2023年第3期文章目次

2023, 45(3):1-7.

[摘要](5083) [HTML](0) [PDF 5.48 M](128)

摘要:
提出了一种基于空频域波形设计的雷达通信共享系统,即对多输入多输出发射波形在空域和频域进行优化,利用优化的发射方向图主瓣实现对目标区域的雷达探测,通过控制通信方位的发射方向图旁瓣水平以及通信频带上的功率谱密度水平来实现通信信息传输。为此,在方向图旁瓣电平、波形功率谱水平、波形恒模等约束下,以发射方向图的匹配误差为目标函数,建立了相应的波形优化问题,并采用半正定松弛方法和高斯随机化方法来求解该问题。文中给出了通信信息的解调过程,且分别验证了雷达性能和通信性能。

2 基于极化重构的弹头识别方法研究

马　超，王建明，刘传保，张仕元，吴道庆

2023, 45(3):8-16.

[摘要](5180) [HTML](0) [PDF 22.81 M](412)

摘要:
极化特性是弹道目标识别的重要特征之一,针对复杂突防环境下弹头快速识别需求,提出了一种基于分时极化重构和特征压缩的弹头识别方法。利用微动目标的极化散射矩阵暗室测量数据,分析了动态目标的极化散射特性。结合弹道轨道模型,仿真了弹道目标的动态极化散射矩阵雷达回波信号。基于运动参数和极化互易性对极化矩阵进行相位补偿重构;然后利用重构的极化矩阵提取极化不变量特征和庞加莱球点的变化等特征,并采用多维特征投影变换实现特征压缩,去除无用冗余信息;最后通过软判支持矢量向量机进行序贯识别,从而实现对弹头、碎片和发动机等弹道目标的快速稳健识别。

3 基于1DCNN的机载火控雷达空空工作状态识别

马　珂，毕大平，周圣栾，何文波

2023, 45(3):17-23.

[摘要](5192) [HTML](0) [PDF 8.03 M](126)

摘要:
针对机载火控雷达空空工作模式识别局限性大的问题,从电子情报和雷达告警系统的视角定义了八种工作状态,提出了基于一维卷积神经网络的识别方法。基于不同工作状态的波形特征开发了信号模拟器,构建了全脉冲数据预处理和工作状态自动识别的一维卷积神经网络结构,迭代训练确定最优的网络参数完成状态识别。仿真结果表明:文中提出的识别方法精度高,且对信噪比小、错漏脉冲多的信号适应能力强,具有较强的工程应用价值。

4 基于超短波超视距外辐射源的目标定位实现分析

陆诗远，蒋春山，周园明

2023, 45(3):24-29.

[摘要](5033) [HTML](0) [PDF 6.98 M](118)

摘要:
阐述了超短波超视距无源侦察系统的工作机理,分析了利用超视距辐射源信号形成视距或超视距目标定位的典型模式,探讨了定位系统工程实现的主要挑战和解决措施。文中推导了目标反射超视距辐射源能量的表达式,论述了辐射源特性和选用依据,并以无线电视和雷达为典型外辐射源分析了目标定位范围。仿真分析表明,利用超视距辐射源,可检测辐射源周边、辐射源与侦察系统视距交汇区域及周边的空中目标,从而有效扩展被动定位范围,形成超视距跟踪和预警能力。

5 基于海杂波修正的OTHR空中目标RCS 估计

于家傲，韩　鹏，周儒勋

2023, 45(3):30-36.

[摘要](5160) [HTML](0) [PDF 11.09 M](124)

摘要:
天波超视距雷达工作在时变的电离层传输状态下,通过回波能量难以对空中目标的雷达散射截面积(RCS)进行有效估计。为此,提出了一种基于海杂波修正的目标RCS 估计方法,建立了RCS 估计卡尔曼滤波模型和RCS仿真数据辅助模型。通过两型民航目标的仿真和实测数据验证了所提模型的有效性,其在不同时段、雷达工作状态和电离层传输条件下,实现了对目标RCS 和电离层损耗的稳健估计,并利用目标电磁仿真数据进一步辅助提高了对已知类型目标的估计效率和准确性。

6 一种基于Apriori算法的雷达目标所属平台判别方法

孟祥豪，梁　言，王鸣宇

2023, 45(3):37-42.

[摘要](5045) [HTML](0) [PDF 3.38 M](79)

摘要:
雷达目标所属作战平台判别是电子对抗侦察情报处理的关键步骤,直接影响电子对抗情报生成质量,进而影响电子对抗决策。针对截获雷达目标所属平台判别问题,提出一种基于Apriori 算法的雷达目标所属平台判别方法。首先,利用云模型分别对截获脉冲不同类型的特征参数进行建模,消除截获脉冲特征参数模糊性、不完整性;然后,利用信息熵理论对截获脉冲所属辐射源的型号进行识别;最后,提出了数据挖掘+Apriori算法,建立数据库存储信息、人员识别经验信息与平台识别历史记录多维分析框架,实现了雷达目标与所属平台配属关系判别。仿真结果表明:在已知雷达数据库样本量较大的情况下,所提方法仍有较高的准确率和识别效率。

7 基于SET和AlexNet的雷达动目标检测方法

郭　勇，孙　齐，杨立东

2023, 45(3):43-50.

