2023年第2期文章目次

2023, 45(2):1-7.

[摘要](5155) [HTML](0) [PDF 11.73 M](201)

摘要:
复杂电磁环境下,雷达、通信等信号在时域、频域、时频域存在复杂混叠,且各类型信号带宽差异大、调制样式多样,常规信号分离方法难以应用。文中提出了一种基于信号重构的非参数化混叠信号分离方法。基于瞬时幅度的傅里叶分解,建立非参数化稀疏信号模型,将混叠信号分离转化为瞬时幅度和瞬时频率的联合估计问题,基于交替迭代思路,分别进行估计和更新。对于瞬时幅度项,基于广义近似消息传递方法进行估计;对于瞬时频率项,利用瞬时频率变化平缓性特征,建立瞬时频率更新模型,实现对瞬时频率的更新。进一步,基于瞬时幅度和瞬时频率估计结果进行各信号重构,实现混叠信号分离。仿真结果表明:文中所提方法能有效分离时频域复杂混叠信号。

2 基于改进的盲源分离算法抗主瓣SMSP干扰

房津辉，宋宝军，朱明哲

2023, 45(2):8-15.

[摘要](5031) [HTML](0) [PDF 12.14 M](221)

摘要:
针对基于最大信噪比的盲源分离算法在信干噪比较差环境中无法有效分离信号和干扰的情况,提出了一种改进的基于最大信噪比的盲源分离算法,使用经过小波阈值去噪后的观测信号作为新的观测信号,重新构建最大信噪比目标函数,实现在高信噪比条件下的干扰分离。通过计算机仿真,在频率分集阵列-多输入多输出雷达系统中实现了在高信噪比条件下弥散干扰的分离。结果表明:相比于原始算法,改进后的算法能够很好地实现目标与干扰信号的分离。

3 时频交叠电磁环境对雷达侦察系统影响研究

柴　恒，管振辉，申宇彤，高墨昀

2023, 45(2):16-20.

[摘要](4997) [HTML](0) [PDF 7.60 M](164)

摘要:
在雷达和通信共用的超高频(UHF)、L、S波段,时频交叠的复杂电磁环境给雷达侦察系统的侦收、分选及识别带来了困难。尤其是当电磁环境中出现了多种调制形式的大时宽、大带宽、低功率、类噪声的低截获概率信号,这些信号可能来自于低截获概率雷达,也可能是使用同样频段的通信信号。针对时频交叠的电磁环境客观现状,文中分析了电磁环境的发展趋势,并对多信号时频交叠概率进行定量分析,得出雷达侦察系统需要进行针对性改进的结论,最后结合国外最近的技术发展,对改进雷达侦察系统应对时频交叠电磁环境进行了初步探讨。

4 基于Fhyp-curvelet钢筋抑制的灾害目标成像方法

曹芸茜，何炜琨

2023, 45(2):21-26.

[摘要](4926) [HTML](0) [PDF 13.44 M](183)

摘要:
为了提高路面的强度和耐用性,一般会在路面下进行钢筋加固,钢筋回波与待检测的灾害目标回波在时空域上可能会产生严重的混叠。为了对灾害目标进行有效的检测与成像,文中提出一种钢筋回波干扰下的灾害目标成像方法。首先,利用快速双曲线曲波变换将雷达接收信号变换到多个不同的尺度空间,在该空间中所有目标的能量是聚集的且相互分离;然后,进行钢筋回波滤波,将灾害目标的回波数据重构到时空域后再变换到波数域,在该域下考虑多层地下介质中电磁波波速变化的特点;最后,再反变换到时空域进行灾害目标成像。文中所提成像方法均采用快速处理算法,提高了运算速度,且适用于多层地下介质中钢筋回波干扰下的灾害目标成像。仿真结果证明了本文所提算法的有效性。

5 基于信号分离的GNSS干扰信号抑制

穆　佳，李哲愚，徐　戈，高　兵，晋本周

2023, 45(2):27-30.

[摘要](5043) [HTML](0) [PDF 5.53 M](155)

摘要:
全球导航卫星系统广泛应用于军事、通信等多个领域,但导航信号容易受到空间中电磁干扰的影响,造成性能严重下降。文中基于信号分离的方法研究了欠采样情况下的干扰抑制问题,通过对干扰信号幅度调制信号的分解构建了稀疏观测模型,利用稀疏贝叶斯学习实现对干扰信号的重建,进一步从接收信号中剔除重建的干扰信号,得到干扰抑制后的导航信号。仿真结果表明:文中所提方法能够有效抑制导航信号中的干扰,提升导航信号的质量,在欠采样情况下该方法仍然具有较好的干扰抑制性能。

6 基于改进YOLOv3网络的SAR图像舰船目标检测方法

曾祥书，王　强，黄一飞，赵书敏，蒋忠进

2023, 45(2):31-38.

