2023年第45卷第10期文章目次

2023, 45(10):1-16.

[摘要](7195) [HTML](0) [PDF 14.89 M](200)

摘要:
现代及未来感知系统可从不同维度获取、利用和塑造环境态势信息,具有重要的军事和民用价值,其系统架构设计、信号信息处理与资源管控等关键技术得到了国内外研究人员的持续关注。近年来,多功能集成、分布式协同等技术的发展,在提升感知系统信息获取能力、环境适应能力的同时,也带来了更为复杂严峻的系统资源管控压力。资源管控贯穿于系统从部署到运行的全流程,包含诸多不同环节。其中,站点配置作为核心基础环节,影响范围广、调整难度大,得到了大量关注,相关研究成果不断涌现。感知系统站点配置从数学角度可视为优化问题建模及求解过程,根据应用场景中复杂因素及任务需求的不同,文中针对规则、动态、偏好、通信受限场景以及单任务、多任务场景,分别梳理总结指标设计、模型构造以及寻优算法等站点配置研究面临的典型技术挑战及对应研究成果,在此基础上展望了该领域未来技术发展方向。

2 基于时间资源管理的多功能分布式系统协同技术

杨益川，汪　兵，张天贤，曹旭源，李雪婷，余　晨

2023, 45(10):17-25.

[摘要](7229) [HTML](0) [PDF 11.96 M](175)

摘要:
以提升对节点失效、任务差异等因素的适应能力为目标,提出了一种基于时间资源管理的多功能分布式系统节点协同技术。首先基于统一的节点编组配置、完整的任务信息装订、一致的功能参数设置与有序的功能时序切换设计了一种多功能分布式系统协同方法;然后,以态势环境综合感知任务为例,建立了一个多功能分布式系统功能切换时序优化设计数学模型并设计了一种时序优化设计算法;最后,通过数字仿真实验对所提方法的有效性进行了验证。

3 基于OQAM-OFDM的通感一体化波形设计与处理方法

李雪婷，李小龙，李财品，钟苏川，季袁冬，李　彬

2023, 45(10):26-35.

[摘要](7115) [HTML](0) [PDF 12.46 M](166)

摘要:
针对基于循环前缀的正交频分复用(CP-OFDM)通感一体化波形设计循环前缀抵抗多径干扰,存在能量利用率低、易形成虚假目标等影响雷达性能的问题,文中提出一种基于偏移正交幅度调制(OQAM)的OQAM-OFDM 通感一体化波形设计方法。该方法无需使用循环前缀即可有效抵抗多径干扰,提高能量使用率和频谱利用效率的同时,避免由于循环前缀引入的虚假目标,防止载波间干扰和符号间干扰。为进一步提高通感一体化性能,提出了一种基于Pareto多目标优化的OQAM-OFDM子载波权重系数优化算法,以最大化通信解调输出信噪比和雷达脉冲压缩输出信噪比为目标函数,通过优化设计OQAM-OFDM子载波权重系数,协同提高通感一体化系统整体性能。仿真实验验证了该算法的正确性和有效性。

4 基于复杂网络的雷达辐射源信号脉内特征提取算法

陈韬伟，马一鸣，余益民，刘建业

2023, 45(10):36-43.

[摘要](7302) [HTML](0) [PDF 9.26 M](133)

摘要:
针对现代电子战环境下雷达辐射源信号的高度密集、复杂调制、交叠概率大等特点,基于时域、频域、时频域以及其他数学变换域的信号分析方法仍然不能满足雷达辐射源信号分选识别的要求,结合雷达辐射源信号具有可分辨性的确定数据结构表示,受时间序列的复杂网络分析启发,提出一种基于复杂网络的雷达辐射源信号脉内特征提取算法。该特征提取算法首先采用相空间重构方法对信号频谱序列数据进行预处理,将重构后的信号序列转换至复杂网络域进行表征;其次,通过复杂网络建模及其统计特征分析,研究雷达脉内信号时间序列动力学微观特性,从而挖掘信号的有效特征参数;最后,在不同噪声环境下,实现雷达辐射源信号序列的特征参数的分类性能及其准确性分析。仿真结果表明,所提取的特征参数在低信噪比环境下具有良好的抗噪能力和不错的聚类质量,验证了基于复杂网络时间序列分析的信号特征提取方法的可行性,为进一步丰富刻画雷达辐射源信号提供了有效的技术支持和手段。

5 基于深度强化学习的干扰资源分配方法

李健涛，王轲昕，刘　凯，张天贤

2023, 45(10):44-51.

