2023年第6期文章目次

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  • 1  敏捷组网对智能管控技术的需求
    丁建江
    2023, 45(6):1-7.
    [摘要](6201) [HTML](0) [PDF 10.56 M](193)
    摘要:
    新型作战理论和概念牵引了新型空天威胁的快速发展,复杂的目标特性与灵活的作战样式,给基于单雷达独立探测、静态固定联网的传统防空预警网带来了较大的空天穿透风险,迫切需要创新预警探测新概念、新战法与新技术。文中论证了预警装备敏捷组网协同探测作战概念,揭示了“闭环+预案+决策”(以下简称“环案策”)制胜机理模型,提出了探测群智能管控技术与能力需求及设计总要求,分析了实现和运用敏捷组网必须解决的管控闭环构建、管控预案生成、人机决策融合等智能管控技术,为解决优化决策难、敏捷组网难、周密预案难、精准管控难(以下简称“协同四难”)等敏捷组网协同探测战技瓶颈奠定了技术基础,可实现基于任务敏捷组网、预案精准管控、情景快速微调的智能化协同探测。
    2  一种面向多任务调度的相控阵雷达资源管理方法
    刘宏伟,严俊坤,张 鹏,纠 博
    2023, 45(6):8-16.
    [摘要](5778) [HTML](0) [PDF 7.68 M](184)
    摘要:
    针对传统相控阵雷达执行多任务时面临时间资源短缺的问题,提出了面向多任务调度的雷达资源管理方法,以期提高雷达搜索与跟踪性能。首先依据相控阵雷达特征,给出多任务调度工作模式,同时建立雷达搜索与跟踪任务模型,而后通过分析相控阵雷达不同任务调度与可用时间资源的耦合机理,建立多任务评价函数表征搜索与跟踪任务表现,进而将资源管理问题构建为双目标优化问题;最后详细分析模型特性,利用线性加权方法将多目标优化问题转换为单目标优化问题,通过交替方向乘子法对该单目标优化问题进行求解。仿真结果表明,相较于传统资源均分方法,所提方案可以面向不同任务需求更加合理地分配资源,显著提升相控阵雷达在多任务调度背景下的资源利用效率。
    3  软件化雷达系统资源集成技术研究
    汤 俊,岑宗骏
    2023, 45(6):17-24.
    [摘要](5430) [HTML](0) [PDF 20.68 M](332)
    摘要:
    文中对软件化雷达的系统资源集成技术进行了探讨。首先指出和传统雷达相比,软件化雷达对传统雷达系统资源的维度进行了扩展,把波形、算法、工作模式、软硬件等也变成了可以管理和调度的资源,因此系统具有了更高的自由度。同时,和传统雷达相比,软件化雷达的系统集成模式也从“以接口为中心”向“以可重构组件化软件为中心”进行转化,这使得集成框架的研究成为软件化雷达的一个重要技术内容。在此基础上,进一步探讨了软件化雷达集成框架的概念、内涵、主要功能、应用模式以及和传统集成模式相比的特点。这种集成模式的转化将为雷达系统资源优化管控技术的研究、设计和研发拓展了空间,也将为未来智能化雷达技术的发展奠定重要基础。
    4  数据和模型双驱动的航迹融合算法
    潘 泉,云 涛,白向龙,陈妍颖,马恩淳
    2023, 45(6):25-34.
    [摘要](5595) [HTML](0) [PDF 14.60 M](184)
    摘要:
    针对数据驱动的航迹融合算法精度较低、泛化和适应性差的问题,文中提出了一种数据和模型双驱动的航迹融合算法。该算法主要包含残差提取、残差融合和航迹重建三个部分。残差提取,即模型驱动部分:根据先验知识,建立航迹误差模型,对局部航迹进行近似,并提取其残差作为误差的估计。残差融合,即数据驱动部分:设计了一个多尺度全卷积网络对残差进行融合。航迹重建部分:将网络输出的融合残差还原为融合子航迹,并对连续的多个子航迹进行综合,得到完整的融合航迹。仿真实验表明,该算法不依赖先验信息,融合精度显著优于数据驱动融合算法和传统算法,并具有很好的运动参数和运动模式泛化与适应能力。
    5  动态任务驱动的多雷达协同探测资源优化管控方法
    葛建军,刘光宏,易 伟,袁 野
    2023, 45(6):35-41.
