2024年第5期文章目次

2024, 46(5):1-8.

[摘要](130) [HTML](0) [PDF 6.35 M](575)

摘要:
基于广义协方差交集(GCI)融合理论,提出一种计算高效的分布式多传感器多目标跟踪算法,其中概率假设密度(PHD)滤波器在每个传感器节点运行,进行滤波处理。GCI 用于融合多个PHD 时,融合密度包括大量融合假设,这些假设随着高斯分量的数量增加呈指数增长。因此,GCI 融合在实际运行中往往难以计算。为了提高多传感器融合的运算效率,文中通过距离度量将高斯分量聚类,然后进行孤立。距离度量可计算出目标融合后的密度权重,丢弃权重可忽略不计的融合假设,就能够构建简化的近似密度函数。分析表明,所提出的融合算法相较于传统的GCI 融合算法,计算效率能够呈倍数提升。在先后出现12个目标的仿真场景中,通过实验验证了所提融合算法的有效性。

2 浅谈直升机防撞雷达现状与技术发展

王士龙

2024, 46(5):9-12.

[摘要](128) [HTML](0) [PDF 3.58 M](605)

摘要:
直升机在低空执行运输、救援、森林防火等任务时,地形、烟囱和电力线等静止障碍物会对直升机的飞行安全带来威胁,而机载防撞雷达是一种有效探测这些障碍物的设备,它能够为处于复杂低空飞行环境的直升机快速提供障碍物的精确距离、方位等位置信息,支撑飞行员动态规划和调整飞行航线以在恶劣的低空环境中安全飞行,从而有效提高直升机的任务出勤率,在提升直升机低空生存能力中发挥着重要的作用。文中从讨论直升机低空安全飞行的迫切需求出发,提出直升机防撞雷达的主要能力要求,简述了我国直升机防撞雷达的应用情况,并根据工程经验,总结了防撞雷达的装机设计技术难点,探讨了直升机防撞探测技术的发展趋势。

3 非盲源 KPCA 剩余噪声比阈值层析SAR 成像方法

刘　慧，程碧辉，庞　蕾，郭子夜，王　潜

2024, 46(5):13-18.

[摘要](77) [HTML](0) [PDF 13.14 M](591)

摘要:
合成孔径雷达(SAR)层析成像技术是基于干涉SAR 测量技术发展而来的先进三维成像技术。层析SAR 通过第三维反演技术将叠掩在同一距离-方位分辨单元的散射体进行分离而实现SAR 的三维成像。因此,叠掩在同一距离-方位分辨单元的散射体分离是层析成像的关键。文中提出了一种非盲源散射体分离算法,结合核主成分分析和剩余噪声比阈值,估计同一距离-方位分辨单元内散射体的个数,并反演其位置。在满足完整度的同时,尽可能抑制噪声。该方法利用核主成分分析,人为增加核矩阵维度,从而减少系统的导向向量偏差;并且加入剩余成分中噪声强度比的计算作为算法的约束条件,从而降低了噪声信号误判的可能性。实验结果表明,所提方法在各个方面都优于传统的层析反演方法,并且高度重建精度得到一定程度的提高。

4 基于MDA 的雷达信息处理系统构件化设计

郭子乐，郑庆琳，张　宁

2024, 46(5):19-25.

[摘要](88) [HTML](0) [PDF 13.25 M](88)

摘要:
以雷达信息处理系统的模型驱动架构开发为研究内容,基于系统构件化设计的理念,采用统一建模语言提出了一种以模型为核心的构件开发方法。首先,该方法对雷达信息处理系统进行需求分析并以可视化模型描述系统的业务架构;其次,根据雷达信息处理系统的需求定义构造该系统相应的平台无关模型层、平台相关模型层和代码模型层等各个层次的图形化架构阐述不同层次之间的交互关系、模型映射规则以及代码动态转换过程,并在此基础上实现系统构件代码的自动生成;最后,仿真设计表明,基于模型驱动架构的构件化设计方法可有效提高该系统的开发效率和可重用性。

5 基于椭圆随机超曲面模型CPHD 滤波器的多扩展目标跟踪算法

滕　明，侯亚威，李伟杰

2024, 46(5):26-30.