[摘要](7474) [HTML](0) [PDF 12.35 M](164)

摘要:
针对干扰机群掩护目标突防组网雷达场景下的干扰资源分配的问题,提出了一种基于深度强化学习的干扰资源分配方法。该文将干扰资源分配模型描述为一个马尔可夫决策过程,并提出了一种基于动作密钥编码的双延迟深度确定性策略梯度(AKE-TD3)网络训练算法,将混合整数优化问题转化为连续变量优化问题,解决了算法难以收敛的问题。仿真结果表明,文中所设计的干扰资源分配方法对组网雷达有更好的干扰效果,且稳定性更高,有效地提升了干扰机群的作战性能。

6 基于选择回溯的相控阵雷达-目标分配算法

段　毅，谭贤四，曲智国，王　红

2023, 45(10):52-58.

[摘要](7330) [HTML](0) [PDF 4.45 M](158)

摘要:
针对多雷达多目标场景下现有雷达-目标分配算法中存在传感器切换率过高、算法耗时过长的问题,文中提出一种基于选择回溯的雷达-目标分配方法。该方法首先根据目标位置、雷达散射截面积大小等信息计算下一时刻雷达能够稳定跟踪目标的概率;选择其中概率较高,即失跟风险较低目标并直接沿用上一时刻分配结果以降低算法计算量;对概率较低,即失跟风险较高目标进行重新分配以提高跟踪稳定性;在分配过程中,当雷达资源出现饱和时采用“回溯”操作对已分配目标进行再分配以提高算法性能。仿真实验表明,与传统分配方法相比,所提方法能充分利用上一时刻分配结果,兼顾考虑了算法性能与复杂度,综合性能较优。

7 基于最大图像清晰度的泛探雷达目标距离-多普勒走动校正

李云莉，蒋　文，唐先慧，叶祥龙，陆炫宇

2023, 45(10):59-65.

[摘要](7281) [HTML](0) [PDF 9.58 M](124)

摘要:
泛探雷达长时间的相干积累会增加目标二维走动,导致目标在距离多普勒域散焦,回波信噪比降低。有效的目标二维走动校正才能更好地体现泛探雷达的凝视特性,提升雷达目标检测性能。文中利用Keystone变换进行距离维走动校正,并建立多普勒维走动和图像清晰度的数学关系式,基于最大图像清晰度准则进行多普勒维的走动校正。该方法解决了凝视探测下的二维走动,提高目标在多普勒维的高分辨,同时提升了微弱目标检测能力。

8 一种基于随机仿真优化的反感知RGPO干扰方法

张泽锐，张天贤，陈锋彬，李健涛

2023, 45(10):66-72.

[摘要](7481) [HTML](0) [PDF 6.31 M](152)

摘要:
针对在随机优化环境下的距离门拖引干扰策略优化问题,提出一种基于假设检验的计算预算分配-粒子群优化的距离门拖引干扰建模与策略优化算法。首先,将距离门拖引干扰策略的优化问题建模为一个随机仿真优化问题,并提出一种不依赖于敌方雷达跟踪系统信息的拖引干扰策略评价方案;然后,为提升距离门拖引干扰策略性能,提出一种基于假设检验的计算预算分配-粒子群优化的距离门拖引干扰策略优化方法;最后,通过数值仿真验证了该方法的有效性。

9 基于多维资源管理的多功能雷达任务调度算法

古　龙，唐　佳，罗　昀，张耀升

2023, 45(10):73-79.

[摘要](7105) [HTML](0) [PDF 6.63 M](174)

摘要:
针对多功能雷达多维资源管理问题,提出了一种基于多任务并行截止时间优先(MTPEDF) 算法的频率自适应MTPEDF(FA-MTPEDF)任务调度方法。该方法利用任务工作频率的可调节性,在任务频谱资源冲突时先进行变频寻优,在寻优失败后才考虑推迟执行时刻,从而达到充分利用系统频谱资源、提升系统事件容量的目的。仿真结果表明,该文方法可以合理分配系统时间、孔径、能量和频谱资源,相比于传统截止时间优先(EDF)算法和MTPEDF算法任务丢失率更低、资源利用率更高,可以有效改善多功能雷达多任务执行能力与资源利用能力。

10 联合波形选择和PRI捷变探通一体化波形设计

刘　毓，杨志航，姚　雪，陈　姣

2023, 45(10):80-87.