    [摘要](5649) [HTML](0) [PDF 8.59 M](151)
    摘要:
    针对目标多元、动态变化的博弈对抗场景下,多雷达协同探测资源与目标/ 环境动态最优匹配的问题,提出了一种基于任务驱动的多雷达协同探测资源动态优化管控方法。首先,分析多雷达协同探测系统资源配置,建立细粒度的探测资源模型;然后,根据实时感知的战场态势和不同类型探测任务,建立以满足任务性能需求为目标的多粒度系统资源参数动态联合优化的数学模型,采用智能优化算法进行快速求解,动态生成资源优化管控方案。最后,通过仿真试验对文中提出方法的有效性进行验证,结果表明,在相同的资源约束下,动态任务驱动的多雷达协同探测资源优化管控方法可以提升多雷达协同探测的效能。
    6  面向反导预警作战的多传感器任务分配拍卖方法
    周 琳,王 祎,朱效洲,张凤奎,丁海婷
    2023, 45(6):42-50.
    [摘要](6007) [HTML](0) [PDF 8.98 M](113)
    摘要:
    针对在多方向多波次反导预警作战中,由于预警资源有限甚至不足,无法有效保障弹道导弹目标搜索、跟踪、识别的问题,提出一种面向反导预警作战的多传感器任务分配拍卖方法。首先,根据反导预警作战任务分配的特点,提出了一种任务分解策略,实现对反导预警作战的分解;接着,针对预警资源有限甚至不足情况下弹道目标探测的问题,考虑时间资源、预警资源分配和任务连续性等约束,建立以高任务完成度、低传感器交换次数和低有效时间资源消耗为目标函数的多约束多目标传感器分配优化模型;然后,结合多约束多目标多传感器分配优化模型和拍卖算法,提出多传感器任务分配策略求解反导预警作战任务分配问题;最后,通过数值仿真验证分解策略、多约束多目标传感器分配优化模型和多传感器任务分配拍卖方案的有效性。
    7  面向空天预警的多源异构装备一体化协同探测技术研究
    李博骁,包钊源,陆泽健,刘自理
    2023, 45(6):51-56.
    [摘要](5995) [HTML](0) [PDF 10.06 M](106)
    摘要:
    针对空天预警探测对于多源异构装备的一体化协同运用需求,首先开展了多源异构装备体系协同运用总体设计,提出了分布式网络化服务化联合运用架构,可支持集中式、分布式等灵活多样的多源异构传感器协同管控模式;其次,开展了多源异构装备协同探测关键技术研究,可针对不同作战任务实现分布式装备自组织组网,利用天地基装备任务分配技术实现多目标多装备动态分配,并开展天地基装备协同引导分析计算,实现基于精度控制的多传感器协同跟踪。协同探测仿真试验结果证明,多源异构装备一体化协同探测技术可面向多方向多目标来袭场景有效提升预警探测系统的目标跟踪数量。
    8  一种混合智能优化算法及在多雷达组网阵位规划中的应用
    马艳琴,刘 林
    2023, 45(6):57-62.
    [摘要](6080) [HTML](0) [PDF 4.87 M](120)
    摘要:
    多雷达组网探测系统对雷达阵位规划提出较高要求,需要通过优化部署满足系统尽远发现、连续跟踪、准确识别、信火铰链等作战任务需求,目前雷达组网阵位规划的工程应用中存在寻优速度慢、效果不佳、工程可用性较差等问题,文中提出一种混合智能优化算法,用于解决多雷达组网阵位规划问题,通过建立多雷达阵位部署数学模型,以空域最优覆盖为目标,以各雷达阵位为优化变量,自动计算生成阵位部署方案,满足作战任务中不同覆盖程度的要求,为雷达组网协同探测提供优化部署保障。
    9  面向无人机集群的协同识别资源管控设计
    兰天鸽,陈 璐
    2023, 45(6):63-66.