[摘要](82) [HTML](0) [PDF 5.68 M](67)

摘要:
复杂场景下多扩展目标跟踪在自动驾驶、目标识别等领域具有很高的应用价值。文中提出了一种基于椭圆随机超曲面模型(ERHM)的势概率假设密度(CPHD)滤波器。首先,基于有限集统计理论,利用CPHD 滤波器建立多扩展目标的贝叶斯滤波框架;然后,采用ERHM 描述扩展目标的量测源分布,并利用无迹变换嵌入CPHD 滤波流程;最后,仿真实验结果表明,ERHM-CPHD 滤波器对椭圆扩展目标的跟踪性能优于传统的伽马高斯逆威沙特CPHD 滤波器,在杂波密度较高、目标新生的位置比较确定的场景或者扩展目标数目较多时,对扩展目标的参数估计更为准确。所提方法在高分辨率雷达多目标跟踪方面具备很好的运用前景。

6 基于前后向矩阵束方法的线性排布无人机集群目标规模估算

李　洋

2024, 46(5):31-38.

[摘要](94) [HTML](0) [PDF 12.05 M](76)

摘要:
利用前后向矩阵束方法,提出了一种有效的“蜂群”无人机群目标个数估计方法用于目标检测。与传统的参数估算方法相比,所提方法对于稀疏信号也能准确地进行估算。首先,在一定的角度或频率下,获取线阵排列群目标的雷达散射截面;然后,根据已知的雷达回波构造Hankel-Toeplitz 矩阵,并对该矩阵进行奇异值分解;最后,通过设置合适的阈值选取比例较大的奇异值,以此准确地估算线阵排列群目标的个数。此外,文中还讨论了不同信噪比对估算结果的影响。为了提高精度,文中采用多组不同方位角度的回波信号来联合估算群目标的个数。仿真结果表明,该方法能够有效、准确地估算线阵排列群目标的个数,而且估计结果不受噪声的影响,具有较好的鲁棒性。

7 基于时频脊线提取的机动小目标多普勒展宽补偿方法

蔡玖良，郭国强，侯法涛，周明阳

2024, 46(5):39-45.

[摘要](79) [HTML](0) [PDF 6.60 M](69)

摘要:
对雷达进行长时间积累来提高目标回波的信噪比(SNR),是小目标探测雷达信号处理的重要步骤。然而,对于高速机动目标,目标回波很可能出现距离徙动以及多普勒展宽(DFB),给脉间长时间积累带来困难。针对存在的DFB 问题,文中利用慢时间维信号时频图脊线斜率与加速度的数学关系,提出一种基于时频脊线(TFR)提取的机动小目标DFB 补偿方法。所提方法可以克服传统的搜索法计算效率不高、需要搜索范围先验信息,以及精度受搜索步长影响的不足,可在低SNR 且没有加速度先验信息的情况下对加速度进行快速准确估计,解决DFB 问题,实现脉间有效相干积累。通过仿真,验证了TFR 提取法可以在没有任何先验信息和低SNR 下快速准确计算出目标的加速度,从而对脉压信号进行准确补偿,实现机动小目标的有效检测。

8 基于AHP-理想点法的空间目标监视资源调度效能评估

邓博容，段美亚，于喜庆，沈静波

2024, 46(5):46-53.

[摘要](78) [HTML](0) [PDF 7.19 M](68)

摘要:
在空间目标日益增多和监视资源有限的背景下,为了寻找合理的空间监视资源调度策略从而提高调度效能,提出了基于层次分析(AHP)-理想点法的空间目标监视资源调度效能评估方法。该方法在编目维持任务场景中,建立了空间目标监视资源调度效能评估指标体系,基于AHP 法和理想点法评估编目最大化、重点任务优先、重点目标优先和搜索优先四种策略下的调度效能并进行排序。仿真结果表明,编目最大化策略在编目维持任务场景中实现了调度效能最大化。该方法相比传统的AHP 指标综合法更加客观,对实际调度和装备应用具有指导意义。

9 可扩展架构的超大点数FFT 处理器设计

王　江，吴　佳

2024, 46(5):54-59.

