2024年第4期文章目次

2024, 46(4):1-7.

[摘要](361) [HTML](0) [PDF 5.91 M](486)

摘要:
通过提取和利用雷达脉冲间隔高维特征,提出了一种基于决策树的雷达辐射源识别方法。将相邻脉冲间隔所构成的向量作为脉冲的高维特征,以增强不同雷达信号之间的可分性,再利用聚类方法提取脉冲列中的这种特征;然后将该特征构成特征向量,以表现特征的整体性;随后基于该特征向量构建决策树分类模型;最后将学习到的模型用于未知雷达脉冲列的识别。仿真实验验证了新方法在不同数据量和数据噪声场景下相对于传统方法的显著优势。

2 基于残差网络ResNet18-SVM的弹道中段目标识别

杨书涵，韦楠楠，张兴敢

2024, 46(4):8-14.

[摘要](300) [HTML](0) [PDF 12.71 M](436)

摘要:
针对单纯基于深度学习的弹道目标识别算法在小样本下鲁棒性差、识别率低的问题,提出一种残差网络ResNet18与支持向量机(SVM)级联的分类模型,对弹头、重诱饵、轻诱饵和碎片四类典型弹道目标进行识别。该识别以雷达回波信号的时频图像作为输入,利用残差单元自动抽象出目标特征,再输入SVM识别分类,该模型结合了ResNet深层感受野大、SVM对高维特征样本拥有较好的分类能力的优势。文中实验采用的雷达回波数据集通过弹道仿真和目标电磁仿真获得,通过仿真实验表明级联模型ResNet18-SVM比单纯的ResNet18识别率平均提升1. 9%;文中模型具有良好的鲁棒性,在不同信噪比下相比于SqueezeNet、ZFNet、AlexNet 网络平均精准率分别高出14. 3%、16. 3%、4. 46%。

3 一种天基双基地InSAR系统的相位同步方法及验证情况

来驰攀，刘爱芳，江　涛，林幼权

2024, 46(4):15-21.

[摘要](306) [HTML](0) [PDF 6.92 M](428)

摘要:
以德国的TanDEM-X双星编队干涉合成孔径雷达(InSAR)卫星系统为背景,提出了基于点频连续波同步信号双向对传,实现编队卫星InSAR系统相位同步的方法。文中给出了该同步方法实现的框架,对该相位同步方法的原理进行了理论推导,得出了补偿相位差的表达式,并对影响同步精度的因素进行了初步的分析。该方法可用于天基双/ 多基地合成孔径雷达系统相位同步链路的设计,仿真分析的结果验证了该方法的理论可行性。此外,通过搭建实物系统对系统的工程可实现精度进行了验证,结果表明获取的载波频率相位同步精度与倍频器件的频率精度和一致性密切相关。该相位同步方法为与TanDEM-X相近InSAR系统的设计提供参考。

4 星源照射多基地雷达系统目标定位建模及精度分析

董　晴，刘　杰，毛永飞，吕　争，李晓蕊

2024, 46(4):22-33.

[摘要](296) [HTML](0) [PDF 29.15 M](84)

摘要:
星源照射多基地雷达系统由一个星载发射源与多个接收站组成,这种一发多收的雷达系统定位精度较单星定位精度高。因为工作体制和构型原因,一发多收雷达系统的定位精度受多种因素影响。为理清多基地雷达系统定位精度的影响因素,文中给出一种典型的一发多收雷达系统定位模型;其次,从几何稀释因子(GDOP)角度出发,对比不同接收站数量对定位精度的影响,发现雷达系统接收站数量为三收或四收时系统效费比较高;然后,研究了不同探测构型所对应的一发三收雷达系统定位精度,发现顶角为120°的Y形布局方式下系统定位精度最优;最后,给出了系统定位精度随目标高度的变化。

5 星载平面SAR卫星RCS特性研究

魏明山，刘光花，程忠健，李玉财

2024, 46(4):34-39.

