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  • 2024年 第22卷 第2期
  • 出刊日期:2024-04-30
本刊系中国电子学会雷达分会会刊,由中国电子科技集团公司第三十八研究所主办,入选中文核心期刊、中国科技核心期刊、《世界期刊影响力指数(WJCI)报告》。 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。

2024年第22卷第2期

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    • 非合作式双基地雷达系统设计与验证
      郁成阳,周婉婷,徐海洲,刘 磊,杨 君
      非合作双基地雷达在目标探测的安全稳健等方面展现了优越的性能。本文首先从双基地雷达同步这一关键问题出发,分析合作和非合作双基地雷达的差异,推导非合作双基地雷达目标定位原理。进一步设计非合作双基地雷达系统,解决时空同步问题,提取直达波和目标散射波的特征参数,解析两者路径差、接收方位、俯仰等信息,最终求解目标接收距离,实现目标定位。雷达协同探测试验采用实测数据验证了非合作双基地技术体制的可行性,为目标探测定位提供了有效的方法。
      2024  Vol.  22(2):    119-125    [摘要](799)    [PDF](166)
    • 低海况下多姿态海上目标特征分析
      田凯祥,李保珠,王中训,刘宁波
      海上目标种类繁多,单体结构复杂,目标特性动态范围较大,具有较强的时变性。从目标特性出发,特征化表征海面与目标的物理差异是解决海上目标检测的有效途径。本文以此为背景,利用X波段雷达开展海上多姿态目标数据采集试验,在低海况下,分析多种姿态目标的时空相关性以及时域、频域、时频域上的统计特征,并定义差异系数对统计特征进行差异性分析。经大量实测数据验证表明,在低海况下,目标与海杂波的时空相关性、统计特征差异较大,具有较强的可分性;不同姿态目标之间同一种统计特征差异系数均在0~0.1之间,具有较小差异性,并无可分性。这些结论对于海上目标特性数据采集试验以及目标识别方法优化设计具有重要意义。
      2024  Vol.  22(2):    126-134    [摘要](770)    [PDF](130)
    • 基于三通道CNN⁃GSAM⁃LSTFEM网络的雷达人体切向动作识别
      屈乐乐,祝诗卉
      为了提高干涉雷达对人体切向动作的识别性能,本文提出一种基于三通道CNN?GSAM?LSTFEM网络的人体切向动作识别方法。首先利用一发二收的调频连续波(FMCW)雷达搭建干涉雷达平台采集人体切向动作回波数据,之后对每个接收通道的回波数据进行预处理,得到每个接收通道的多普勒时频图(DTFM)和双通道的干涉时频图(ITFM),然后将这3种时频图分别送入到3个并行的CNN?GSAM?LSTFEM网络进行训练,利用全局空间注意力模块(GSAM)和长短时特征提取模块(LSTFEM)增强卷积神经网络(CNN)的特征提取能力,最后将三通道提取的特征进行融合实现人体切向动作识别。实验结果表明,所提方法可有效提高人体切向动作的识别准确率,平均准确率高达98.77%。
      2024  Vol.  22(2):    135-144    [摘要](726)    [PDF](113)
    • 多次散射中心横向位置属性及图像表征
      胡 进,何思远,张云华,李婉聪
      多次散射结构是不可忽视的重要散射来源,其等效视在散射中心往往偏离目标区域,目前的解译和识别方法不具备对SAR图像中的多次散射中心现象进行散射机理和散射结构溯源的能力。为深入挖掘多次散射中心位置的本质,本文以散射中心的理论为基础,正向建立了具有明确物理含义的散射中心模型,揭示了多次散射中心横向位置与复杂多次射线路径的联系,解释了多普勒频率的形成机制,并探讨了其在雷达目标识别中的应用。首先,本文从电磁散射物理过程出发,推导了任意阶次射线场的解析表达式;其次,结合正向物理推导获取的雷达回波信号表达式与逆傅里叶变换,表征了目标在单站雷达上的图像特征,实现了散射中心三维空间位置在单站雷达图像中的直接映射;最后,通过仿真,构建了多次散射射线光程、回波信号相位表征、雷达图像散射中心位置三者之间的物理关联。
      2024  Vol.  22(2):    145-154    [摘要](738)    [PDF](105)
    • 基于DQN和功率分配的FDA⁃MIMO雷达抗扫频干扰
      周长霖,王春阳,宫 健,谭 铭,包 磊,刘明杰