[摘要](7001) [HTML](0) [PDF 10.47 M](171)

摘要:
针对应用相位调制于线性调频(LFM)的探通一体化波形设计方法中自相关旁瓣水平高且误符号率较高的问题,文中提出了联合正交波形选择和脉冲重复间隔(PRI)捷变的双重索引调制方法。首先,通过对LFM波形附加扰动相位实现有良好自相关和互相关性能的正交波形集。其次,详细给出了通信信息的调制和解调方法。最后,结果表明设计的一体化波形不仅能满足雷达探测性能而且具有良好的自相关特性,此外在低信噪比条件下误符号率低。

11 低截获MIMO探通一体化波形设计方法

董　菲，钟　涵，张天贤，田团伟

2023, 45(10):88-93.

[摘要](7141) [HTML](0) [PDF 6.30 M](114)

摘要:
提出了一种多输入多输出(MIMO)雷达通信一体化系统的低截获概率(LPI)波形设计方法,该系统的一体化波形能同时进行目标探测与通信。首先,最小化下行链路中的多用户干扰,以期望LPI截获因子阈值为约束条件,构建了低截获MIMO雷达通信一体化波形优化模型。其次,通过将优化问题归类为正交普鲁克问题(OPP),获得了LPI波形的最优闭式解。最后,理论分析和仿真结果都表明,所设计的LPI波形能同时实现雷达与通信功能;并在保证一定LPI性能的前提下有效提升了通信性能。

12 基于形态滤波和推理矩阵的群目标跟踪

王胜华，邓宇坤，赵晨博，徐家宁

2023, 45(10):94-99.

[摘要](7171) [HTML](0) [PDF 5.06 M](133)

摘要:
针对雷达群目标跟踪时存在交叉、分裂和合并问题,提出一种基于形态滤波的群目标跟踪方法。首先建立笛卡尔坐标系下的群目标量测分布初始图像矩阵,对图像矩阵进行形态滤波和连通域标记处理,获得场景中的群目标个数以及每个群目标的几何区域。然后计算每个群目标的等效质心,并提出推理矩阵来判断群目标之间的交互行为,完成对群目标交叉、分裂和合并行为下的目标关联和稳定跟踪。最后通过仿真验证了该方法对群目标跟踪的有效性。

13 基于和差测角的多通道SAR动目标指示方法

邵　鹏，尹　刚，田　峰

2023, 45(10):100-106.

[摘要](6933) [HTML](0) [PDF 10.26 M](144)

摘要:
针对合成孔径雷达系统中运动目标由于速度的存在使其能量无法累积会造成目标散焦的问题,结合和差测角技术提出了一种杂波环境下的四通道合成孔径雷达运动目标指示方法。首先,利用空时自适应杂波抑制技术去除杂波的影响。然后,由于运动目标的非合作性,杂波抑制完成后得到的运动目标信号的能量分散于不同的距离或者方位单元内,利用二维和差测角技术来估计动目标的方位角和俯仰角,结合聚类技术将目标能量集中绘制到对应的分辨率网格中,完成回波内的运动目标能量累积,为动目标指示技术提供一种新的思路。最后,通过两组仿真实验结果验证本文所提出的动目标指示方法的有效性。

14 基于循环前缀的线性调频信号抗干扰波形设计方法

占郁雯，张天贤，王舒玉

2023, 45(10):107-112.

[摘要](7194) [HTML](0) [PDF 4.61 M](123)

摘要:
切片干扰兼具压制和欺骗干扰的特点,给雷达目标检测带来巨大挑战。针对这一问题,提出了一种基于循环前缀(CP)的线性调频信号设计与处理方法。首先,建立抗干扰探测波形和切片干扰的信号模型,接着利用基于CP的脉冲压缩算法实现目标距离向估计。然后,在恒模条件下,建立了以最大化脉压输出信干噪比为目标的优化问题模型,由于该优化问题是一个NP难问题,文中提出了包络约束-共轭梯度算法获取近似解。最后,通过仿真结果证明本文所提方法的有效性。

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