2024年第8期文章目次

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  • 1  舷外有源诱饵及其对抗技术发展综述
    孙建东,姜 迪,柳立志,游世勋,汪亚东
    2024, 46(8):1-7.
    [摘要](119) [HTML](0) [PDF 16.70 M](1620)
    摘要:
    随着反舰导弹抗干扰技术发展和性能提升,传统的平台内舰载干扰技术已不足以充分抵御各种海战威胁,因此舷外有源诱饵作为一种具有组网能力的平台外干扰方式备受各国海军的重视。文中首先介绍了舷外有源诱饵的干扰机理、工作特点,分析了舰船防御体系采用舷外有源诱饵的干扰策略,论证了舷外有源干扰的有效性;然后,在此基础上,阐明了国外舷外有源诱饵装备的发展情况和技术特征;最后,针对新型反舰导弹导引头的抗舷外干扰措施,分析了可以采用的对抗手段。研究内容对舷外有源诱饵及其对抗技术进行了全面的阐述,可为后续舷外干扰产品设计和导引头抗干扰技术研究提供支撑。
    2  基于数字频谱余晖图的特定辐射源识别
    陈海永,赵宇琦,刘 坤,宿绍莹
    2024, 46(8):8-13.
    [摘要](71) [HTML](0) [PDF 7.67 M](1596)
    摘要:
    在电子战、无线网络安全等军事和民用领域中,特定辐射源识别(SEI)具有极高的应用价值。传统方法以人工提取特征为主,依赖先验知识泛化性差;深度学习方法多以含有二维信息的图像为输入,易遗漏关键信息。针对以上问题,提出了以数字频谱余晖图作为深度学习模型输入的解决手段,从而实现了SEI 任务。首先,搭建辐射源信号探测及数据采集系统,获取Wi-Fi 辐射源信号的数字频谱余晖图,建立首个基于数字频谱余晖图的SEI 数据集;其次,利用该图包含信息更丰富的特点,将信号识别问题转化为目标检测问题;最后,在Wi-Fi 辐射源识别数据集(WFEID)上进行了实验验证。实验结果表明,YOLOv5s 在WFEID 上P、R、F1 和mAP等指标均能达到87. 5%以上,从而证明了以数字频谱余晖图作为深度学习模型的输入在SEI 任务中是有效的。
    3  基于NOMA-OFDM 的雷达通信一体化波形设计
    李风从,王子墨,仝方遒,冯 翔,赵宜楠
    2024, 46(8):14-21.
    [摘要](58) [HTML](0) [PDF 9.11 M](38)
    摘要:
    针对基于正交频分复用的雷达通信一体化波形设计中,通信信息的随机性会影响雷达性能以及过高峰均包络比(PAPR)可能导致信号在射频端出现严重失真的问题,文中提出了利用非正交多址将雷达信号与通信信号在功率域中分开,以降低通信信息随机性对雷达性能的影响,并利用主动星座图扩展(ACE)对叠加信号进行PAPR 抑制的波形设计方法。首先,分析了传统功率分配原则导致叠加星座出现混叠的原因,并给出在不同调制阶数的最佳功率分配;其次,从理论上分析了ACE 技术对叠加信号进行PAPR 抑制的可行性;最后,仿真结果表明,在不同调制方式和不同信噪比下,当功率分配最佳时能同时达成雷达信号高检测率和通信符号最低误码率。ACE 技术的使用同时保证了优良的雷达性能和通信端的低误码率,对叠加信号的PAPR 有较好的抑制效果。
    4  基于改进EVM的雷达PRI调制类型开集识别
    文秋月,王志勇
    2024, 46(8):22-28.