[摘要](289) [HTML](0) [PDF 20.78 M](86)

摘要:
对星载合成孔径雷达(SAR)卫星结构精细估计是空间态势感知的主要内容,阵元间距的估计更是关注的重点。在微带星载SAR间距研究基础上,开展了波导裂缝SAR卫星电磁仿真和间距估计,利用SAR卫星不同倾斜角下的雷达散射截面(RCS)空间不变性,采用球体空间距离实现了倾斜角未知条件下的阵列间距估计。对多颗SAR卫星实测数据分析表明方法可靠可行,研究获得的RCS身份密码有助于提高SAR卫星识别和精细结构估计能力。

6 高频地波雷达编队目标分辨方法

杨　磊，张　晖

2024, 46(4):40-47.

[摘要](294) [HTML](0) [PDF 7.60 M](70)

摘要:
由于方位分辨性能受限和多普勒模糊问题,高频地波雷达(HFSWR)难以分辨编队内的子目标。该文将逆合成孔径原理应用于HFSWR,提出横向距离成像方法。该方法首先在运动补偿处理中消除径向运动分量、保留旋转运动,实现聚焦的多普勒谱,并分辨多个子目标。然后,横向距离定标处理将频率坐标转化为横向距离,进而估计子目标间的间距。其中,由最小熵准则来估计径向速度和径向加速度,由分段数字波束形成来估计旋转角度。为了在有限积累时间条件下提升分辨效果,采用基于数据复用方式的重叠相干积累来增加扫频周期数。仿真实验表明,所提方法的理论分辨率在几百米至几千米范围内,运动补偿和横向距离定标实现了单纵队的分辨及其间距估计,重叠积累具有缩窄主峰和降低旁瓣水平的效果。

7 碳纤维杂质对天线罩性能的影响分析

张轶群，王　超，孙荣庆

2024, 46(4):48-53.

[摘要](281) [HTML](0) [PDF 33.01 M](83)

摘要:
天线罩作为雷达系统的重要电磁窗口,在生产制造过程中若不慎混入碳纤维杂质,对天线罩的电性能和力学性能的影响还未明确。为此,文中首先对含碳纤维杂质的天线罩结构在电磁场下的失效形式和特点进行了深入研究;其次,分析了失效区域对天线罩透波率、介电性能等电性能指标的影响,并对含碳纤维杂质失效区的结构件的力学性能进行了试验研究;最后通过试验与仿真等技术方法对失效区的扩展性进行了分析。相关研究成果对天线罩的结构设计、生产加工、故障分析等均有积极意义。

8 结合改进FPFH的Super-4PCS点云配准方法

曾　伟，杨　涛，喻　翌

2024, 46(4):54-59.

[摘要](306) [HTML](0) [PDF 8.96 M](63)

摘要:
针对超四点快速鲁棒匹配算法(Super-4PCS)粗匹配过程计算复杂度较高,配准时间长等问题,提出一种结合改进快速点特征直方图(FPFH)的Super-4PCS粗配准算法。通过主成分分析法(PCA)从快速点特征直方图中筛选出能代表点云特征信息的特征点,并将筛选出的特征点云作为输入数据进行Super-4PCS粗配准,由Super-4PCS粗配准得到初始变换矩阵,再进一步进行最近点迭代算法(ICP)精配准。为了验证在不同密度点云下的匹配效率,分别使用Bunny、Dragon两种不同密度的点云数据集进行配准实验,在满足精配准精度的基础上,对比FPFH-SAC和Super-4PCS粗配准方法,粗配准速率分别提升了72%和58%,总体配准速率分别提升了43%和32%。

9 国外高波段多功能综合射频发展综述

王　磊

2024, 46(4):60-64.

