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  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第三十八研究所 中国电子学会无线电定位技术分会
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  • 2019年 第17卷 第3期
  • 出刊日期:2019-6-15
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...[详细]

2019年第17卷第3期

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    • 基于非线性SIFT框架SAR图像匹配
      于秋则,周珊,雷震,吴鹏
      针对基于尺度不变特征变换(SIFT)的图像匹配算法性能受到SAR图像中严重斑点噪声而性能降低的问题,提出了一种改进的非线性尺度构建的SIFT算法,主要改进在于:在尺度空间构建阶段,该算法通过将滚动引导滤波器嵌入到尺度空间构造的过程中来生成多尺度图像金字塔,在去除斑噪的同时并保持边缘的方面表现出了较其他尺度空间构建算法更好的效果;在特征检测阶段,提出了一种使用ROEWA算子和Harris-Laplace检测算子相结合的特征点检测算法,有效地抑制SAR图像中的虚假特征点,并准确地提取具有高位置精度和低误差率的不变特征点。3种不同类型的仿真和真实SAR图像对该算法进行了检验,并与其他2种基于SIFT的方法相比较,实验结果表明,该算法在匹配精度和内联点比率方面可以实现更好的性能。
      2019,17(3):    237-245    [摘要](33)    [PDF](24)
    • 星载SAR图像几何校正影响要素分析
      范明虎,赵建辉,田军锋,左宪禹,李宁
      几何校正是SAR图像应用的基础,而影响校正效果的要素有多种。论文首先从SAR图像成像机理出发,阐述了几何校正中定位模型的建立和解算过程,主要分析了两类影响要素:高程和卫星轨道插值方法。然后以一幅高分辨率TerraSAR-X图像的几何校正为基础,对比分析了三种高程和两种轨道插值算法对定位精度的影响。实验结果表明,只有距离向定位受这些因素的影响,高程的分辨率和垂直精度对定位精度都有很大影响、四次多项式直接插值方法只能满足一般的几何校正需要,更高精度的校正还需要其他辅助手段。
      2019,17(3):    246-250    [摘要](25)    [PDF](21)
    • 基于LS迭代熵值穿墙雷达墙体杂波抑制
      李家强,卢宝宝,徐小敏,陈金立
      在穿墙成像雷达中,建筑物前后墙体的回波是杂波抑制的主要问题。此类杂波往往会强于目标信号数个量级,对所需目标的回波信号检测与成像造成严重干扰。针对墙体类强杂波问题,提出了一种基于拉普拉斯平滑迭代处理的墙体强杂波抑制算法。首先对回波信号进行离散化,然后在计算离散信源的概率空间时对概率进行拉普拉斯平滑处理,然后对其进行迭代熵值处理,通过迭代过程,有效地提高信杂比增量。为了验证算法的可靠性,采用时域有限差分法进行实验建模,并对结果进行严谨的分析,算法能够达到预期效果。
      2019,17(3):    251-256    [摘要](19)    [PDF](14)
    • 基于虚拟阵技术与LS的宽带DBF算法
      张哲辰,刘三阳,毛睿达
      数字侦察接收机带宽可能覆盖几个倍频,因此若按照信号最高频率信号半波长作为阵元间距,则会出现严重的阵元间耦合,而若按照信号最低频率信号半波长作为阵元间距,则对高频信号出现严重的栅瓣。针对上述问题,提出了虚拟阵技术和LS算法融合的宽带DBF算法,成功抑制了高频信号的栅瓣。研究了EAVA、TAVA两种虚拟阵技术,两种技术不需要侦察信号的先验知识,应用两种快速计算虚拟阵元信号的算法,对于最终得出来的阵元信号选用最小二乘(LS)算法进行宽带聚焦处理,最后波束形成。仿真信号选用S波段(2~4GHz)雷达信号,结果表明在同一真实阵元数情况下,两种算法均能抑制信号栅瓣,并且缩小主瓣宽度,从而提高数字侦察接收机的角度分辨率。