[摘要](5213) [HTML](0) [PDF 31.92 M](261)

摘要:
在基于合成孔径雷达(SAR)图像的舰船目标检测中,针对图像背景复杂、舰船尺寸大小不一等问题,提出了一种改进的YOLOv3深度卷积神经网络(CNN),用于SAR图像中的舰船目标检测。该方法基于训练数据集中的尺寸标签信息,使用交并比作为距离度量,利用k-means聚类方法为舰船目标提取了九组先验锚点框作为后续候选框边框参数优化的初始值;引入rGIOU来代替交并比rIOU,用于更新框回归损失和置信度损失,从而得到更加合理的损失函数,能将候选框与标注框之间的相对位置信息引入候选框的边框参数优化。为了验证改进版YOLOv3网络的性能,文中基于高分辨SAR舰船检测数据集AIR-SARShip-2.0,利用平移、翻转、调整亮度等方法进行数据集扩充,得到训练数据集和测试数据集,并进行舰船目标检测实验。实验结果表明:相较于常规YOLOv3网络和Faster R-CNN网络,改进YOLOv3网络在舰船目标检测上的总体效果更好,具有更高的准确率和更少的虚警,提高了平均精度指标,且需要的计算时间更少。

7 空中目标自适应分段轨迹样式识别

孔　波，陈坤杰，李　品，晋本周

2023, 45(2):39-45.

[摘要](5274) [HTML](0) [PDF 5.54 M](149)

摘要:
常规空中目标轨迹识别方法能够识别单一轨迹样式,但对于复杂轨迹样式识别效果差。文中提出一种基于Softmax多分类网络的空中目标自适应分段轨迹识别算法。首先,通过滑窗在时间上遍历整条复杂轨迹序列,在窗内利用设计的拟合方程对窗内轨迹进行拟合,得到方程参数;然后,基于方程参数训练Softmax分类网络模型,完成基于方程参数的窗内轨迹样式识别;最后,考虑到窗内识别错误及其特征,将识别结果进行同类合并,并基于Haar小波重构对识别结果进行修正,消除离散错误识别结果。仿真结果表明:文中所提方法能有效地对复杂轨迹样式进行分段识别。

8 多特征联合的相控阵火控雷达工作模式判定

李　晓

2023, 45(2):46-51.

[摘要](5038) [HTML](0) [PDF 5.30 M](136)

摘要:
针对电子对抗领域难以对机载相控阵火控雷达的工作模式进行有效判定的问题,提出了一种多特征联合的相控阵火控雷达工作模式判定方法。以长时间海量雷达侦察数据挖掘和情报资料分析为基础,从电子侦察角度分析了机载相控阵火控雷达的典型工作模式及其侦收波形特征,并结合工程实现设计了四种可用的模式判定特征维度;借鉴DS证据理论,提出了工作模式判定方法并进行算法仿真验证。仿真结果表明:该方法可以实现判定机载相控阵火控雷达不同工作模式的目的,满足电子对抗领域相关需求。

9 端射阵机载雷达稀疏恢复非平稳杂波抑制方法

侯　铭，谢文冲

2023, 45(2):52-59.

[摘要](4915) [HTML](0) [PDF 12.75 M](217)

摘要:
针对端射阵机载雷达杂波谱存在的距离非平稳问题,提出了一种基于稀疏恢复的距离模糊杂波抑制方法。该方法首先通过稀疏恢复理论建立杂波回波数据的欠定方程,并结合欠定系统局灶解法求得杂波的空时谱分布,重构出每个距离门的杂波协方差矩阵;然后,以最远可检测距离单元为参考单元对杂波数据进行补偿,并进行目标约束;最后,基于补偿后的数据进行空时自适应杂波抑制处理。与传统端射阵距离模糊杂波谱补偿方法相比,该方法的杂波协方差矩阵估计精度高,杂波抑制性能更优。理论分析和仿真结果验证了该方法的有效性。

10 融合空域和频域网络模型的SAR图像识别

李雪松，李晓冬，罗子娟，吴　蔚，张蜀文

2023, 45(2):60-66.

[摘要](5150) [HTML](0) [PDF 9.50 M](171)

摘要:
深度学习方法已经被广泛应用于合成孔径雷达(SAR)图像识别,并取得了不错的效果。但是大多数深度学习方法仅提取空间域的图像信息,未考虑SAR图像的频域散射特性,丢失了部分关键特征。为解决上述问题,文中提出了基于融合空间域和频域网络模型的SAR图像识别的端到端的深度学习框架。首先,将原始空间域图像通过频域变换方法转换为频域图像,对频域图像进行信道选择获取有效频域信号,将有效频域信号输入到频域主干网络提取频域特征;然后,将原始空间域图像输入到空间域主干网络,提取空间域特征;最后,通过网络模型融合空间域特征和频域特征,充分利用SAR图像的空间域像素信息和频域散射特性,进一步提取出目标的本质特征。文中所提方法在公共数据集MSTAR上进行了大量的实验,验证了模型的有效性和鲁棒性。

11 基于多项式拟合的宽带NLFM数字分数时延波形产生方法

邓　峣，蒋德富，周建江，李文栋，付明星，杨佳林

2023, 45(2):67-74.