[摘要](318) [HTML](0) [PDF 11.19 M](95)

摘要:
随着不断变化的军事需求牵引和有源相控阵、开放式架构等技术的进步,近年来多功能综合射频技术不断迭代发展,形成了大量的研究成果。其中高波段多功能一体化是各国的重点研究内容,从这个角度出发,文中介绍了国外机载、舰载领域综合射频典型项目的最新发展情况,总结了主要关键技术发展特点,为国内高波段综合射频发展提供一定借鉴思路。

10 双线偏振全数字相控阵天气雷达设计与试验

刘新安，曾正茂，陈玉宝，张深寿，刘光普，佟翔宇，孙正齐

2024, 46(4):65-75.

[摘要](298) [HTML](0) [PDF 32.34 M](108)

摘要:
基于极端灾害性天气对高时空分辨率的探测需求,提出了一种采用平板阵列天线和全数字收发组件,并具有双线偏振功能的S波段相控阵天气雷达系统的实现方法,并对涉及的关键技术进行了研究分析,提出了基于脉内频相扫多波束的扫描策略设计,以及基于机内标定系统的在线标定设计思路。最后采用研制的工程样机开展了强对流天气观测试验,并与CINRAD/ SAD雷达的观测数据进行了对比,对比结果表明采用该方法设计的工程样机对强对流天气的观测具有一定优势。

11 冷锋推进中的大气波导变化及其对AIS传播影响研究

王望荣，察　豪，田　斌，李　靖，郝　赫

2024, 46(4):76-81.

[摘要](257) [HTML](0) [PDF 15.26 M](62)

摘要:
冷锋推进中会使得海域内的气温、相对湿度、风速等气象要素分布发生显著改变,导致与气象要素紧密关联的大气波导出现的类型及分布范围随之改变。文中利用大气再分析数据分析了2018年3月中旬某次冷锋过境中不同阶段大气波导的变化过程,并利用电磁波传播模型研究了冷锋推进过程中大气波导对船舶自动识别系统(AIS)传播的影响,结果表明:冷锋开始和发展阶段,出现的蒸发波导对AIS传播影响较弱;冷锋延伸和结束阶段,出现的多类型大气波导对AIS传播影响较强。因此,为有效监控海域内的船舶状态,应增加对冷锋开始和发展阶段的补充监控措施。

12 基于PIN管的1-bit波束可重构反射阵

陆　倩，于　映

2024, 46(4):82-87.

[摘要](270) [HTML](0) [PDF 12.58 M](73)

摘要:
针对传统反射阵列天线不能灵活地进行波束转向,无法满足部分应用场景需求这一问题,文中设计、制作并测试了一种具有12×12个反射单元的1-bit波束可重构反射阵列。通过在两个尺寸相同的L形结构中间加载PIN二极管实现1 位可重构单元,采用Ansys HFSS 15对该单元进行建模和仿真,在4.36 GHz~5. 06 GHz频率范围内,单元在PIN二极管导通和断开两种状态下的相位差在180°±25°范围内,并在4.46 GHz 和4.96 GHz 两个频率下,具有180°相位差。对4.96 GHz进行验证,通过数字控制板独立调节每个PIN 二极管,从而实现所需的相位分布。仿真和测试结果表明反射阵可以在4.96 GHz的中心频率下实现±50°范围内的波束扫描,并且在4.76 GHz~5. 46 GHz 频率范围内,具有相对良好的波束扫描性能。此外,反射阵采用镜面对称排布方式以改善交叉极化,实测交叉极化为-26.7 dB,相比较传统排布方式,交叉极化峰值降低了15.2 dB。

13 基于ANP和优化隶属度函数的雷达质量评估研究

朱常安，胡文华，薛东方，尹园威，贾萌珊

2024, 46(4):88-94.