    [摘要](65) [HTML](0) [PDF 6.63 M](41)
    摘要:
    雷达脉冲重复间隔(PRI)的调制类型是分析雷达工作状态和任务的重要手段。针对常见PRI 调制类型识别算法无法识别未知调制类型的问题,文中提出一种基于改进极值机(EVM)的雷达PRI 调制类型开集识别方法。首先,采用残差-双向长短时记忆网络进行PRI 序列的特征提取;其次,结合原型学习,利用基于距离的交叉熵损失和原型损失对特征提取网络进行训练;最后,在特征空间中引入已知类特征的线性组合以模仿未知类的行为,提出了改进的EVM 模型。实验结果表明,与EVM 相比,文中所提方法能够提升雷达PRI 调制类型的识别准确率,且在开放的电磁环境下具有良好的开集适应性。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。
    5  多传感器融合SLAM研究综述
    高 强,陆科帆,吉月辉,刘俊杰,许 亮,魏光睿
    2024, 46(8):29-39.
    [摘要](79) [HTML](0) [PDF 9.99 M](36)
    摘要:
    如今,移动机器人技术的发展使得同步定位与建图(SLAM)技术越来越受到学者的关注。在未知环境下,使移动机器人能够自主完成建图或者探索,是SLAM 最基本的要求。在过去的十年,单传感器为机器人的建图和探索提供了良好的效果,而多传感器融合SLAM 则以其强鲁棒、高精度的技术特性,为提升移动机器人建图的精度和速度提供了更高的可能性,成为了SLAM 发展的主要研究方向。文中总结了现今多传感器融合SLAM 的方案,首先对单传感器方案进行了比较;然后对多传感器融合技术的方案进行了对比;最后,分析了多传感器融合SLAM 的难点与解决方案,并对多传感器融合SLAM 的未来与发展进行了探讨。
    6  太赫兹异物探测系统的一种硬件幅相失真补偿方法
    杨星宇,钱 丽
    2024, 46(8):40-46.
    [摘要](47) [HTML](0) [PDF 11.41 M](31)
    摘要:
    太赫兹(THz)成像技术是一种新发展的高频段成像技术,在军事和安全领域具有重要的应用价值。文中的实波束THz异物探测(FOD)系统未进行宽带幅相失真补偿时,一维像主副瓣比较差,微小目标无法成二维像。考虑到该成像系统采用了高频段易于实现的调频连续波自混频去斜方法,传统的宽带成像系统在信号产生时所实施的宽带幅相预失真补偿方法无法起效,为此,文中给出了实波束THz FOD 系统的一种硬件幅相失真补偿方法。该方法通过对接收机数字下变频的正交数据实施先相后幅的通带失真补偿,完成了THz FOD系统的幅相失真补偿。采用该补偿方法的THz FOD 系统一维像加海明窗主副瓣比>40 dB,可实现对微小目标成二维像。
    7  基于IMM-JPDA-ISTUKF 的车载毫米波雷达多目标跟踪算法
    蒋 凯,周建江,吕瑞广,李晓航
    2024, 46(8):47-54.
    [摘要](51) [HTML](0) [PDF 11.61 M](45)
    摘要:
    为提高车载毫米波雷达多目标跟踪精度指标,提升道路车辆行驶安全性,文中在交互多模型无迹卡尔曼滤波(IMMUKF)和联合概率数据关联(JPDA)融合的算法基础上,针对车辆运动状态突变处UKF鲁棒性差、滤波精度低的问题,提出了一种基于改进强跟踪UKF(ISTUKF)的IMM-JPDA-ISTUKF 算法。通过模拟道路场景搭建的仿真环境对算法性能进行了验证,且为证明该算法在实际道路工况下跟踪精度的提升,还进行了雷达道路测试,通过雷达在道路上获取的车辆数据进一步验证了该算法的有效性。结果表明,该算法在目标车辆运动状态发生变化时的距离跟踪精度和速度跟踪精度方面均得到了提高。
    8  基于多输出的多传感器在线航迹融合方法
    李永刚,王怀民,杨海民,郭力兵,胡上成
    2024, 46(8):55-58.
