2024年第6期文章目次

2024, 46(6):1-8.

[摘要](191) [HTML](0) [PDF 17.75 M](1707)

摘要:
采用认知雷达架构有助于实现雷达抗干扰技术的智能化程度提升。针对认知抗干扰技术领域中雷达对电磁干扰环境的感知问题,文中提出了一种基于深度学习的多节点干扰调制类型识别方法。该方法针对雷达信号处理的不同节点,如数字波束形成、自适应副瓣对消、脉冲压缩前后以及动目标检测之后,采用多个节点的时频平面和距离多普勒平面作为干扰信号的联合特征提取对象,建立了基于深度学习的多节点干扰识别策略模型,以提高多种干扰场景下的干扰识别正确率。为了提升干扰特征的提取能力和网络的训练效率,用于干扰识别的深度学习算法在卷积神经网络(CNN)的基础上引入了注意力机制和残差网络,建立了针对多节点策略下的干扰类型识别网络结构,实现了对多种不同干扰场景下的干扰类型识别。仿真结果表明,在单一干扰场景下,当干噪比为14 dB 时,所提算法的干扰识别准确率可达92%。在多干扰场景下,所提算法在不同节点策略的加持下,识别准确率可达90%。

2 SAR 实时快速处理抗主瓣欺骗式干扰方法

张汉卿，牛世林，金国栋，张喜峰，潘行博，朱岱寅

2024, 46(6):9-14.

[摘要](115) [HTML](0) [PDF 12.28 M](1672)

摘要:
主瓣欺骗干扰与真实目标场景具有相同的角度,二者在多个表征域具有高度相似性,严重降低了合成孔径雷达系统对真实目标的检测和判断能力。针对该问题,为保证有效抑制主瓣欺骗干扰,文中提出了一种实时快速处理抗主瓣欺骗干扰算法。首先,提出了一种基于方位相位编码的回波恢复框架,并且该框架能够对原始回波数据进行分组处理;其次,提出了一种模块化处理的快速算法来加快所提方法的处理效率;最后,通过点目标和分布式目标仿真实验验证了所提方法的有效性和可行性。通过与传统主瓣欺骗干扰方法进行对比,文中所提方法不仅能够降低计算复杂度,还能减少对系统资源的占用。

3 PRI-PSK离散复合编码脉冲串优化设计算法

张劲东，刘　浩，刘思琪，李晨轩

2024, 46(6):15-25.

[摘要](94) [HTML](0) [PDF 20.39 M](118)

摘要:
针对设计具有优良模糊函数和探测性能的重复间隔相位编码(PRI-PSK)离散复合编码脉冲串问题,研究引入脉间离散脉冲重复间隔编码和脉内离散相位编码。通过分析脉冲串中心模糊函数,建立了以最小化模糊函数积分旁瓣为优化目标的PRI-PSK 离散复合编码脉冲串波形优化模型。在优化方面,基于最优性条件(KKT)优化框架和交替方向乘子法(ADMM)构建了一个用于优化PRI-PSK 离散复合编码脉冲串波形的KKT-ADMM 算法。仿真结果表明,所提算法能够显著降低距离和速度模糊函数的积分旁瓣水平,从而有效改善了脉冲串波形的整体性能,此外所设计的波形相较于常规编码信号在转发干扰抑制方面具备不错的抗转发干扰特性。

4 基于空域自适应单脉冲的抗干扰雷达多目标参数估计算法

沈明威，陈睿妍，张永舒，乔　玲，吴　迪，朱岱寅

2024, 46(6):26-31.

[摘要](107) [HTML](0) [PDF 5.92 M](84)

摘要:
基于空时级联单脉冲的多目标参数高效估计算法( M-STCMP)是一种高效的雷达多目标参数估计算法,但在干扰环境下其参数估计性能将严重下降。文中提出了基于空域自适应单脉冲的抗干扰多目标参数估计(AM-STCMP)算法。首先,将空域自适应单脉冲技术引入M-STCMP 算法,自适应形成和差波束抑制干扰信号,提高各目标的信干噪比,并迭代修正自适应和差波束的鉴角曲线;其次,采用空时级联单脉冲技术估计各目标的距离-速度两维参数;最后,采用Relax算法高精度迭代估计各目标的角度-速度-距离三维参数。理论分析和仿真结果验证了AM-STCMP算法的有效性,其参数估计性能接近无干扰情形。

5 基于二维自适应稀疏匹配的弹载阵列雷达三维前视成像技术

戴金珂，吴　迪，蒋朋辉，朱岱寅

2024, 46(6):32-38.

