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  • 2020年 第18卷 第2期
  • 出刊日期:2020-04-30
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]

2020年第18卷第2期

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    • 波导缝隙天线研究中的“三匹配”问题
      鲁加国,汪伟,卢晓鹏,张洪涛
      低剖面、轻量化、高效率多波段多极化共口径波导缝隙相控阵天线是航天航空领域侦察监视雷达系统的研究热点和难点。本文提出了异形波导嵌套/叠加实现波导缝隙天线多极化、多波段共口径的研究思路,研究了异形波导嵌套/叠加实现波导缝隙天线共口径、高效率、低剖面和轻量化技术途径和方法,探索研究了波导缝隙天线研究中“三个匹配”问题,提出了异形波导结构模式匹配、辐射天线口径场匹配和多物理场集成匹配等“三匹配”的技术方向和研究路径,为进一步研究多极化、多波段和共口径波导缝隙相控阵天线奠定了基础。
      2020,18(2):    115-123    [摘要](64)    [PDF](37)
    • 一种提高连续波雷达目标检测精度的方法
      袁涛,葛俊祥,郑启生
      为线性调频连续波雷达在多个运动目标信息接近的情况下识别出目标,提出了一种利用FFT+CZT+相关系数的算法。由于线性调频连续波雷达本身存在距离速度耦合的问题,在测量多个运动目标的情况下会出现大量的虚假信息。从而造成了目标误检率高的问题。该算法利用FFT+CZT将上下扫频差拍信号频谱进行细化,然后计算它们的相关系数,由相关系数确定频谱的相似程度,从而完成上下扫频差拍信号的频谱配对。同时对频谱进行CZT变换的处理,也提高了雷达多目标测距测速的精度。通过Matlab的仿真实验,结果表明提高测距测速精度的同时也降低了雷达的误检率。
      2020,18(2):    124-128    [摘要](66)    [PDF](44)
    • 低重频雷达回波准最大似然速度估计
      金胜,朱天林,黄亚楠,傅茂忠,邓振淼
      传统算法处理脉冲雷达的回波信号时,对于高速运动目标,往往会产生严重的速度模糊问题。对相参脉冲回波信号的距离速度模糊函数进行分析,发现其盲速旁瓣在速度真值处达到最大值,在真值两侧的旁瓣对称逐渐减小。利用这个性质,提出了一种基于最大似然估计的速度粗估计算法,通过搜索盲速旁瓣的峰值位置,该位置对应的速度即为目标速度估计值。本方法利用少数脉冲回波,通过有限次数的计算,就能够得到具有一定精度的测速结果。仿真结果证明了本算法的有效性。
      2020,18(2):    129-136    [摘要](45)    [PDF](36)
    • 端射阵机载雷达距离模糊杂波抑制方法
      李永伟,谢文冲,王少波
      端射阵天线是指波束指向垂直于阵列法线方向的一类特殊雷达天线,由于其具有低剖面和定向辐射特性,因而特别适合用于机载雷达的补盲。本文基于端射阵机载雷达杂波回波模型,首先分析了端射阵机载雷达杂波谱在距离模糊情况下的杂波特性,并对目前三种存在距离模糊时典型近程非平稳杂波抑制方法的基本原理进行了介绍;其次基于端射阵机载雷达对典型方法的杂波抑制性能进行了仿真分析;最后综合考虑各种因素,对各种方法在端射阵机载雷达背景下的适用性进行了分析,并得出了有益结论,可为端射阵机载雷达非平稳杂波抑制方法的进一步研究提供重要参考。
      2020,18(2):    137-144    [摘要](47)    [PDF](32)
    • 强杂波背景下穿墙成像雷达多径虚像抑制李家强,陈德昌,陈金立,朱艳萍
      LI Jiaqiang,CHEN Dechang,CHEN Jinli,ZHU Yanping
      在穿墙雷达成像中,侧墙与目标、后墙之间反射产生的多径虚像与杂波严重干扰了目标检测成像。本文首先建立了此类虚像和杂波形成的场景模型,并构建目标和墙体之间的多径传播模型,以此为基础给出选取子孔径的基本准则。然后基于子孔径图像相乘的原理,提出伽马校正的方法,即根据图像对比度的比例关系获得每个子图像指数权值并将加权的子图像进行连乘,从而达到抑制多径虚像与强杂波的效果。最后给出实验仿真和相应的分析,目标信杂比有了明显提高。
      2020,18(2):    145-150    [摘要](51)    [PDF](28)
    • 无人机载Ku波段有源相控阵天线
      詹珍贤,许唐红,胡帅帅,方鑫
      设计了一种无人机载雷达的Ku波段有源相控阵天线,分析了有源相控阵天线的系统组成、模块布局和设计思路,实现了高集成、低剖面的有源相控阵天线设计,并可同时实现SAR和GMTI功能。设计了32行线源的宽边纵缝驻波阵形式的波导裂缝阵列天线,通过加脊和分区馈电法扩展了天线的工作带宽。采用FFT反演算法在微波近场暗室中对有源相控阵天线进行了校正补偿。实测结果表明该有源天线可以实现两维-20dB的低副瓣电平,并可在俯仰向实现±60°的相控阵扫描,实测方向图与仿真结果相吻合。本天线具有宽带宽角扫描、低副瓣、低剖面、结构紧凑等优点。