    [摘要](71) [HTML](0) [PDF 4.33 M](49)
    摘要:
    多传感器航迹融合能够在一定准则下整合数据,获得比单一的传感器数据更接近被测物理量真值的状态估计值和更有价值的综合信息。目前,卡尔曼滤波算法和传统的加权平均融合算法虽然能有效地实现航迹融合,但融合所得测量精度仍然有限。文中针对航迹数据特点,提出基于多输出的多传感器在线航迹融合算法,通过多输出多元线性回归模型实现了航迹数据融合;利用云边协同架构完成模型训练和推理,在中心云端利用历史数据训练得到多输出多元线性回归模型,在此基础上,在边缘端利用在线梯度下降算法完成模型权重系数的实时更新。实验结果表明,文中提出的算法在融合精度上要优于目前的卡尔曼滤波算法和传统的加权平均融合算法。
    9  基于时频边界拟合的NZ估计优化方法
    高振斌,刘进圆,宿绍莹
    2024, 46(8):59-64.
    [摘要](41) [HTML](0) [PDF 6.54 M](32)
    摘要:
    奈奎斯特折叠接收机(NYFR)可以用少量设备实现宽带雷达信号接收,而测量接收信号的波形参数需要正确估计信号所在的奈奎斯特区(NZ)。针对目前广泛应用的线性调频(LFM)信号,在分析LFM 信号经NYFR 采样后时频图的基础上,对基于时频边界拟合的NZ 估计方法进行了优化;讨论了NYFR 结构中本振信号的调制系数和调制频率对该方法性能的影响,给出了NYFR 的参数选择策略。仿真结果表明,优化后的时频边界拟合方法在信噪比优于-9 dB 时,正确检测概率可达100%。
    10  一种宽带±45°双线极化阵列天线设计
    王 浩,张海福,姜海玲,王亚涛,余 贤
    2024, 46(8):65-70.
    [摘要](55) [HTML](0) [PDF 25.43 M](38)
    摘要:
    为了满足宽带大功率相控阵极化调整、灵活干扰的应用需求,需要对±45°双线极化的阵列天线开展研究。阵元主体由金属交叉偶极子构成,通过引入金属寄生层、宽角匹配层进一步拓展了工作带宽,改善了大角度扫描特性;采用同轴巴伦实现平衡馈电和阻抗变换,使用金属反射腔体调节组阵后相邻单元间的边界条件,从而优化了阵元间的互耦特性。实验与仿真结果表明,该阵列天线在0. 96 GHz~2 GHz 的工作频段内具有良好的辐射特性,可以实现二维±30°的波束扫描;并且,该阵列天线具有结构简单、易于安装、耐功率性能好的特点,适合于大功率宽带干扰相控阵系统的应用。
    11  一款高增益双脊喇叭天线
    凡 创,赵全明,李天成,刘 玉,毛 露
    2024, 46(8):71-77.
    [摘要](49) [HTML](0) [PDF 14.74 M](26)
    摘要:
    为了满足实际干扰测试需求,设计了一款脊上开槽的超宽带高增益双脊喇叭天线。首先,首次引入二次Bezier 曲线作为脊的渐变曲线并验证了该曲线的可行性,天线的电压驻波比(VSWR)带宽为2 GHz ~18 GHz;然后,通过加入楔形块和采用锥形渐变脊,成功地解决了天线高频增益下降和辐射方向图畸变的问题;最后,通过在脊上开锥形槽,进一步降低了低频段的VSWR。仿真结果表明天线在2 GHz~18 GHz 内的VSWR小于1. 9,在5 GHz~17 GHz 内小于1. 5,且在不加载介质透镜的情况下,高频增益稳定在18 dBi 以上。实测结果表明天线的VSWR 和增益与仿真结果吻合,可用于天线干扰测量系统和高增益反射面天线的馈源。
    12  自然人机交互技术在雷达显控终端中的应用
    潘 奇,杨东华,蔡委哲
    2024, 46(8):78-83.