[摘要](94) [HTML](0) [PDF 9.63 M](70)

摘要:
弹载雷达高分辨成像技术能够获取打击区域的高分辨率图像,为后续的目标跟踪、干扰识别提供保障,是一种有效的抗无源干扰手段。然而,在末制导阶段,目标往往位于雷达的正前方,此时无法采用合成孔径雷达技术实现成像,成像处理只能通过前视成像算法完成。而现有的前视两维成像算法只能获得三维空间中的距离向和方位向信息,无法获取俯仰向的信息。为了进一步获取目标的三维信息,提升雷达后续干扰识别、对抗性能,文中提出了一种基于二维超分辨处理的弹载阵列雷达前视三维成像算法。该算法首先通过二维自适应稀疏匹配技术获得每个快拍在方位-俯仰域的二维超分辨谱,随后根据雷达实时波束扫描中心位置完成信号的积累,最终获取目标前视区域的三维图像。文中采用多组仿真数据进行了验证,结果表明,该算法可以在单快拍条件下重构信号源的方位、俯仰信息,有效提升现有弹载雷达系统的前视三维成像分辨率。

6 基于LMS自适应滤波的雷达随队干扰抵消

陈希信，曹　非

2024, 46(6):39-42.

[摘要](101) [HTML](0) [PDF 4.06 M](75)

摘要:
随队干扰是雷达对抗中常用的干扰方式,通常通过遮盖目标回波信号而使雷达失去探测能力,因此需要加以抑制。随队干扰经常是非平稳的随机信号,在此情况下,文中利用最小均方(LMS)自适应滤波器得到干扰的估计并将其从雷达接收信号中消除,从而给出了一种基于LMS 自适应滤波的雷达随队干扰抵消方法。首先,建立了雷达接收信号模型,包括主阵列天线接收信号和辅助阵元接收信号;然后,给出了基于LMS 自适应滤波的干扰抵消原理,它实际上将辅助阵元接收信号输入自适应滤波器得到随队干扰估计,从主阵列天线接收信号中减去此干扰估计从而实现干扰抵消,通过分析抵消器的性能发现,除了辐射干扰的目标难以探测外,编队中其他目标的信干噪比都得到了提高;最后,给出了随队干扰抵消的仿真实例,验证了上述干扰抵消方法的良好效果。

7 基于深度展开ADMM 网络的稳健自适应波束形成

张文青，李胤辰，陈胜垚，何　成，田巳睿

2024, 46(6):43-49.

[摘要](93) [HTML](0) [PDF 5.15 M](69)

摘要:
阵列通道间的幅相误差导致导向矢量失配,会严重退化自适应波束形成的性能。现有稳健自适应波束形成(RAB)方法通过引入最差导向矢量失配误差约束或联合估计幅相误差和波束形成器权值矢量,以改善波束形成性能,但这些方法的计算复杂度高,且在有限快拍下性能有限。为此,文中在深度展开框架下提出一种基于交替方向乘子法(ADMM)的RAB 网络,以快速实现幅相误差和干扰协方差矩阵的联合估计。首先,建立存在阵列通道幅相误差时的干扰信号稀疏表示模型;然后,根据基于ADMM 的幅相误差和干扰稀疏表示系数联合估计算法,设计一种深度展开ADMM(DU-ADMM)网络,该网络的输入为接收到达的干扰信号,输出为幅相误差和干扰稀疏表示系数;最后,利用该网络的输出重构出干扰加噪声协方差矩阵,并生成稳健自适应波束形成器。仿真结果表明,DU-ADMM 网络可在单快拍场景下实现RAB,且能够以较少的网络层数更精确地估计出幅相误差,有效降低了计算量,同时可获得更高的输出信干噪比。

8 基于多点频调制的反利用波形设计和优化处理

彭哲凡，武亚涛，郭国强

2024, 46(6):50-55.