[摘要](5181) [HTML](0) [PDF 14.57 M](177)

摘要:
针对传统的雷达动目标检测方法在杂波背景下目标识别率低的问题,提出了基于时频分析和卷积神经网络的雷达动目标检测方法。首先,通过同步提取变换将动目标的回波信号转换为时频分布,初步提取回波信号的时频特征;然后,对回波信号时频分布的脊线进行提取,并基于此构建数据集;最后,将数据集输入AlexNet进行训练和测试,实现雷达动目标的识别和分类。仿真实验表明,基于SET和AlexNet的方法在噪声环境下能够有效检测动目标,对匀速、匀减速、匀加速三类动目标都具有较高的识别率。脊线提取的应用增强了低信噪比下回波信号的时频特征,提高了检测方法的准确率和噪声鲁棒性。

8 基于数字射频调制的ADS-B目标模拟器设计与实现

贾玉琳，邵力为，余　倩

2023, 45(3):51-55.

[摘要](5191) [HTML](0) [PDF 10.60 M](128)

摘要:
广播式自动相关监视器(ADS-B)是一种用于空中交通管制的监视设备,因为其优越的各项性能,在雷达监视领域被广泛推广。为了方便快捷地测试ADS-B 设备的准确性、可靠性和及时性等技术指标,需要使用目标模拟器来生成各种场景的ADS-B 射频测试信号,包括不同的衰减、时延、多普勒频移和交织情况等。文中给出了一种基于数字射频调制技术的目标模拟器设计与实现,阐明了其工作原理与具体实现方法。对该模拟器的测试和使用表明:该模拟器可按照设定产生多个ADS-B 目标叠加信号,操作简单且运行稳定,能够实现对ADS-B 接收系统性能和功能测试,具有很好的应用价值。

9 重拖尾海杂波下基于MCSEAPHD目标跟踪算法

何苗苗，郭云飞，周　硕，石义芳

2023, 45(3):56-64.

[摘要](5071) [HTML](0) [PDF 9.44 M](113)

摘要:
针对重拖尾海杂波下的对海探测问题,提出了一种基于多帧杂波稀疏度估计和幅值辅助概率假设密度的海面目标跟踪算法。首先,提出重拖尾海杂波下的多帧杂波稀疏度估计技术,利用高斯混合后验强度和多帧杂波累积剔除源自幸存目标和新生目标的测量,实时估计空间分布未知且时变的重拖尾海杂波密度;然后,将杂波密度估计参数传递到跟踪器中,并建立带幅值的量测似然函数,在概率假设密度算法框架下进行状态更新,并将更新后的高斯混合后验强度用于下一帧的杂波密度与目标状态估计;最后,进行了仿真试验,仿真结果验证了所提算法的有效性。

10 一种等差参差脉冲信号的检测方法研究

李开壮，刘　璐，刘方建，郑　宇，刘　田，孙中森

2023, 45(3):65-71.

[摘要](5071) [HTML](0) [PDF 4.96 M](94)

摘要:
针对低信噪比环境下信号估计概率低和子周期呈等差的脉冲参差信号低截获、难分选的问题,提出了一种基于改进滑窗与等差判决的信号参数估计与分选方法。文中,首先利用改进滑窗的双门限检测对脉冲信号信噪比进行增强,计算比较滑窗能量累积值,寻找信号的起始、终止时间。其次,针对等差层次的时序重复特性,提出基于差分统计的等差判决流程,使序列差值直方图算法在复杂脉冲环境和脉冲丢失较高环境下能够分选该种参差信号。仿真与试验结果表明:该方法在-6 dB情况下有10%以上的精度提升,等差判决算法在高脉冲流密度条件下仍能较准确地分选出该种信号,且在脉冲丢失较高环境下仍有一定的分选成功率。

11 基于混合共轭梯度的SAR图像压缩感知重建

阳华芮，朱正为，陈维健，吴小飞

2023, 45(3):72-76.

[摘要](5050) [HTML](0) [PDF 6.49 M](145)

摘要:
近年来,压缩感知已广泛用于合成孔径雷达(SAR)图像、医学图像重建和磁共振成像等图像处理领域。传统平滑l0范数(SL0)重建方法通过引入平滑函数,很好地将求解最小l0范数这个NP-hard问题转化成求解平滑函数极值的凸优化问题,但SL0方法使用最速下降法搜索最优解,存在锯齿效应、收敛速度不理想的问题。为了解决上述问题,文中首先定义了一种新的混合共轭梯度;然后,在研究SL0 方法的基础上,提出了一种新的基于混合共轭梯度的改进SL0压缩感知重建方法。实验表明:文中所提方法收敛速度快,对噪声不敏感,具有较好的稳健性;在相同实验条件下,对SAR图像的重建性能优于SL0和其他同类方法,重建质量更好。

12 机载电子吊舱环控方法优化研究

吴学群，卢　建，杭　磊

2023, 45(3):77-83.