[摘要](78) [HTML](0) [PDF 6.73 M](60)

摘要:
面向合成孔径雷达、遥感、电子对抗等领域研究了一款高性能的超大点数快速傅里叶变换(FFT)处理器。文中提出了一种可扩展架构,即针对不同的应用场景可以动态实时调整FFT 算法的基数以及处理点数;存储器划分为16 个存储模块,可以通过产生无冲突地址进行访问,输出与输入数据帧可以共享同一存储器,具备高效存储器特征。FFT 运算采用并行流水线排布,当采用高基算法时,可高并行度访问存储器,实现并行计算,从而获得明显的实时性优势。FFT 各级运算采用循环移位寄存器产生地址,以保证蝶算单元输入数据的抽取间隔,并在最后一级输出时进行循环移位寄存器反转操作产生地址,实现输入输出共享存储器。所提设计方法规整、高效、适用范围广泛,便于现场可编程逻辑器件以及集成电路实施,并且也将持续受益于存储器工艺的提升。

10 某充气气囊天线设计

马振兴，宋志国，刘小飞

2024, 46(5):60-64.

[摘要](80) [HTML](0) [PDF 12.68 M](67)

摘要:
柔性天线与浮空器本体共形,可实现大型雷达天线的轻量化设计,是充分利用浮空器平台获取大视距探测优势的技术基础。文中研制了一套充气气囊天线,根据任务需求与生产加工能力,合理进行布局设计;通过仿真分析与样件试制,合理选材并确定囊体工作压差。经多次试制迭代后,固化成型方案并完成样机研制。为评价样机指标符合性,采用结构及电性能两个维度对样机进行考核。结构方面,样机外观、尺寸、反射面变形、天线垂直度、保型时长等均满足需求;电性能方面,采用无源驻波指标判定辐射单元性能,通过分析发射方向图、接收方向图数据,测定样机满足了天线增益、副瓣电平和波束宽度等指标。

11 一种X 波段机载MPM 设计与工程实现

吴其锋，刘晓红，施必剑

2024, 46(5):65-69.

[摘要](61) [HTML](0) [PDF 12.18 M](80)

摘要:
微波功率模块(MPM)是高集成度的一种微波发射机,它是真空放大器件应用的重大变革,涉及微波、真空电子、集成电源、微系统集成等多技术领域,具备单机功率大、频带宽、效率高、功率密度高、可靠性高等优点,可用于无人机电子对抗系统、有源相控阵、拖曳式高功率电子干扰诱饵、气象雷达等许多领域。文中介绍了一种X 波段中功率机载MPM 的设计方法,详细阐述了励磁电感、谐振电感、谐振电容三元素串联谐振全桥拓扑高压电源、载频脉冲调制器、模块结构与热设计及其关键技术,并给出了实测数据,以期给相关从业人员带来一些启发和帮助。该项目研制的MPM 已在外场成功完成空空、空地试验应用,性能非常好,可推广使用。

12 大功率射频Si-VDMOS 功率晶体管研制

刘洪军，王　琪，赵杨杨，王佃利，杨　勇

2024, 46(5):70-74.

[摘要](68) [HTML](0) [PDF 14.16 M](76)

摘要:
介绍了大功率射频硅-垂直双扩散金属氧化物场效应晶体管(Si-VDMOS)的研制结果,采用栅分离降低反馈电容技术、多子胞降低源极电感技术等,从芯片原理着手,比较分析两种芯片结构设计对反馈电容的影响,以及两种布局引线对源极电感的影响,并研制出了百瓦级以上大功率射频Si-VDMOS 功率晶体管系列产品。产品主要性能如下:在工作电压28 V 及连续波下,采用8 胞合成时,225 MHz 输出功率达200 W 以上,500 MHz 输出功率达150 W 以上;进一步增加子胞数量,采用12 胞合成时,225 MHz 输出功率达300 W 以上,同时具备良好的增益及效率特性,与国外大功率射频Si-VDMOS 功率晶体管的产品参数相比,达到了同类产品水平。

13 高功率同轴电缆组件疲劳寿命分析及维护探讨

韩彦明，奚松涛，张海涛

2024, 46(5):75-80.

[摘要](80) [HTML](0) [PDF 18.81 M](81)

摘要:
长线高功率同轴电缆组件主要应用于发射机和天线距离较远的系统,其敷设环境和高功率使用环境使其频繁处于热胀冷缩的状态,内导体由于受约束,会承受较大的内应力作用。由于内导体为整体,且束缚力较小,内应力会在内导体强度相对薄弱的位置积聚,促使该位置首先产生疲劳效应并最终发生故障,影响系统使用。文中就长线高功率同轴电缆组件长期工作后的失效进行分析,对长线高功率同轴电缆组件的使用寿命进行了理论分析及软件仿真,并通过试验验证了电缆组件内导体从出现开裂到发生故障所能承受的内应力冲击的极限次数,给出了不同长度高功率同轴电缆组件在不同加载功率下的寿命评估以及在寿命周期内的维护保障建议。

14 雷达的腐蚀现状调研及对策分析

梁元军，朱理智

2024, 46(5):81-88.