[摘要](94) [HTML](0) [PDF 9.15 M](67)

摘要:
常规的雷达线性调频及编码波形易被无源非合作雷达利用,目前的雷达波形设计中均未考虑到波形被利用的问题。针对该问题,提出一种基于多点频调制的反利用波形。波形设计上,利用minimax 方法设计出匹配滤波后具有多假目标的特殊频率编码波形,再对该波形进行多点频调制破坏匹配滤波的副瓣性能。在进行波形处理时,根据波形的先验知识,首先通过预先设计的陷波器进行去多点频调制,然后通过多约束条件下的凸优化方法进行失配滤波器设计,再采用设计的失配滤波器系数进行失配滤波,消除假目标的影响,降低副瓣水平,获得良好的探测指标。通过仿真分析了该波形在匹配滤波时副瓣水平高,存在多个假目标可混淆真目标的距离信息的特性,难以被无源非合作雷达利用,而优化处理可获得良好探测性能。

9 电子战无人机反向交叉眼干扰研究

张福群，张逸楠，余国文

2024, 46(6):56-60.

[摘要](97) [HTML](0) [PDF 4.03 M](86)

摘要:
针对机载两源反向交叉眼干扰在实际应用中遇到的参数容限严苛和干信比需求高的问题,提出了一种创新的解决方案,即利用电子战无人机(EWUAV)搭载反向交叉眼干扰机对敌方制导雷达进行抵近干扰。首先,建立了EWUAV 反向交叉眼干扰模型,通过深入分析该模型,揭示出机载两源反向交叉眼干扰模型实则是其一个特例;其次,在确定干扰有效性方面,设定了一个明确的指标:当视在假目标的爆炸范围不触及被保护平台的物理边界时,即认为干扰达到预期效果。此外,文中还详细推导了雷达指示角,创新性地将其参数分为几何与电参数两类进行深入分析;最后,通过一系列仿真实验,充分证明了所提方法不仅有效,而且在参数容限和干信比需求方面表现更为宽松和优越。

10 无人机自适应变极化抗干扰天线研究

孟　琦，章　保，姚卫雷，殷　浩，周永军，葛贤坤

2024, 46(6):61-66.

[摘要](105) [HTML](0) [PDF 12.31 M](82)

摘要:
现代信息化战场上,无人机以其独特的优势,得到了广泛的应用,然而日趋复杂的电磁环境对无人机通信造成了严重的影响。文中针对无人机通信数据链的抗干扰需求,利用微波铁氧体双折射效应和自适应快速变极化控制,设计了一种无人机自适应变极化抗干扰天线。无人机自适应变极化抗干扰天线是利用微波铁氧体双折射效应快速产生垂直极化波、水平极化波、左圆极化波、右圆极化波、椭圆极化波等任意极化波辐射空间与干扰波形成极化正交压制干扰,当无人机受到自然或人为有源同频干扰时,天线能够快速改变极化状态抑制干扰,保持无人机通信畅通。重点从工程应用角度分析了无人机自适应变极化抗干扰天线的原理和技术要点,并针对天线在2. 4 GHz~2. 5 GHz 工作频段的抗干扰效果进行了抗干扰试验。

11 基于调频率微调的压缩感知ISAR抗欺骗干扰技术研究

王　洋，李　筠，陈希信

2024, 46(6):67-73.

[摘要](76) [HTML](0) [PDF 9.04 M](69)

摘要:
有源欺骗干扰是针对逆合成孔径雷达(ISAR)的一种较成熟的干扰技术,但抗欺骗干扰技术研究尚有欠缺。文中在分析欺骗干扰信号生成原理的基础上,采用脉间调频率微调的方法,使得虚假目标信号与雷达解线频调脉压参考信号的调频率失配,以降低虚假目标的脉压增益。但由于调频率脉间随机变化,会造成成像积累时间内不同调频率回波信号无法相参积累,难以进行方位向高分辨成像的问题。为解决这个问题,提出了采用压缩感知技术,对调频率相同的稀疏回波进行信号重构,以获取真实目标的ISAR 图像。此外,利用干扰信号调频率失配时的距离像特性,文中还提出基于距离像熵值的智能化干扰感知方法,能够准确判断雷达是否遭受干扰,为雷达决策采用抗干扰工作模式提供依据。仿真结果表明所提方法可以准确感知干扰,能够在有源欺骗干扰情况下抑制假目标回波,得到真实目标清晰的ISAR 像。

12 一种基于ASLC的数字波束抗干扰改进算法研究

赵　楠，韩国栋，张建超

2024, 46(6):74-78.