[摘要](5116) [HTML](0) [PDF 7.81 M](130)

摘要:
随着电子设备集成度不断提高,机载电子吊舱日趋小型化,对电子吊舱环控系统的要求越来越高,必须综合各方面的约束条件对环控技术路线进行分析、论证,获取优化方案,才能满足需求。结合工程实例,综合工作包线、热流密度、温度、均温性、体积、重量及能耗等约束条件,基于仿真、计算及模拟试验验证,对电子吊舱环控方法进行系统分析,最终确定了一种优化的冲压液冷环控方案,并对其中主要部件的优化、验证进行了阐述。工程试验及使用情况印证了优化方法的合理性和优化结果的正确性。

13 S 波段小型化大功率功放模块设计与实现

刘登宝，王卫华

2023, 45(3):84-87.

[摘要](5105) [HTML](0) [PDF 5.97 M](115)

摘要:
现代S波段相控阵雷达对T/R组件发射通道小型化和大功率的需求越来越高。GaN功率器件具有高功率密度、高效率和突出的热属性,采用GaN功率器件来构建功放模块是实现小型化和大功率的首选方案。文中采用载片式内匹配GaN功率放大器、GaN MMIC功放芯片、Lange电桥及微组装工艺,研制出一种S波段功放模块,体积小,重量轻,10%带宽内,实现了输出功率大于150 W、功率增益超过35 dB、效率超过50%的性能指标,相较于基于分立封装功率管构建的功放模块,重量和体积上的优势巨大,可广泛应用于现代轻型化相控阵雷达。

14 基于圆波导缝隙的双极化水平全向阵列天线设计

蒋　坤，黄鑫源，郭庆功

2023, 45(3):88-93.

[摘要](5155) [HTML](0) [PDF 13.84 M](170)

摘要:
设计了一种具有水平全向辐射特性的双线极化圆波导缝隙阵列天线。利用双模式转换器馈电,以提供天线所需的TM01及TE01模式,并抑制波导内其余高次模和基模的传输;通过沿圆波导周向交错排列的矩形横缝及纵缝,分别实现垂直和水平极化;其中将横向矩形缝隙设计为平行双环结构来增加带内谐振点,进而拓展天线的工作带宽;此外,将两种缝隙沿波导轴向进行组阵,并在天线阵列末端设计了匹配结构用以减小TM01模式所带来的能量反射。仿真结果表明:该天线两种极化方式电压驻波比小于2 的驻波带宽为2. 75 GHz~2. 95 GHz,并且整个工作频段内,两种极化方式下的增益均超过7.5 dB,水平面内不圆度小于1.8 dB,可适用于气象雷达领域。

15 K 频段64元瓦片式接收组件设计

李拴涛，徐　辉，张晓阳

2023, 45(3):94-97.

[摘要](5138) [HTML](0) [PDF 10.34 M](144)

摘要:
基于相控阵系统高集成、低剖面的应用需求,研制了K频段64元瓦片式接收组件。通过高密度集成的三维设计思路,将64元接收通道按照矩形栅格进行阵列化排列,各功能电路横向布局、纵向集成,实现了组件的低剖面特性。对组件的关键电路设计、结构设计、热设计进行了详细介绍。通过实物测试,该接收组件单通道增益≥20 dB,噪声系数≤4.8 dB;每个通道可独立实现6位移相、6位衰减功能,移相均方根误差(RMS)精度≤6°,衰减RMS精度≤1.5 dB。组件尺寸为52 mm×52 mm×14 mm,质量小于150 g。该接收组件具有标准化的构架,可灵活地实现大规模阵列扩展。

16 基于改进蝴蝶算法的协同干扰资源分配方法

陈振坤，程嗣怡，刘　丹，商　犇

2023, 45(3):98-106.

[摘要](5113) [HTML](0) [PDF 6.05 M](120)

摘要:
针对协同对抗下雷达干扰资源的管理决策问题开展研究,提出了一种基于改进蝴蝶算法的干扰资源分配方法。首先,用模糊综合评价的方法量化影响辐射源威胁等级和干扰效能的因素;然后,确定目标函数并计算干扰效能矩阵,建立干扰资源分配模型;最后,把自适应启发项和劣解接纳操作引入蝴蝶算法(BOA)对模型求解。仿真结果表明:引入改进项提高BOA探索能力和搜索效率,有效解决算法局部收敛的缺陷。对比四种经典算法和两种改进BOA算法,该算法在收敛精度和算法稳定性方面均更优,制定的干扰资源分配方案可信度更高。

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