      频率分集阵列(Frequency Diversity Array, FDA)雷达由于其阵列元件的频率增量产生了许多新的特性,包括其可以通过发射功率分配进行灵活的发射波形频谱控制。在以扫频干扰为电磁干扰环境的假设下,首先,通过引入强化学习的框架,建立了频率分集阵列?多输入多输出(Frequency Diversity Array?Multiple Input Multiple Output, FDA?MIMO)雷达与电磁干扰环境交互模型,使得FDA?MIMO雷达能够在与电磁环境交互过程中,感知干扰抑制干扰。其次,本文提出了一种基于深度Q网络(Deep Q?Network, DQN)和FDA?MIMO雷达发射功率分配的扫频干扰抑制方法,使得雷达系统能够在充分利用频谱资源的情况下最大化SINR。最后,仿真结果证实,在强化学习框架下,FDA?MIMO雷达能够通过对发射功率分配进行优化,完成干扰抑制,提升雷达性能。
      2024  Vol.  22(2):    155-160    [摘要](732)    [PDF](111)
    • 一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法
      胡国伟,汪 玲,朱岱寅
      空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘(Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM)处理与极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动(Motion Through Resolution Cell, MTRC)并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。
      2024  Vol.  22(2):    161-169    [摘要](730)    [PDF](100)
    • 基于多尺度注意力机制ResNet的雷达工作模式识别
      卓奕弘,熊敬伟,潘继飞,郭林青
      雷达工作模式识别是解释雷达行为和功能的基本任务。现有方法难以在信号灵活、环境复杂的条件下筛除脉冲序列中不同空间和不同通道中的冗余信息。本文在深度残差网络的基础上,增加了空间自注意力模块和通道自注意力模块以适应上述信号特点。模型引入自注意力机制以实现雷达序列不同空间和通道的自适应权值分配,使网络能更有效地关注更具差异性的信息,实现了极端条件下雷达工作模式的高精度识别。同经典深度学习网络AlexNet、LeNet、VGGNet、ResNet以及常规深度卷积网络相比,该模型在0~50%漏脉冲条件下,平均识别率提升了36%,在独立测试集40%漏脉冲比例下模型仍然具备90%以上的识别率,证明了所提网络的优越性和有效性。
      2024  Vol.  22(2):    170-179    [摘要](757)    [PDF](112)
    • 矩形空洞探地雷达成像曲线厚度变化规律研究
      韩佳明,马 鑫,刘宇辰
      由于城市基础建设不断地翻新改造,引发城市地下空洞滋生问题。通过探地雷达扫描技术,对地下矩形空洞整个探测过程进行研究,将探测过程划分为四个阶段,研究了成像曲线厚度变化规律。对探地雷达水平运行时矩形空洞的成像曲线厚度变化规律进行分析,对不同大小下的矩形空洞点测时曲线厚度进行研究,并通过实际探测案例来解释矩形空洞成像曲线厚度变化规律,结果表明探地雷达探测矩形空洞时其成像曲线厚度为先增加后减小的对称曲线,其曲线厚度最大处在图像上为水平弧段两端,位于实际矩形空洞对角线附近;雷达点测时成像曲线厚度随矩形空洞变大而增加,在图像上表现为空洞越大线条越粗。
      2024  Vol.  22(2):    180-186    [摘要](697)    [PDF](87)
    • 基于主被动复合导引头的干扰态势构建
      刘伟强,陈 莉,黄子纯,董阳阳,李小鹏,董春曦
      在导引头主被动信息融合过程中,存在多装备与多目标平台关联困难、无法有效提取目标特征信息,难以有效融合构建态势的问题。因此,本文提出一种将导引头主动雷达信息和被动侦察信息融合的数据关联方法。该方法先提取导引头干扰态势表征要素,然后以目标方位为中心,将平台与装备关联,构建干扰态势。本文通过主被动信息融合构建的态势,在原先分离的平台和设备间建立空间位置与搭载的关系,可以有效地消除欺骗式干扰和多径散射假目标,提高态势认知效率。