[摘要](91) [HTML](0) [PDF 8.54 M](76)

摘要:
针对阵列雷达系统在自适应抗干扰处理过程中设备复杂度高、期望信号信噪比下降等问题,在自适应旁瓣对消(ASLC)理论基础上,研究了一种改进的数字抗干扰处理算法。该算法分析了辅助天线单元独立设计引起的空间资源占用等问题,通过在天线阵列中灵活选取数字单元形成辅助信号的方式,优化阵列资源的同时增加了主阵列与辅助单元收到的干扰信号相关性,提高了系统的干扰抑制比;根据最小均方误差准则对辅助信号进行预加权处理,削减辅助波束接收的期望信号能量,改善了由于辅助波束接收信号的自相关矩阵中含有期望信号引起的期望信号相消问题。通过系统测试,验证了该技术的有效性,实测结果表明,该算法在简化天线阵列设计的同时,干扰调零深度达到了51. 6 dB,而期望信号信噪比仅损失0. 65 dB,解决了传统ASLC 算法效率下降的难题,具有广泛的工程应用前景。

13 基于轻量化卷积神经网络的雷达干扰识别技术研究

张海舟，贺　青，马泽强，黄　亮，李宗阳

2024, 46(6):79-84.

[摘要](116) [HTML](0) [PDF 10.33 M](93)

摘要:
随着科学技术的不断革新,当前电子战形势日益复杂,雷达面临的电子干扰呈高相参、强欺骗、隐匿性、低功率等特性,严重削弱了雷达的探测和跟踪性能,甚至使其失去作战能力。因此,精准识别雷达面临的有源干扰样式是雷达系统进行针对性干扰抑制的前提。轻量化卷积神经网络(MobileNet)无需人为提取特征便能有效捕获图像中的空间结构信息,在图像处理及分类领域表现优异。文中提出了基于MobileNet 的雷达干扰识别模型,应用对雷达有源干扰的时频特性数据集验证模型的分类效果。实验结果表明,所建立的模型对雷达干扰识别分类的F1-score 高达约0. 9,相比于SIFT 模板匹配、CNN 等模型在各指标上更优,分类效果更好。

14 基于迭代重加权的子阵级MIMO雷达角度超分辨算法

王行舒，张劲东，张亚男，董乔龙

2024, 46(6):85-91.

[摘要](91) [HTML](0) [PDF 7.08 M](72)

摘要:
针对子阵级多输入多输出(MIMO)雷达阵列孔径数量有限带来的高方向图旁瓣问题,构建了子阵级MIMO 雷达收发信号和多子阵角度测量模型,提出了基于自适应迭代重加权(AIR)和p-范数约束下迭代重加权最小二乘(p-IRLS)的角度超分辨算法,分析了两种算法的计算复杂度。在仿真实验中验证了两种算法的性能,并对其在单目标和双目标、以及干扰环境检测中的效果进行了比较分析。仿真结果表明,AIR 和p-IRLS 算法能够有效降低子阵级MIMO 雷达的方向图旁瓣电平,同时实现对目标的角度超分辨。和AIR 算法相比,p-IRLS 算法在低信噪比和邻近目标分辨性能更突出。

15 一种多站雷达协同时空误差配准方法研究

袁博洋，王　峰

2024, 46(6):92-96.

[摘要](107) [HTML](0) [PDF 3.45 M](71)

摘要:
多站雷达协同系统各个节点工作具有异步性,多节点雷达对同一个或多个目标的测量误差不一致,导致在多站雷达协同进行数据融合时将同一目标误认为不同目标,使得融合航迹性能下降,失去多雷达协同的优势。文中研究了一种基于多站协同数据处理的航迹误差校准方法,利用最小二乘滤波对多站雷达航迹进行关联,同时利用多站协同关联的优势剔除转发式干扰航迹,对多站探测到的同一目标航迹进行时间统一。并基于多站协同迭代最近点算法,使用多站协同系统中高精度节点数据对低精度节点数据进行误差配准。仿真结果表明,文中方法在多目标复杂运动场景中具有更高的航迹关联正确率,且具有较好的抗转发干扰能力。与传统空间误差配准算法相比,具有更低的配准均方根误差。

16 超材料天线罩雷达散射截面特性分析

张　强，孙红兵，李　钊，王立超，李　洋

2024, 46(6):97-102.

