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  • 2021年 第19卷 第2期
  • 出刊日期:2021-04-28
本刊系中国电子学会雷达分会和中国电子科技集团公司第三十八研究所合办的学术性刊物,同时作为中国电子学会雷达分会会刊。目前为双月刊,中文核心期刊和中国科技核心期刊。 本刊自2003年创刊以来就树立了“紧跟国外雷达前沿科技,引领国内雷达技术发展”的目标,秉承“凝聚雷达力量,加强国际交流,提高学术水平,促进科技发展”的分会宗旨,主要刊登雷达、电子战、导航、通信等电子系统工程及其基础技术的学术论文。雷达界享有盛誉的王小谟等15位院士组成本刊顾问团;美、英、法、澳、德五国国际雷达会议主席同时担任本刊国际顾问;吴曼青、何友两位院士在内的50多位雷达界知名专家组成本刊编委。 本刊在多次期刊评比中名列前茅,荣获多个奖项:华东地区“优秀期刊奖”、工业和信息化部电子科技期刊“规范化优秀奖”、安徽省综合评比“优秀期刊奖”、安徽省“优秀科技期刊奖”、信息产业部电子科技期刊“编辑质量优秀奖”、首届“安徽省科技期刊编校质量奖”优秀奖等。

2021年第19卷第2期

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    • 微波光子认知雷达技术
      潘时龙,朱 丹
      针对宽带微波光子雷达易被外界电磁信号干扰,难以在复杂电磁环境下对多样化目标进行高速探测与识别的关键难题,本文提出一种能融合多个机会频带以实现高分辨率探测的微波光子认知雷达系统架构。探讨了与微波光子认知雷达系统相关的微波光子宽带实时频谱侦测、可重构波形产生和稀疏频带成像处理等关键技术,论证了方案的可行性。该方案充分发挥了光子技术的宽带承载、实时处理以及灵活可重构的优势,可同时提升雷达的分辨率和环境适应能力,有望为未来智能化装备提供清晰、可靠、智能的全天候探测手段。
      2021  Vol.  19(2):    117-129    [摘要](47)    [PDF](32)
    • 应用于智能驾驶的77GHz毫米波汽车雷达收发机芯片
      段宗明,刘明,吴博文,潘东方,王研,金微微,吴炎辉,徐骅,戴跃飞
      针对未来智能驾驶和无人驾驶对毫米波传感器多模式、多场景感知需求,设计并实现了一种77GHz多模毫米波雷达收发机芯片。芯片采用65nm CMOS工艺,集成了3路雷达发射机和4路接收机、调频连续波(FMCW)波形发生器、模数转换器以及高速数据接口等电路。利用交叉耦合中和电容技术提升了CMOS工艺上毫米波低噪声放大器、毫米波片上功放等电路性能,采用两点调制锁相环技术提升了FMCW信号带宽和调制速率。收发机的发射功率、波形样式、接收增益和带宽等参数具有较好的可配置性,满足未来多模式、小型化和低成本汽车雷达传感器需求。芯片测试结果显示,在76~81GHz频率范围内,接收机实现50dB的增益控制,最小噪声系数11dB,FMCW信号调频带宽达4.2GHz,调制速率达233MHz/μs,线性度优于0.1%,-45~+125℃全温范围内发射机典型输出功率大于13dBm。
      2021  Vol.  19(2):    130-136    [摘要](19)    [PDF](13)
    • 微波宽频段高性能高集成T/R组件设计
      桂勇锋,金来福,丁德志,解启林,吴士伟,邹永庆
      基于微波宽频段有源相控阵系统T/R组件工程化迫切需求,针对传统T/R组件工作频带不够宽、体积尺寸大、稳定性差、移相衰减精度不高等问题,本文设计了一种X-Ku波段宽频段高性能高集成T/R组件。在突破八通道组件架构设计技术、基于LTCC整板的高密度集成设计技术、宽带GaN功放高可靠高效率及散热设计技术、高频宽带高隔离防腔体效应设计技术、组件模块化设计及可制造性设计技术等关键技术基础上,研制出X-Ku波段10~18GHz八通道T/R组件。组件具有收发放大、幅相控制和安全保护等主要功能,实测结果全频带内输出功率≥23.9W、噪声系数≤3.52dB、移相精度≤3.90°(RMS,均方根值)、衰减精度≤0.94dB(RMS)、驻波≤1.98、效率≥23%。其中,工作带宽指标由之前的单频段10~12GHz、15~17GHz拓宽到宽频段10~18GHz,输出功率由之前的10W量级提高到20W量级,噪声系数由之前的4.3dB提升到小于3.52dB。本组件具有高频、宽带、高效、高集成的特性,可应用于新型综合传感器雷达系统、多功能综合电子系统等装备中。
      2021  Vol.  19(2):    137-143    [摘要](18)    [PDF](15)
    • MIMO雷达目标角度估计技术发展
      翟华,孟祥天,闫锋刚