[摘要](5015) [HTML](0) [PDF 9.11 M](148)

摘要:
由于孔径渡越问题,宽带信号的波束形成需要进行时延处理,传统的数字分数时延波形产生方法是在时域上使用分数时延滤波器。目前,大多数宽带发射波束产生的研究均针对线性调频信号,而对于信号特性更复杂且脉压性能优秀的非线性调频(NLFM)信号研究甚少。文中提出了一种宽带NLFM数字分数时延波形的产生方法,并对该信号实现了发射数字波束形成。首先,将时延分为整数时延和分数时延,利用指数多项式拟合处理得到宽带NLFM信号的时域表达式;然后,通过提取参数的方法在直接数字合成器中直接产生分数时延波形;最后,经过整数时延形成宽带NLFM发射波束。仿真实验证明:各阵列单元产生了宽带时延NLFM波束,发射波束的合成方向良好,没有明显失真,时延方法导致的时延误差远低于传统的滤波器方法,且功率合成效率损失可忽略不计,该方法计算简便,对硬件要求不高。

12 面向低空预警雷达的信号处理控制平台设计与实现

罗　欣，冯　武，孙卫杰

2023, 45(2):75-80.

[摘要](5070) [HTML](0) [PDF 9.55 M](149)

摘要:
为应对以民用无人机为代表的低小慢目标“黑飞”“滥飞”所带来的低空安全威胁以及巡航导弹、战术导弹所带来的低空军事威胁,文中引入数字波束合成技术,设计并实现了一种面向低空预警雷达的信号处理控制平台,该平台具有实时性强、运算量大、传输速率高等特点。通过选用高速光纤传输与串行总线VPX技术,同时采用高性能模数转换器、超大规模现场可编程门阵列及高速专用数字信号处理芯片,实现了此平台的硬件架构设计,并在此平台上实现了一种基于数据流驱动的软件信号处理方案。得益于灵活的系统架构和丰富的硬件资源,该信号处理控制平台可以适应新技术的快速应用,便于低空预警雷达功能的升级扩展及性能的进一步提升,有效应对低空威胁。

13 一种基于LSTM的弹丸长时间落点预测修正方法

赵　喆，雷志勇，邱明劼，周垂红

2023, 45(2):81-85.

[摘要](5071) [HTML](0) [PDF 6.63 M](120)

摘要:
针对炮位侦察校射雷达在弹丸上升段长时间预测落点偏差大的问题,文中提出了一种基于长短时记忆(LSTM)网络的弹丸长时间落点预测模型修正算法。针对训练样本少的问题,采用知识驱动和数据驱动相结合的双驱动方法,结合传统无迹卡尔曼滤波预测作为先验知识,利用LSTM网络对射向和侧向偏差量进行学习拟合构建误差模型,并利用误差模型对外推弹道进行射向和侧向修正。仿真验证表明:采用少量训练样本就可显著提升弹丸长时间落点预测的精度,落点预测射向精度提升55%,落点预测侧向精度提升85%~91%。

14 一种联合测向共形天线系统设计方法

任　财，李　归，邬　诚，吴久涛

2023, 45(2):86-88.

[摘要](5048) [HTML](0) [PDF 2.70 M](118)

摘要:
综合考虑传统测向体制特点,在干涉仪测向原理的基础上,为了消除相位模糊和兼顾测向精度,设计了比幅测向解最短基线模糊方法,并对其测角精度要求进行了分析,仿真结果表明该方法可行。从安装要素出发,为提升其适装性,提出联合测向天线系统采用共形设计方法,进而改善系统对空中辐射源目标的测向性能,大幅提高系统综合作战效能,在实际工程应用上具有一定的实用和参考价值。

15 基于反射法的FSS雷达罩电厚度变化规律分析

闫继陶，张　清，刘尚吉

2023, 45(2):89-93.

[摘要](5235) [HTML](0) [PDF 2.75 M](98)

摘要:
针对频率选择表面(FSS)雷达罩加工制造引入的电厚度超差问题,结合工程中的软硬件条件,提出基于反射法仿真与测量FSS雷达罩各层电厚度的方法,并给出了仿真与测量结果。测量数据变化规律与仿真结果一致,并利用已有成熟的传输式电厚度测量系统进行了结果验证。该研究成果为FSS雷达罩电厚度检测、电性能改善提供了关键技术支撑。

16 宽带数字T/R组件发射链路噪声分析

李晓东，张岳华，洪　潇

2023, 45(2):94-97.

[摘要](5112) [HTML](0) [PDF 11.13 M](213)

摘要:
一体化的宽带数字T/R组件发射链路的输出信噪比直接影响着信号质量,较低的信噪比将导致信号被接收时出现较高的误码率。通过对T/R组件发射链路各部分电路的噪声分析,总结出了线性链路的信噪比恶化量与噪声系数的关系式,可定量地指导发射链路设计;同时,分析了浅饱和功率放大器的噪声情况,提出了适合T/R组件的数字预失真解决方案,对宽带数字T/R组件的发射链路设计具有一定的指导意义。

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