[摘要](86) [HTML](0) [PDF 20.22 M](71)

摘要:
以超材料为代表的新技术迅速崛起,大大推进了天线罩的技术进步,与往常天线罩不同的是,超材料天线罩改进了天线系统的散射特性。多年来,人们注重于天线罩的传输特性而忽略了散射特性研究,一方面原因是控制天线罩的散射性能的需求不甚迫切,另一方面原因则是准确分析耗时费力,难度很大,特别是电大尺寸的天线罩的散射特性几乎无法精确计算。虽然高频光学近似在分析天线罩传输特性方面,精度较高,基本满足设计需求,但是在分析天线罩散射特性方面,偏差较大,很难满足设计需求。针对超材料天线罩雷达散射特性分析需求,文中首先分析比较了不同方法对于介质天线罩雷达散射截面(RCS)的计算结果的差别,分析了产生的原因,采用特征模型结合全波分析方法,计算了超材料天线罩散射特性,并与测试结果进行了比较,仿真和试验结果的包络符合较好,验证了在天线罩中采取吸收措施能明显降低其RCS,可供超材料天线罩设计师参考。

17 GaN 载片式功率放大器质量提升研究

张　磊，王卫华，孟　凡

2024, 46(6):103-107.

[摘要](97) [HTML](0) [PDF 14.10 M](76)

摘要:
随着T/ R 组件集成度的不断提升,氮化镓(GaN)功放载片因其输出功率大、效率高、体积小的特点,成为功率放大器发展中的一种新形态。文中研究了一种新型的GaN 功放载片可靠性和质量评价提升的方法,针对于GaN 功放载片的特点,该方法将微波单片和分立器件的评价方法相结合,关注功率管芯、匹配电容等可靠性核心元件,通过细化筛选试验、加严质量一致性评价,辅以加速寿命试验的方式,在早期剔除不良品,控制产品的技术状态,提升产品的可靠性。利用两型GaN 功放载片产品进行验证,两型产品在质量一致性评价时发现高功率管芯和匹配电容的问题,证明该方法可以显著提升GaN 功放载片的质量。

18 基于粒子群算法的低轨重点卫星雷达协同探测任务规划方法

陈冠任，刘　伟，翟计全，赵盛至，张　蒙，夏凌昊

2024, 46(6):108-114.

[摘要](84) [HTML](0) [PDF 6.47 M](71)

摘要:
为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切换等约束。使用雷达仰角、斜距、雷达截面积构建权值对基于观测时长的目标函数进行修改,并使用粒子群优化算法求解最大总观测时长或最快完成时间。仿真场景为两部假想地面雷达协同对30 颗低轨重点卫星做24 h~72 h观测。结果表明,所有卫星无丢失观测,最大总观测时长和最快完成时间分别为18 622 s 和15 h 16 min(场景时间:24 h)。使用带有权值的目标函数可获得平均观测仰角、斜距的改善,而总观测时长基本一致。

19 基于RFSoC 的超宽带数字接收机设计

商林峰，李彭飞，张玉华

2024, 46(6):115-118.

[摘要](120) [HTML](0) [PDF 5.73 M](86)

摘要:
现代雷达越来越向小型化、智能化、多功能化方向发展,宽带数字化相控阵已成为雷达发展的必然趋势。文中介绍了当前的宽带数字接收机架构,中频数字化和射频数字化接收机的基本原理和发展需求。结合当前微电子技术及信号处理器件的发展,直接对射频信号进行处理已成为可能。为实现基于射频数字化的超宽带数字接收机设计,文中给出了一种基于RFSoC 技术的超宽带数字接收机设计。该接收机可实现直接射频采样和宽带任意波形产生,瞬时带宽可支持2 GHz,测试指标满足雷达、电子战应用需求。基于RFSoC 技术的超宽带数字接收机具备多通道、低成本、低功耗的优点,在雷达、电子战设备及综合射频系统中将获得广泛应用。

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