      无线通信系统中的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术与雷达探测所结合产生的新体制MIMO雷达,在应对隐身目标和降低信号截获概率方面拥有着传统雷达无可比拟的优势。作为雷达目标空间位置的主要参数之一,角度估计的发展历程和现存问题值得关注。本文将对MIMO雷达的角度估计技术进行系统评述。首先,以MIMO雷达的作用原理和分类作为切入点,根据获取角度信息的方式,将现阶段使用较为广泛的MIMO雷达角度估计算法划分为搜索类、免搜索类、求根类以及子空间快速估计类四大类别。之后,全面介绍了当前各类MIMO雷达角度估计算法的应用原理,并重点分析、对比各自的优缺点。最后,以雷达测角理论工程化推进为向导,给出了MIMO雷达角度估计技术的未来发展趋势。
      2021  Vol.  19(2):    144-151    [摘要](20)    [PDF](17)
    • 基于模糊准则的雷达健康评估方法研究
      邵威,许厚棣,金贤龙
      雷达是一种极为复杂的军用综合电子设备,其健康状态直接关系到作战能力的可持续性,对雷达健康状态进行准确的评估,有利于真正实现雷达装备基于状态的维修保障模式。本文提出了一种基于模糊规则的雷达健康评估方法,将无法用精确数据表示的专家经验模糊化,变为雷达健康状态模糊知识库,经过模糊推理后,具有雷达健康状态智能评估的能力。文章给出了模糊控制器的结构,介绍了模糊推理的全过程,详细描述了雷达健康评估的模糊准则设计方法。最后,通过实际数据验证,该模糊准则评估方法可有效反映雷达的健康状态。
      2021  Vol.  19(2):    152-155    [摘要](13)    [PDF](13)
    • 基于垂直载荷因子的湍流检测方法实现
      于昕迪,汪玲,朱岱寅,钱君, 李勇
      湍流是威胁航空安全的重大隐患。美国航空无线电技术委员会新修订的机载气象雷达最低性能标准 DO-220A 要求湍流检测时考虑飞机特性的影响。因此,本文以垂直载荷因子为检测依据,验证分析湍流检测方法,这对机载气象雷达准确探测湍流有实际意义。首先,构建湍流模型并量化飞机特性的影响,然后结合湍流谱宽,求解飞机垂直载荷因子。其次,依据贝叶斯准则,确定基于统计特性的最佳湍流检测门限。最后,利用遭遇湍流飞机的实际ADS-B (automatic dependent surveillance-broadcast,广播式自动相关监视)数据估算垂直载荷因子。估算结果表明,飞机遭遇湍流时的垂直载荷因子大于检测门限,需进行告警处理,与实际情况相符,验证了该方法检测湍流的合理性。
      2021  Vol.  19(2):    156-162    [摘要](10)    [PDF](8)
    • 高性能毫米波雷达探测性能测试系统研制
      吴义保
      高性能毫米波雷达性能优越,作为重要的探测感知部件,广泛应用于智能驾驶及智能汽车领域。该雷达专业集成度高,测试难度较大。从探测指标及射频基础条件两方面设计需求出发,围绕探测指标的理论计算、测试系统设计方案、测试指标验证,分析了基于雷达目标模拟的探测指标实现及验证方法。从暗室屏蔽效能、暗室尺寸计算到暗室静区性能仿真设计,研究了该测试系统射频基础条件的形成过程。探测性能测试系统为完善高性能毫米波雷达测试评价技术,构建协同开发的智能汽车技术创新体系提供了有效手段。
      2021  Vol.  19(2):    163-167    [摘要](10)    [PDF](12)
    • 跨代雷达微波光子技术:机遇与挑战
      王凯,张业斌,张方正
      本文阐述了跨代雷达技术发展趋势以及五代雷达应具备的阵列化、宽带化、网络化、综合化、智能化等典型特征,总结了微波光子的技术优势以及在跨代雷达典型应用场景中可为系统提供的效能增量。文中重点分析了当前微波光子技术在链路性能、集成度、阵列化、工程化等方面面向光子雷达实际应用所需要解决的主要问题,并分别阐述了解决这些问题的基本思路和方法。最后给出了相干光新体制的基于光子集成的未来全光雷达系统的基本架构、实现方法与技术发展建议。
      2021  Vol.  19(2):    168-171    [摘要](12)    [PDF](18)
    • 基于微波光子学的超分辨双波段雷达
      彭韶文,李尚远,薛晓晓,郑小平
      本文提出并验证了一种基于微波光子学的双波段雷达,并通过相参信号融合处理实现了超分辨一维距离像。相比于传统雷达,该微波光子雷达不仅可以同时产生和处理宽带的双波段信号,而且系统结构非常紧凑。同时,由于双波段信号共用了一套收发机,各波段信号的相位保持着很好的稳定性,因此通过对这两波段的信号进行相参融合处理得以实现超分辨成像。在实验中,雷达工作于S波段和X波段,两波段的带宽分别为1.5GHz和3GHz。对两金属板进行探测,通过对双波段的信号进行融合处理,该雷达的分辨率可高达1.6cm,远高于工作于单频段模式的雷达。该技术将大大提高目标识别和分辨的准确性。
      2021  Vol.  19(2):    172-177    [摘要](15)    [PDF](12)
    • 分布式宽带微波光纤传输幅相一致性技术
      张浩,杨海峰,李璇,夏运霞,田思玉, 何磊,王世腾,瞿鹏飞,孙力军