      2019,17(3):    257-262    [摘要](21)    [PDF](16)
    • 基于PHD的粒子滤波检测前跟踪改进算法
      裴家正,黄勇,董云龙,何友,陈小龙,陈唯实
      针对在低信噪比目标检测问题中,基于PHD的粒子滤波检测前跟踪算法(PHD-TBD)存在目标位置估计误差较大的缺陷,提出一种结合粒子群优化算法的基于PHD的粒子滤波检测前跟踪方法(PSO-PHD-TBD)。该算法在滤波预测和更新步骤之间加入基于NSGA-Ⅱ的多目标粒子群优化算法,结合量测信息将预测完成的粒子集的分布进行优化,将所有粒子转移到后验概率密度较大的区域,进而改善了多目标位置估计的性能;然后使用基于密度聚类的DBSCAN算法对粒子聚类,提取目标状态。仿真实验表明,在不同信噪比条件下,PSO-PHD-TBD在多目标数目估计情况与PHD-TBD算法一致,而位置估计精度明显优于PHD-TBD算法。
      2019,17(3):    263-270    [摘要](27)    [PDF](16)
    • 基于PCA和DCT的雷达人体动作识别
      蒋留兵,周小龙,车俐
      无载波超宽带雷达人体动作识别系统的关键优势在于无载波超宽带雷达具有极高的分辨率,能够捕获人体的细微动作变化,并且对于室内复杂环境具有很强的抗干扰能力。但是由于无载波超宽带雷达信号不含载波信息,本身能量集中于极窄的波形内,并且发射信号与回波相关性弱,因此传统的提取信号特征的方法不再适用。针对这一问题,首次搭建无载波超宽带雷达人体动作识别系统,并提出一种新颖的基于主成分分析法(PCA)和离散余弦变换(DCT)相结合的无载波超宽带雷达人体动作识别方法,同时利用改进的网格搜索算法优化支持向量机的参数并验证该方法的优越性。最后,基于实测数据在Matlab平台上进行仿真,对实测的10种不同类型的人体动作进行分类识别,实验结果显示,该方法具有很高的识别率,针对不同的方案识别率均能达到99%以上,对小训练样本具有很强的鲁棒性。
      2019,17(3):    271-279    [摘要](20)    [PDF](22)
    • 三维移动目标无源定位算法
      王小英,江怡帆,赵悦
      无源定位已经成为雷达对抗中一项相当重要、不可或缺的技术。针对常态侦察时三维移动目标的无源定位问题,考虑了基于到达方位信息的代数几何概率定位方法,并给出了每一时刻目标位置误差随时间变化的关系,最后通过数值模拟展示了所研究定位方法的精度。该算法基于运动学原理,充分利用了辐射源信号测量值的时空变化量信息,定位收敛速度快而且非常稳定,具有很强的实用性。以期在实际应用中对近空间或邻近空间中高速移动目标进行三维快速定位,更好地提供无源侦察中移动目标的方位情报信息。
      2019,17(3):    280-284    [摘要](18)    [PDF](19)
    • 一种无人飞行器监控数据预处理方法
      刘明忠,冯建锋,孟军,陈俊峰
      阐述了对无人飞行器进行监控的必要性和重要意义,设计了一种无人飞行器监控数据预处理流程。首先采用空间对准算法将各传感器数据统一到空管系统坐标系下。然后根据无人飞行器的运动特点提出了基于改进“当前”统计模型的自适应卡尔曼目标滤波算法对航迹数据进行平滑滤波,该算法根据滤波新息的变化自适应调整机动频率,仿真表明改进后的算法能够实现对目标更为精确的跟踪。之后对航迹数据中的野值进行了判别和剔除。最后规范统一了各传感器的数据帧格式,实现了对监控数据进行预处理的目的。
      2019,17(3):    285-288    [摘要](17)    [PDF](12)
    • 基于快速SBL的双基地ISAR成像
      朱晓秀,胡文华,郭宝锋,郭城
      针对稀疏孔径条件下双基地ISAR成像分辨率低、运算时间长等问题,提出了一种基于快速稀疏贝叶斯学习的高分辨成像算法。首先,建立基于压缩感知的双基地ISAR稀疏孔径回波模型,然后将整个二维回波数据进行分块处理,并假设目标图像各像元服从高斯先验,建立稀疏贝叶斯模型,再利用快速边缘似然函数最大化方法求解得到高质量目标图像,最后将所求的每块回波对应的目标图像合成整个二维图像。由于采取了分块处理,在每块图像重构时减少了数据存储量和计算量。另外,相比于传统的稀疏贝叶斯学习求解方法,本文所提快速算法在保证重构质量的同时进一步缩短了运算时间,仿真实验验证了算法的有效性和优越性。
