法在SAR 图像自动化处理领域具有广阔的应用前景。

10 基于多模态的雷达显控VR人机交互技术研究

田　胜，赵立营，李　维

2022, 44(7):56-60.

[摘要](4885) [HTML](0) [PDF 9.53 M](82)

摘要:
针对目前虚拟现实(VR)人机交互技术在雷达领域应用较少,且主要集中在单模态交互上,导致VR 显控体验感不佳的问题,文中基于视觉、听觉、手势等多模态开展雷达显控VR 人机交互技术研究,提出了多模态VR 交互系统架构、交互设计流程与方法、交互体验提升策略。在雷达VR 显控中集成应用了人因手势、自然语音、智能眼控等多模态交互;同时基于多传感器设备,构建了多模态融合的VR 自然交互体系,实现将手势、语音、眼控等行为数据融合,充分发挥多模态交互优势,有效增强雷达显控人机交互通道和效率,带来更加直观、自然、沉浸的用户体验。

11 基于自适应状态转移集合的多帧积累检测DP-TBD算法

吴志宏，王玉刚，邢姗姗，吴凤香

2022, 44(7):61-68.

[摘要](4950) [HTML](0) [PDF 10.21 M](132)

摘要:
针对机动目标在多帧积累检测算法中存在的问题展开讨论与研究,提出了基于自适应状态转移集合的多帧积累检测与跟踪算法,并设计了相应的仿真实验验证算法的有效性。针对目标机动性较强时算法性能严重下降的问题,详细介绍相应的改进策略,使用当前统计模型提高对机动目标的适应能力。利用值函数积累过程中的目标预测路径实时估计目标的转移加速度并进行加速度约束,有效地减小目标状态的搜索空间。通过转移加速度在时间维上的相关性结合当前统计模型,自适应地调整目标状态转移集合的范围,进而减少目标搜索空间内的干扰信息,提高算法的检测精度与计算效率。利用不同机动目标场景,仿真结果证明所提改进算法具有更好的检测与跟踪性能。

12 基于最小二乘遭遇预测模型的欺骗干扰下稳定跟踪方法

汪　晋，苏洪涛，汪圣利

2022, 44(7):69-74.

[摘要](4898) [HTML](0) [PDF 6.49 M](83)

摘要:
雷达受到距离波门拖引干扰时,在时域上干扰信号会掩盖目标真实回波,使目标航迹跟踪到干扰信号上,随后干扰信号通过控制转发时延,逐步将跟踪波门诱骗,导致航迹偏离真实目标,随后丢失。文中提出一种基于最小二乘遭遇预测模型(LS-EPM)的欺骗干扰下稳定跟踪方法。首先通过干扰感知,在目标航迹附近建立次级航迹,再基于LS-EPM 对次级航迹与目标航迹的遭遇时刻进行预测,对遭遇因子进行计算,当遭遇因子数值较高时,判定为进入干扰抵近区,进行抗诱偏处理。仿真和实测数据处理结果表明,该方法能够提高雷达在距离波门拖引干扰下的航迹跟踪正确率。

13 基于窄带RCS数据的低速旋转空间目标识别研究

于兴伟，张学文，侯鑫宇，张　超

2022, 44(7):75-81.

[摘要](4914) [HTML](0) [PDF 5.52 M](102)

摘要:
空间运动目标RCS 数据序列能反映出空间目标的姿态运动特征。针对空间运动目标RCS 数据序列的变化规律,首先仿真生成低速旋转空间目标的RCS 数据序列,而后采用小波变换、傅里叶变换以及RCS 数据序列统计学特征提取等方法,对低速旋转空间目标的RCS 数据序列进行特征提取。最后采用朴素贝叶斯、支持向量机、随机森林分类和logistic 逻辑回归算法等机器学习分类算法,实现了对低速旋转空间目标RCS 数据序列的识别。

14 副瓣匿影优化设计研究

李友梅，高秉亚，朱新国，熊梓成

2022, 44(7):82-87.

[摘要](5009) [HTML](0) [PDF 12.16 M](113)

摘要:
在面临有源欺骗式干扰时,地面情报雷达通常采取副瓣匿影措施来抑制干扰。然而,实际使用过程中由于匿影天线全向性不足、阵地多径效应、干扰极化方式失配等多方面因素影响,匿影效果存在一定程度的下降。文中深入分析评估了上述各因素对雷达抗干扰性能的实际影响,并进行了针对性的优化改进。通过全向、全极化设计改进提升匿影天线性能,通过对匿影标记进行距离扩展,优化副瓣匿影处理流程。试验结果表明,改进后的副瓣匿影措施稳定有效,匿影天线全向性较好,可对抗不同极化干扰样式,并有效避免了多径效应带来的匿影损失。

15 可折叠宽带米波双极化相控阵天线设计

张娜曼，逯建伟，张洪银，卜　宸，闫　开

2022, 44(7):88-91.

[摘要](4996) [HTML](0) [PDF 8.25 M](77)

摘要:
米波雷达,尤其是高机动米波双极化雷达,在地面防空系统中担任着重要角色。由于工作频率低、波长长,致使米波雷达天线阵列结构尺寸庞大笨重。兼顾实现良好的多功能电性能以及轻便、高机动性的阵列结构致使天线设计面临很大困难和挑战。为了解决天线阵面大工作口径与小运输口径需求之间的矛盾,文中以实现高机动天线阵列为目标,针对天线选型和可折叠结构设计展开了具体论述,提出并设计一种新型可折叠结构的宽带米波双极化相控阵天线单元,该设计方案切实可行,经过实物验证,具备良好电扫性能和高机动性结构特性,为大口径高机动米波双极化雷达的工程化设计奠定了技术基础。

16 六自由度并联平台的设计与应用

黄海涛，刘　统，彭国朋

2022, 44(7):92-97.

[摘要](5114) [HTML](0) [PDF 12.35 M](110)

摘要:
六自由度并联平台具有结构刚度好、承载能力大、控制精度高等优点,被广泛应用于军工装备、航天航空、制造业等领域。但它也存在固有的缺点,如工作空间小,容易产生运动干涉和奇异位形等。为克服上述缺点对设计的影响,在有限的排布空间内,通过采用分段组合法分析和穷举法迭代,结合运动学和动力学仿真,对结构优化和机构受力展开研究,有效改善了边界条件限制下的机构运动范围、定位精度和变形情况,提高了六自由度并联平台的综合性能。该系统在工件需要自动化对接的场合具有广泛的应用前景。

17 宽输出适应的兆赫兹高效率高功率密度DC-DC变换器研究

严　军，李光灿，吴新科

2022, 44(7):98-101.

[摘要](5074) [HTML](0) [PDF 7.83 M](90)

摘要:
对于雷达电源系统中高压转低压的DC/DC应用场景,目前基于高压硅器件的方案受制于器件寄生参数的影响,开关频率一般在数百kHz以内,难以进一步提升效率和功率密度。文中利用NFoM较低的低压硅器件,提出了利用低压电路单元链式串并联的方法以实现更高电压的功率变换,该方法能够适应雷达电源系统多种输入输出电压变换需求,并且在MHz 开关频率下能够实现较高的效率和功率密度。最后以380Vdc/48Vdc的应用场合为例设计并实现了实验样机,实现了98.0%的峰值效率,在1800W的满载功率下,样机的功率密度超过800W/in3。

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