      针对分布式宽带微波频率信号光纤传输的幅相一致性,本文设计了一种反馈控制方案。由于无法通过待传输宽带微波信号直接获取光纤传输时延信息,引入了一个点频参考信号。由于参考信号和待传输宽带微波信号在同一根光纤中波分复用传输,参考信号可以感知和反馈光纤传输时延及其波动。为了满足多路信号接收的幅相一致性,设计了基于光开关的轮询式多路幅度和相位检测;为了实现高精度大范围光纤时延波动补偿,设计了基于光开关的多比特可调光纤延迟线。本文搭建了分布式宽带微波频率信号光纤传输实验平台,演示了两路宽带微波频率信号50km光纤传输实验。结果表明,两路微波信号在20GHz带宽范围内幅度一致性优于4.4dB,40GHz频率信号传输的相位一致性优于11.8°。
      2021  Vol.  19(2):    178-182    [摘要](10)    [PDF](8)
    • 光学微腔在微波光子雷达系统中的应用
      吴钟涵,高一然,戴键,徐坤
      微波光子雷达通过光子技术辅助可突破传统电子技术瓶颈,实现光子系统集成化是未来微波光子雷达的必然发展趋势。具有超高品质因子的光学微腔得益于其独特的线性和非线性光学特性,可在极小的体积内实现宽带微波信号的光域调控,是集成微波光子雷达系统的关键核心元件,在微波光子滤波、光生微波信号、光子辅助信道化接收和光控波束形成等系统功能单元中都具有重要的应用价值,并且在未来太赫兹雷达、激光雷达等系统中也具有广阔的应用前景。
      2021  Vol.  19(2):    183-194    [摘要](18)    [PDF](30)
    • 微波光子雷达组网技术
      范北辰,杨悦,马丛,王祥传,张方正,潘时龙
      雷达组网是目前雷达领域的研究热点之一。通过对空间区域进行多角度、多频段、多域协同探测,雷达组网能够获取目标的多维度信息,并利用数据的融合处理进一步地提升系统的目标探测与识别性能。随着系统对信号质量、信息传输链路带宽以及系统同步精度等需求的日益增长,基于微波光子技术实现信号产生、传输和处理的雷达组网正逐渐获得研究者的关注。本文分析了微波光子雷达组网关键技术的工作原理,介绍了近年来国内外微波光子雷达组网的发展现状,并探讨了其未来的演进方向。
      2021  Vol.  19(2):    195-207    [摘要](14)    [PDF](8)
    • 光子时间拉伸相干雷达技术研究进展
      李杏,张斯滕,钱娜,李曙光,郭航,陈建平,邹卫文
      雷达是实现目标探测与识别的主要手段。多功能、高精度、可重构和实时探测一直是雷达应用的发展趋势。电子技术的“带宽瓶颈”严重制约了雷达系统工作频率和带宽的提升,光子技术与生俱来的大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等特性,使其成为突破电子“带宽瓶颈”和“照亮雷达未来”的关键使能技术。本文总结了国内外微波光子雷达系统的主要研究进展,介绍了光子时间拉伸相干雷达系统(PTS-CR)中的关键技术,并展望了光子雷达及其关键技术的发展趋势。
      2021  Vol.  19(2):    208-216    [摘要](10)    [PDF](21)
    • 微波光子成像雷达技术发展综述
      王安乐,王党卫,余岚
      随着隐身化、无人化以及微型集群化目标的快速发展,精确获取目标形状和形态的情报需求,对微波成像雷达提出了大带宽和多频段的现实要求。得益于微波光子技术的低相噪、大带宽、宽调谐等显著优势,微波光子成像雷达技术已得到快速发展。本文对微波光子成像雷达研究现状进行了总结,对其典型系统架构和主要工作原理进行了研究分析,进一步结合系统能力优势给出了主要应用方向和相关成像实验结果,最后提出了进一步发展仍需解决的问题。
      2021  Vol.  19(2):    217-224    [摘要](10)    [PDF](11)
    • 微波光子雷达逆合成孔径成像
      董婧雯,李若明,李王哲
      微波光子逆合成孔径成像雷达,发挥光子大带宽、低传输损耗、抗电磁干扰等优势,可以提升成像分辨率,并有助于构建分布式阵列雷达,实现精确的三维成像。本文介绍了中国科学院空天信息创新研究院在微波光子雷达逆合成孔径成像方面的成果。首先,搭建了微波光子雷达,基于光子倍频技术产生宽带雷达信号,基于光子去斜处理进行回波信号接收,系统工作在Ku波段,带宽600MHz,实现了对暗室内合作目标和外场非合作目标的二维ISAR成像。在此基础上,结合光射频传输技术和波分复用技术,搭建一发多收的微波光子光纤分布式阵列雷达,在实验室内实现了对3个角反射器的精确三维成像。上述试验结果验证了微波光子技术应用于雷达成像领域的可行性和提升系统关键性能的潜力。
      2021  Vol.  19(2):    225-232    [摘要](10)    [PDF](16)

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