      2019,17(3):    289-298    [摘要](16)    [PDF](14)
    • 集中式OFDM-MIMO雷达自适应检测算法
      王鞠庭,钱叶旺,胡文
      针对频率分集条件下,集中式OFDM-MIMO雷达在未知杂波环境中的目标检测问题,首先分析了OFDM-MIMO雷达回波数据模型,由于OFDM-MIMO雷达的频率分集特性,不同频率通道回波数据相互独立,在此基础上,分别基于一步和两步广义最大似然比准则,给出了集中式OFDM-MIMO雷达GLRT和OFDM-MIMO雷达AMF两种检测器,并分析了这两种检测器的恒虚警特性。两种检测器有效利用集中式OFDM-MIMO雷达频率分集特性,提升目标检测性能,同时降低了矩阵求逆维数,以及参考单元数目的要求,并且具有恒虚警性能。计算机仿真验证了算法的有效性。
      2019,17(3):    299-304    [摘要](20)    [PDF](14)
    • 基于深度学习的复杂沙漠背景SAR目标检测
      夏勇,田西兰,常沛,蔡红军
      SAR目标检测,因成像场景大、背景复杂多变而极具挑战。传统基于恒虚警率的SAR目标检测方法极易受背景干扰。针对上述问题,提出一种基于深度学习的复杂沙漠背景SAR目标端对端检测识别系统。即采用小规模沙漠背景下的SAR图像数据对Faster-RCNN网络进行迁移训练,一体化完成典型目标的检测与识别。基于合成数据集Desert-SAR的试验结果表明,与传统方法相比,该方法检测速度更快、准确率更高、鲁棒性更强。
      2019,17(3):    305-309    [摘要](18)    [PDF](10)
    • 核估计的最佳阈值SAR图像海岸线提取
      王岱良,杨蕴
      针对SAR图像海陆分割的最佳阈值难以确定的问题,提出了一种差值核估计的自适应最佳阈值SAR图像海岸线提取方法。首先将图像的频数分布直方图看作一组以灰度值为横坐标和以频数为纵坐标的数据点集,然后以任一点为中心点构建左右两个邻域;定义两邻域内点横坐标到中心点横坐标距离的核函数;以核函数为权重先计算中心点纵坐标与左邻域内所有点纵坐标之差的加权平均值,再计算右邻域内所有点纵坐标与中心点纵坐标之差的加权平均值,并定义后者与前者之差为该数据点在直方图中坡度由陡变缓的跳变幅度,最后将拥有最大跳变幅度的数据点对应的横坐标作为海陆分割的最佳阈值。为去除初始分割结果中海陆交界处的不规则形状像素集,设计基于滤波操作的后处理过程。对真实大尺度SAR图像提取结果的定量评价表明提出方法可以高精度地提取出光滑、连续的海岸线,相较其他阈值分割法有更强的实用性。
      2019,17(3):    310-318    [摘要](23)    [PDF](15)
    • 加权最小二乘法和MUSIC法联合测向技术研究
      朱国辉,汪洋,米胜男
      针对传统相位干涉仪测向法精度不高和MUSIC算法空间谱峰搜索耗时长的问题,提出了一种基于加权最小二乘法和MUSIC算法相结合的均匀圆阵测向技术。首先根据阵列短基线组求解相位模糊,并通过引入中间变量将相位差测量方程转化为线性方程组,然后运用加权最小二乘法对其进行求解,并利用信号到达角与中间变量的关系得到信号到达角初始估计,最后MUSIC算法依据信号到达角初始估计进行空间谱峰搜索,得到高精度信号到达角估计。仿真实验对比了所提方法与现有相位干涉仪及MUSIC算法的角度估计精度和耗时,证实了所提方法的正确性和有效性。
      2019,17(3):    319-323    [摘要](25)    [PDF](16)
    • 一种改进的球载雷达气象杂波建模方法
      张小涵,刘润华,汪枫
      球载雷达由于雷达平台的升高并采用下视工作,面临着强的地海杂波和气象杂波。针对径向速度较小的目标落在气象杂波区会降低雷达检测性能这个问题,为了更好地抑制气象杂波,本文提出了一种球载雷达气象杂波建模方法。首先建立了气象杂波的空间模型和数学模型,然后分析了气象杂波的分辨特性和幅度频率特性,基本完成了球载雷达杂波建模。最后通过对杂波建模仿真及其MTD结果的分析,进一步揭示了气象杂波的特性,为下一步探讨球载雷达杂波抑制方法提供了支撑。