[摘要](260) [HTML](0) [PDF 6.44 M](65)

摘要:
为检验雷达系统质量状况,依据其应用需求和功能特性,构建了雷达质量状况评价的指标体系。针对各层级指标因素间可能存在一定关联性的情况,文中采用网络层次分析法确定指标权重。针对单一隶属度函数可能产生隶属度突变的问题,提出了组合隶属度函数的方法,通过计算各指标在不同隶属函数下的评价信息,而后对多种隶属函数的评价信息进行优化组合,使得评估结果具有更高的可信性。运用模糊综合评判的方法,对某雷达系统质量进行了实例评价分析,结果表明该方法简易可行,能够较为准确地评估雷达装备的质量状况。

14 时变对抗环境中基于双层加权估计的雷达干扰决策方法

徐一波，张剑云，周青松，李志汇

2024, 46(4):95-100.

[摘要](248) [HTML](0) [PDF 7.48 M](66)

摘要:
如何在目标雷达策略实时变化的战场对抗环境中准确估计出干扰策略的收益,是有效评估干扰策略效果并不断优化干扰策略的关键之一。针对这一问题,在常见的收益估计方法的基础上,提出了一种时变对抗环境中基于双层加权估计的雷达干扰决策方法。该方法通过交叉验证、对收益均值进行加权估计和加权更新来估计所选策略平均收益,并根据策略权重和最大估计值选取最优策略。仿真实验表明,该方法对所选策略平均收益的估计值总体更接近于真实的最优策略收益均值,并能够根据对抗环境的变化,识别最优策略,并逐步提高对最优策略的选取概率。

15 基于分数阶傅里叶滤波的数字信道化储频

陈新年，许　磊，陈　毅，方　杰

2024, 46(4):101-105.

[摘要](278) [HTML](0) [PDF 4.53 M](74)

摘要:
现代战场环境电磁日趋密集和复杂,各类信号相互混迭,同时各种相参雷达采用脉冲压缩技术以及相参处理方法,抗噪声和抗干扰能力大大增强,特别是采用线性调频(LFM)信号满足了雷达大威力、低截获的功能设计需求,抗干扰能力也得到提高。常规的数字储频(DRFM)采用宽带采集,在数字上对宽带信号进行调频、叠加等调制处理,在瞬时带宽内调制样式、参数是相同的,此处理方式导致瞬时带宽内多信号时,无法针对性施加不同的调制样式,以致干扰粗放、不够精确。为实现精确、有效的干扰相参脉冲压缩雷达,文中提出了采用频域子带处理与分数阶傅里叶滤波的数字信道化干扰设计,增强LFM信号去噪能力,通过DRFM技术形成假目标干扰信号,实施有效干扰。

16 一种车载雷达调平系统的虚腿补偿控制策略

梁桂林，高　嵩，孔　阁，林昕怡

2024, 46(4):106-109.

[摘要](302) [HTML](0) [PDF 3.49 M](68)

摘要:
针对重载雷达车调平系统的调平“虚腿”问题,通过对传统调平策略的分析和对虚腿补偿原理的描述,提出一种基于称重和水平双反馈的调平复合控制策略。并依据该策略简化算法并设计了调平的软件流程。通过对实际调平过程中的腿称重值和水平角度变化曲线分析,验证该策略可以有效避免“虚腿”现象,同时大大提高了重载雷达车调平的速度。

17 基于最大对比度的联合相位误差校正方法

张　超，张榆红，张益鑫

2024, 46(4):110-105.

[摘要](291) [HTML](0) [PDF 5.39 M](75)

摘要:
针对高分辨率逆合成孔径雷达(ISAR)成像过程中,因目标转动所引入的转动相位误差无法被忽略,以及由于转动相位误差使得传统平动相位误差校正方法性能严重下降的问题,提出了一种基于最大对比度的联合相位误差校正的方法,可同时校正残余的平动相位误差和转动相位误差,进一步提高成像的质量。首先利用传统的运动补偿方法对回波信号进行处理,其次根据最大对比度准则,将相位误差校正问题转化为最大对比度优化问题,最后利用改进的拟牛顿算法进行求解。该方法能使高分辨率ISAR进行精准成像,且所得图像聚焦效果良好。通过对仿真数据和实测数据的处理,验证了文中方法的有效性。

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