    [摘要](5991) [HTML](0) [PDF 4.85 M](115)
    摘要:
    无人机集群作战样式已成为各国科学技术与军事研究的热点,文中针对无人机集群目标稳定探测、综合识别等难题,在梳理美军近期开展的无人机集群相关研究进展和典型无人机集群的主要技术特征基础上,分析了面向无人集群的协同识别资源和系统总体需求,提出分布式复合协同识别资源管控流程设计,采用预案工程化设计方法,实现无人集群协同识别系统传感器资源管控闭环,避免识别资源过载,可为反无人机集群作战高效指挥决策和多手段协同拦击提供支撑。
    10  地面预警监视雷达PHM 技术现状与应用发展研究
    费太勇,杨江平,林 强,毕红葵,覃 坚
    2023, 45(6):67-73.
    [摘要](4966) [HTML](0) [PDF 5.59 M](124)
    摘要:
    为了更好地促进故障预测与健康管理(PHM)技术在地面预警监视雷达中的发展与应用,提升部队自主保障能力和效率,以及降低部队保障压力,文中首先从系统架构、数据采集、数据处理、状态监测、故障预测、健康评估、维修决策等方面阐述了与地面预警监视雷达相关的PHM 技术的研究现状;然后指出了地面预警监视雷达PHM 技术在走向有效的工程化应用方面所面临的状态参数和特征信号难以获取,故障预测技术还不成熟,雷达PHM 研制和验收无标准可依等制约因素;最后根据地面预警监视雷达的技术发展趋势以及使用和维修保障特点,从面向雷达PHM 需求的测试性设计、大数据云平台PHM体系架构、基于数据驱动的预测技术和雷达PHM 标准研究等方面展望了雷达PHM 技术需进一步研究的内容和方向。
    11  圆阵雷达低慢小目标跟踪性能提升技术
    杨建军,路彬彬,袁路花,卞 磊
    2023, 45(6):74-80.
    [摘要](4761) [HTML](0) [PDF 19.76 M](478)
    摘要:
    低慢小目标的探测跟踪是雷达领域的难题;圆阵雷达在跟踪变速运动的无人机目标时,往往会因为积累能量扩散等问题导致跟踪不稳定、易断航等现象。文中充分挖掘圆阵雷达自适应数据率跟踪的潜力,将目标实时信噪比引入跟踪环路内,通过长时间相参积累脉冲组作为补救跟踪措施提升目标机动航段的跟踪稳定性。同时,通过Keystone 变换和Dechirp 算法校正长时间照射引起的距离徙动和多普勒扩散问题。数值仿真分析和圆阵雷达实测均验证了该方法的有效性。
    12  一种基于关联前运动分析的多目标关联与定位方法
    张政川,刘增文
    2023, 45(6):81-86.
    [摘要](4633) [HTML](0) [PDF 6.19 M](127)
    摘要:
    在仅采用方位传感器的前提下,利用单个平台进行动目标定位绝非易事,除非该平台采用费时又费力的边机动边观测方式。相比而言,基于双/ 多平台的纯方位传感器观测定位方案可在不依赖平台机动的情况下,通过三角测量实现目标准确定位。然而,该方案在多目标探测时会遇到平台间的数据关联问题,即多目标探测时需要剔除错误配对的多目标角度交叉点。针对此问题,文中提出一种采用关联前运动分析的方法,可实现精确的多目标关联和定位,同时给出判别目标真伪的置信系数。仿真分析表明该方法在多目标数据关联、目标定位与运动参数估计方面具备出色的性能。
    13  基于信道化技术的数字阵列雷达CS103 测量方法研究
    赵立强,段 蕾
    2023, 45(6):87-91.