      2019,17(3):    324-328    [摘要](19)    [PDF](11)
    • 基于斜投影的波束域主瓣抗干扰研究
      郭晓乐,李向阳,邱炜
      针对雷达主瓣干扰和计算量大的问题进行深入系统的研究,给出了基于空间谱估计斜投影滤波的主瓣抗干扰方法。首先,将阵元域数据变换到波束域进行处理能够在保证感兴趣区域内性能不变的情况下大大降低计算量。其次,对波束域数据进行斜投影滤波处理,抑制主瓣干扰,具有较高的工程应用价值。最后,通过计算机仿真表明:只有保证接收数据的快拍数大于2倍阵元数目,信号与主瓣干扰方位间隔大于1/4波束宽度,并且信噪比和主瓣干噪比的差异在20dB以内时,处理后的波束域数据在信号估计时不会出现估计误差,能正确地检测出目标信号。
      2019,17(3):    329-334    [摘要](19)    [PDF](18)
    • 具有重构特性的原型滤波器的设计
      张超,马宏,焦义文
      针对传统单参数优化法设计的原型低通滤波器存在设计复杂,性能不理想的问题,提出了一种利用窗函数截取平方根升余弦函数获取滤波器系数的设计方法。该方法将具有功率互补特性的平方根升余弦函数作为原型函数,通过迭代算法来确定滤波器长度,进而利用窗函数设计原型低通滤波器。仿真结果表明,该方法设计的原型滤波器的阻带衰减达到了-116dB,滤波器组的重构误差在5×10-4dB以内,性能优于传统单参数法设计的滤波器组,具有良好的重构特性。
      2019,17(3):    335-338    [摘要](15)    [PDF](9)
    • 平面天线阵快速正交投影波束形成算法
      王悦,盛卫星,陈向炜
      针对大型平面天线阵列下样本数据含有期望信号时,正交投影(OP)波束形成算法不再适用的问题,提出一种新的基于阻塞矩阵的正交投影快速波束形成算法。该算法首先构造阻塞矩阵从样本信号中阻塞掉期望信号,再对阻塞后的样本信号进行施密特(GS)正交化得到重构后的干扰子空间,最后在此基础上实现正交投影波束形成。新算法适用于任意阵型的二维均匀平面阵,在小快拍数下能快速计算出自适应权重。仿真结果表明,无论是弱干扰信号还是强干扰信号,该算法都具有很好的抗干扰性能。
      2019,17(3):    339-344    [摘要](20)    [PDF](14)
    • 一种小样本下的方向图副瓣控制算法
      王奇,葛俊祥,沈肖雅,王坡
      为解决常规方向图控制算法中的方向图副瓣较高、样本量较小时方向图起伏较大的问题,提出了一种小样本下的方向图副瓣控制算法。该算法在最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器中,将输出方向图的低副瓣控制和降低样本处理数量的方法相结合,通过对MVDR波束形成器的最优权矢量附加Dolph-Chebyshev锥化权和把阵列权矢量约束于噪声子空间,得到的方向图在小样本情况下干扰置零的同时,解决了副瓣电平过高和方向图不稳定的问题,减小了快变干扰的影响。计算机仿真实验证实了所提算法的有效性。
      2019,17(3):    345-349    [摘要](17)    [PDF](12)
    • 成批维修策略下雷达冗余系统可用度研究
      张宇,孙兆康
      某些大型相控阵雷达中,装备设备量大与要求装备可用度高之间存在很大矛盾,如何在装备采用冗余设计和备件批量送修的条件下,最大限度地提高装备的使用可用度,是雷达保障方案制定面临的难点问题。针对该难题,本文通过建立定期成批维修策略下雷达冗余系统的使用可用度模型,求解雷达使用可用度模型,分析某雷达阵面的使用可用度实例,最终明晰了使用可用度与系统停机前工作时间、初始备件数量、部件维修人员数量三个因素的关系。结果表明,该模型可以优化备件、维修人员等保障资源的配置,为雷达冗余系统维修保障方案的制定提供支持。
      2019,17(3):    350-354    [摘要](23)    [PDF](18)

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