    [摘要](69) [HTML](0) [PDF 7.12 M](45)
    摘要:
    针对当前雷达显控终端承担的操控任务多、操作步骤复杂等问题,提出了利用自然人机交互技术提升人机交互效率的方法。采用触控显示器、触控一体机、视频处理模块、语音处理模块、指纹识别模块、虚拟现实(VR)交互设备等,通过增加触控、语音、图像处理、VR、生物特征鉴权等多种自然人机交互技术拓展了人机交互的方式;根据雷达显控终端的交互情景,采用选择型多模态融合交互方式,大幅提高了雷达显控终端的人机交互效率,使得人机交互更为自然和舒适。VR交互设备在多维信息展示、场景仿真与推演、模拟训练等场合发挥了明显的优势,自然化和人机融合的智能交互方式将是未来的发展趋势。
    13  宽带射频限幅器的设计
    魏庆发,刘 磊,王正斌,张军马
    2024, 46(8):84-88.
    [摘要](56) [HTML](0) [PDF 5.83 M](37)
    摘要:
    文中首先根据器件手册完善了所用PIN 管的spice模型,保证仿真结果的准确性;接着,分析了宽带射频(RF)限幅器中PIN二极管在高于、低于渡越频率的频段时工作状态的不同,并给出了对应功耗的计算方法,以保证功耗的精确性;然后,根据滤波器原理用三对反向并联的PIN管设计了一款宽带RF 限幅器;最后,根据高、低频段功耗的不同给出了该限幅器的输入功率上限。实测结果表明,在3 MHz~3 GHz的宽频带范围内,其回波损耗大于24 dB,插入损耗小于1. 6 dB。该宽带RF限幅器可将30 dBm的连续波信号限制在15 dBm以内,结构简单,价格低廉,易于与其他电路集成,可用于通信设备和测量设备的输入保护。
    14  基于云边端的空间目标探测感知系统架构设计
    韩如明,郭 琰,刘国庆
    2024, 46(8):89-93.
    [摘要](44) [HTML](0) [PDF 6.89 M](33)
    摘要:
    空间目标探测感知系统作为未来信息化作战的关键要素,为现代化战争提供了重要的天域预警信息支撑,文中面对未来空间目标呈现小型化、星座化、异变化等特点,将云边端架构引入空间目标探测感知系统的架构设计中。首先,分析了目前空间目标探测感知系统面临的问题和系统需求;然后,结合云边端架构的理念提出了一种空间目标探测感知系统架构的设计方法,考虑当前探测感知装备现状合理设计了云中心、边中心和端节点的系统组成,结合空间目标探测流程设计了“两环、一库、四要素”的系统运行逻辑架构;最后,总结了该架构具备的先进能力特征。
    15  舰载干扰对抗末制导雷达的复合干扰样式选择方法
    徐红青,罗俏燕
    2024, 46(8):94-99.
    [摘要](82) [HTML](0) [PDF 4.24 M](61)
    摘要:
    为更好地发挥舰载有源干扰装备对反舰导弹末制导雷达的干扰效能,基于反舰导弹末制导雷达抗干扰技术机理,提出了时域、频域、能域、识别域等抗有源自卫干扰因子及其数学模型,并建立了抗有源自卫干扰的能力计算模型,以支撑舰载有源干扰装备根据舰载侦察装备的感知信息(频率、脉宽、重频、信号体制等)以及有源干扰装备的性能(干扰引导时间、干扰带宽、干扰功率等),合理选取最佳复合干扰样式,从而实现了舰载有源干扰装备干扰样式与反舰导弹末制导雷达的最佳匹配。针对非相参捷变频信号体制雷达和脉压相参信号体制雷达,通过仿真试验提出了不同弹目距离下的最佳复合干扰样式。

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