[摘要](87) [HTML](0) [PDF 16.35 M](84)

摘要:
通过调研地面雷达的腐蚀情况,对发现的腐蚀点采用统计分析方法,全面系统地介绍了地面雷达的腐蚀,并针对腐蚀问题和腐蚀规律,提出了腐蚀控制的对策。在腐蚀现状调研分析中,重点介绍了雷达的腐蚀形态、制件暴露环境对腐蚀的影响、腐蚀主要原因及产生阶段;在腐蚀控制的对策分析中,重点阐述了环境控制设计、密封设计和遮蔽设计的要求及方法。通过数据分析,发现腐蚀规律,制定了结合雷达产品的特点和研发流程进行科学管理的方法体系,提出了树立从方案设计、工程设计到生产制造和使用维护等各阶段进行全方位、全过程和全寿命周期腐蚀综合控制的思想,从顶层完善了雷达产品的腐蚀控制理论体系。

15 雷达双层双模健康监视架构设计

明　亮，刘建新，凌　林，赵立营

2024, 46(5):89-94.

[摘要](79) [HTML](0) [PDF 17.62 M](81)

摘要:
雷达设备健康监视主要实现雷达故障预测与健康管理系统的数据解析和显示。传统的监视架构为单一架构层次、面向单一对象的监视架构,并且软件实现与设备紧耦合,其开发和维护成本巨大。文中首次将模型-视图-代理(MVD)模式应用到雷达状态监视架构设计中,提出一种基于MVD 的双层双模架构。该架构无需代码定义接口结构体,利用模型工具软件直接编辑设备编号、响应策略,利用高效的封装基类将内置测试设备的状态数据与显示实现挂接;采用“全面+重点”双布局、“用户+专家”双模式设计,可实现目标态势与健康态势同时掌握,并满足用户/ 专家等不同对象的显示需求。通过工程验证,相比于传统的健康监视架构,该架构提供多样化作战视图,提高了软件可读性、可维护性,节约了软件开发成本,提高了开发效率。

16 车载雷达间干扰抑制方法研究

蒋留兵，申杰琦，车　俐

2024, 46(5):95-103.

[摘要](106) [HTML](0) [PDF 19.64 M](81)

摘要:
随着自动驾驶技术的发展,毫米波雷达成为了自动驾驶的一个关键传感器,由于车载雷达数量的增加,雷达间相互干扰是不可避免的,干扰可能会导致雷达检测性能降低,产生漏检和虚警的情况。为了解决干扰带来的问题,文中采用了一种在时-频域中使用经验模态分解和卡尔曼滤波相结合的干扰抑制方法。首先将时域干扰信号通过短时傅里叶变换转换到时-频域;然后将时-频域信号进行经验模态分解,将干扰主导的本征模态函数中的干扰部分置零,并将干扰置零后的本征模态和目标信号主导的本征模态进行相加;最后通过卡尔曼滤波对信号进行重构。实验结果显示,该方法不仅能够降低频域中噪声,而且能够提高目标的信噪比,增加了目标被检测概率。

17 一种星载高效率电源的样机研制

陈善华，徐国林，蒋　华，花　韬，郭　博，杜长雷

2024, 46(5):104-108.

[摘要](94) [HTML](0) [PDF 3.96 M](69)

摘要:
针对星载合成孔径雷达电源高效率抗辐射的需求,对适用于星载领域的各种电源拓朴结构进行了对比分析,提出一种同步整流正激变换器拓扑方案。该方案采用单管栅极电荷保持驱动拓扑,解决了变压器死区时间续流管驱动问题,并对电路原理以及抗辐射加固方法进行详细说明,给出电路组成、关键器件和参数计算方法。根据所提方案制作了一台输入50 V~70 V、输出5 V/6 A 的样机。实验结果表明:该电源具有高效率和抗辐射的特点,验证了技术方案的准确性,可以满足星载电源的需求。

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