    [摘要](4989) [HTML](0) [PDF 4.33 M](101)
    摘要:
    基于数字阵列雷达CS103 电磁兼容测试需求,针对已高度集成化的数字接收机对外仅经光纤下传AD 采样数字数据的情况,在 GJB 152A-1997 测量方法框架下,对CS103 通用测试布置图中的输出监测器设备进行了创新,提出选用高速、大容量AD 记录存储设备和基于信道化技术构建CS103 项数字接收机性能评估系统相结合的监测方法。经仿真和实际测试表明,该方法也可用于数字接收机的CS104、CS105 测试项,能够评估包括雷达在内的各数字接收机的互调抑制度、无用信号抑制度和交调抑制度等性能指标,适用于工程应用。
    14  基于运动分类和二维卷积的随机Hough 变换航迹起始
    薛俊杰,徐安祺,蒋 丹,陈业伟,傅虹景
    2023, 45(6):92-97.
    [摘要](4731) [HTML](0) [PDF 9.91 M](93)
    摘要:
    随机Hough 变换具有占用存储空间小、计算量低的优点,常用于低杂波环境下的航迹起始。针对随机Hough 变换在密集杂波环境下存在峰值簇拥、计算量大导致航迹无法正确起始的问题,文中提出了一种基于运动分类和二维卷积的随机Hough 变换航迹起始方法。首先,利用距离约束限制无关点迹做随机Hough 变换;然后,对不同运动朝向的点做随机Hough 变换,产生的特征参数分别用矩阵存储,为避免测量噪声导致航迹特征参数得不到积累,对每个特征参数矩阵做二维卷积;最后,将过阈值门限的特征参数点进行聚类处理完成航迹起始。验证结果表明:所提方法能在密集杂波环境下有效地起始多目标航迹,不仅成功率高,而且计算量小,具有较好的工程应用前景。
    15  基于移动通信网络的感知技术
    刘国庆,葛红星,张 扬,彭雄伟,许先哲,王 宁,陈建军
    2023, 45(6):98-102.
    [摘要](4899) [HTML](0) [PDF 6.99 M](118)
    摘要:
    针对通信感知一体化的需求,提出了一种5G 基站通感一体化技术方案,在符合5G 通信协议的基础上实现了通信与感知功能的共存。5G 为了实现更加灵活的资源管理,定义了多种时隙格式,通过配置时隙格式可以实现灵活的上下行资源调度。文中提出的一体化方案通过为网络配置合适的时隙格式,实现时隙中部分灵活正交频分复用(OFDM)符号的预留,使得基站可以在这些OFDM 符号时间上进行感知信号的收发以进行目标感知,从而实现了5G 基站通信感知一体化。仿真实验表明该方案可以实现有效的目标感知。
    16  一种Ka 波段阵面馈电网络的设计研究
    靳向阳,凌天庆,张国歌
    2023, 45(6):103-108.
    [摘要](4970) [HTML](0) [PDF 12.32 M](154)
    摘要:
    随着毫米波雷达的广泛应用,毫米波馈线网络也得到了迅速的发展。为了降低馈电网络损耗,通常选择波导作为传输线,但波导尺寸大、重量重的缺点需要解决,为此提出了一种Ka 波段紧凑型波导馈电网络设计方法。该网络将标准BJ100 波导的尺寸调整为非标波导,采用非标波导的窄边耦合设计12 个分口的收发网络。该方法能实现网络的一体化设计、制造,提高了网络分口幅度、相位的一致性。通过微波仿真软件进行参数优化,获得理想的性能指标。试验样件厚度减小40 %,重量轻10 %,网络幅度误差在0. 8 dB 之内,相位误差在10°以内。结果表明该方法设计的Ka 波段波导网络满足工程需求。
    17  射频SiP 在收发组件中的应用研究
    秦 颖,张亚兵
    2023, 45(6):109-113.
    [摘要](5009) [HTML](0) [PDF 11.56 M](156)
    摘要:
    天线阵面是相控阵雷达系统的核心设备,包含成百上千个收发组件。传统的低功率收发通道包括大量的射频芯片和分立器件,电路复杂,系统可靠性低。基于先进微系统技术的射频系统级封装(SiP)尤其适用于相控阵雷达集成化、小型化的需求,也是掌握核心技术的关键。文中展示了一款自研生产的单通道射频收发SiP,分析了应用在数字收发组件时重要的装配互联问题,比较了不同封装形式对性能指标的影响,并研究了适用于收发组件的射频SiP 现状及技术发展途径。

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