      2024  Vol.  22(2):    187-198    [摘要](710)    [PDF](124)
    • 零中频接收数字阵列镜像抑制的性能分析与方法
      贾可新,吴瑞荣
      为了解决零中频接收数字阵列波束合成的镜像抑制问题,从推导单通道零中频接收模型出发,首先给出了零中频接收数字阵列的数学模型,然后对同时存在通道间幅相误差、通道内I/Q不平衡误差时的阵列波束图、波束合成的镜像抑制性能进行理论分析。依据分析结果,阵列各通道引入随机辅助相位,提出了一种无需对通道内I/Q不平衡误差进行测量、波束合成输出镜像抑制比与阵元个数有关、适合于大规模数字阵列的波束合成镜像抑制方法。仿真实验验证了本文理论分析和所提方法的正确性。
      2024  Vol.  22(2):    199-208    [摘要](725)    [PDF](103)
    • MIMO探地雷达随机步进频信号旁瓣抑制
      毛 雪,晋良念
      针对MIMO探地雷达中随机步进频信号的距离旁瓣较高的问题,提出了一种基于快速二阶锥优化问题的旁瓣抑制方法。该方法首先通过建立随机步进频信号模型对回波信号进行预处理,然后基于回波信号的旁瓣特点将旁瓣抑制问题转化为以信号的峰值旁瓣构建目标函数,以主峰损失、峰值旁瓣和积分旁瓣联合约束的二阶锥优化问题,最后使用内点法求解二阶锥规划问题,以此得到最优的旁瓣滤波器系数。仿真和实测数据处理结果表明,设计的失配滤波器能够在较低主峰损耗的情况下,有效降低峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平,提高信号的主旁瓣比。该方法为MIMO探地雷达中的距离旁瓣问题提供了有效解决思路,有望在工程应用中提高探地雷达的性能。
      2024  Vol.  22(2):    209-217    [摘要](697)    [PDF](99)
    • 基于三维原子范数的机载MIMO雷达STAP算法
      来 燃,李 港,董子正,王 穗,章 涛
      针对机载多输入多输出(MIMO)雷达空时自适应处理(STAP)使用稀疏恢复技术时存在的格点失配问题,提出了一种基于三维原子范数的机载MIMO雷达STAP算法。该方法利用杂波空时谱在角度?多普勒域上固有的稀疏性,根据低秩矩阵恢复理论构造了基于三维连续原子集的MIMO雷达杂波信号稀疏恢复模型,避免了稀疏恢复中的格点失配问题,实现了杂波空时谱的高分辨率估计,有效提高了机载MIMO雷达STAP杂波抑制性能。仿真实验表明,本文方法在存在格点失配情况下的MIMO雷达STAP处理性能优于已有的基于字典网格的稀疏恢复方法和二维原子范数方法。
      2024  Vol.  22(2):    218-225    [摘要](710)    [PDF](93)
    • 某型机载雷达连接螺栓振动疲劳特性研究
      袁汉钦,赵 蒙
      为了研究随机振动载荷下某型机载雷达关键部位连接螺栓的疲劳特性,采用有限元仿真与理论公式相结合的方法对两款螺栓在振动疲劳载荷下的安全系数进行了评估,通过有限元仿真分析提取预紧力作用下螺栓随机振动受力情况,基于最小应力法计算不同型号预紧螺栓疲劳安全系数。研究结果表明螺栓载荷主要受到该方向振动激励下结构主振型的影响,且结构重心的偏心会显著加剧螺栓载荷。研究结果可以为连接螺栓选型及结构整体抗疲劳安全性设计提供参考。
      2024  Vol.  22(2):    226-230    [摘要](719)    [PDF](94)
    • 基于16相快速滤波实现采样率4~8 GS/s中频信号预处理
      王利华,赵微微
      在机载雷达或电子战接收系统对大带宽数字中频信号的预处理过程中,针对传统并行多相滤波方式存在FPGA乘法器资源消耗过多的缺陷,提出对并行多相分解系数进行快速滤波算法构建,实现高速ADC采样率在4~8 GS/s之间的数字下变频处理。即先将高速中频采样信号解析为并行32支路,再通过数字混频及2倍抽取将基带复信号的并行度降至16,最后基于短卷积算法构建的16相快速滤波架构,实现对高采样率、大带宽信号的数字下变频预处理。通过基于并行16相快速滤波算法的宽带数字下变频设计与应用,将FPGA乘法器资源降至传统并行多相滤波方式的32%左右,大幅节省资源并提升单片FPGA对多通道、高采样率中频信号的预处理能力。
      2024  Vol.  22(2):    231-236    [摘要](714)    [PDF](93)

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