      2020,18(2):    151-155    [摘要](49)    [PDF](30)
    • 相控阵雷达宽带干扰秩估计与干扰抑制
      安瑞雪,王晓林,陈舒文,张伟
      针对宽带相控阵雷达中具体需要多少自由度来抑制宽带干扰信号这一问题,提出了宽带干扰秩估计的量化表达式。首先讨论了单宽带干扰频率与角度之间存在的等效转换机制,推导出单宽带干扰的干扰秩估计表达式,单宽带干扰秩与阵元数、带宽载频比以及干扰角度有关。两个宽带干扰的秩根据其等效宽带干扰区间是否重叠,得到不同干扰秩表达式,多个干扰可利用两个宽带干扰秩估计的思想进一步推广得到。然后研究了宽带干扰秩与空时自由度之间的关系对抗干扰性能的影响,可将其应用到宽带空时自适应干扰抑制的子阵数和抽头延迟线阶数的设计之中。最后仿真实验验证了干扰秩估计表达式的准确性。
      2020,18(2):    156-162    [摘要](52)    [PDF](37)
    • 球载雷达地杂波建模与仿真分析
      宿文涛,刘润华,汪枫
      球载雷达由于平台的升高,易受到风的影响,其运动特性具有时变性,面临的强地杂波特性也会发生变化,地杂波不再是固定杂波,为了更好地处理地杂波,本文对球载雷达的地杂波进行建模。首先建立了球载雷达的空间模型和数学模型,重点分析了球载雷达平台受到风的影响对地杂波统计特性的影响,在此基础上考虑了地杂波的各种影响因素,利用零记忆非线性变换法产生随机的序列体现杂波统计特性。最后给出了球载雷达地杂波距离多普勒二维仿真并对仿真结果进行分析,进一步揭示了球载雷达地杂波特性,为下一步探讨球载雷达地杂波抑制方法提供了支撑。
      2020,18(2):    163-168    [摘要](41)    [PDF](21)
    • 基于RSF信号的高频雷达重构性能分析
      吕明久,孙宗良,杨军,杜雄,丁凯
      基于压缩感知理论的随机步进频率高频雷达(Random Stepped Frequency High Frequency Radar,RSF HFR)稀疏重构性能受信号参数影响较大。针对上述问题,本文首先构建了RSF HFR二维稀疏重构模型。其次,利用感知矩阵互相关性能(最大互相关系数、平均互相关系数)对影响RSF HFR重构性能的因素进行分析,得出在相同合成带宽条件下,采用子脉冲随机步进方式、增加发射子脉冲个数的方式可以得到更好的RSF HFR二维稀疏重构性能的结论。最后,利用仿真实验对上述结论进行了验证。本文的研究为RSF HFR的波形设计提供了方向,具有重要的实际应用价值。
      2020,18(2):    169-174    [摘要](30)    [PDF](28)
    • 一种雷达主瓣复合干扰盲源分离对抗方法
      李军,高乾,王欢
      为了有效地干扰相控阵体制的防空警戒雷达,降低雷达对目标的检测概率和识别概率,现代电子干扰机通常采用“复合拖引干扰”的干扰方式,以达到“隐真示假”的干扰目的。针对这一新型电子干扰技术,本文建立了复合拖引干扰的模型和极化信道扩展信号模型,在此基础上提出了一种基于极化通道扩展和盲源分离算法的干扰抑制方法,通过计算机仿真实验表明,所提出的算法能在较宽的信噪比和干信比条件下获得良好的目标和干扰分离性能。
      2020,18(2):    175-179    [摘要](48)    [PDF](26)
    • 基于极化特性分析的箔条干扰识别方法
      焦丹丹,刘峥,吕方方,张艳艳
      针对现有特征量对抗新型垂直极化箔条干扰效果差的问题,对现有极化角均值特征量进行了修正,选取最小极化角均值特征量作为新的识别特征量,对新的识别特征量进行了特性分析,给出了该特征量随雷达入射余角、雷达入射波长、箔条姿态的变化规律,并基于箔条回波数据验证了上述变化规律的正确性和可靠性。然后,利用上述特性分析的结果以及箔条干扰和舰船回波在最小极化角均值特征量取值上的差异,采用可分性测度函数,定量分析了该特征量在区分真假目标时的可分性性能。研究结果表明:最小极化角均值特征量克服了现有特征量对箔条空间取向分布、雷达入射余角等参数敏感的缺点,提高了区分真假目标时的稳健性和鲁棒性。
      2020,18(2):    180-186    [摘要](47)    [PDF](32)
    • 基于谱分析的分布式无源雷达非均匀成像
      韩裕生,张延厚,王硕,姜兆祯
      分布式无源雷达空间构型不规则,导致目标回波采样在空间谱域分布不均匀,目标反演质量较差。首先构建三维投影模式下的二维成像模型;对非均匀谱域进行量化分析,建立空间谱支撑域、扭曲度和RMSE三项指标评价空间谱填充非均匀度;然后提出一种快速高斯网格NUFFT的成像方法,通过高斯卷积核对非均匀采样回波在空间谱上进行平滑处理并进行过采样FFT,同时对高斯核进行分裂处理实现快速重构。仿真实验表明,本文评价指标合理评估了空间谱非均匀性,成像方法进一步改善成像质量,且大幅提高计算速度,验证了空间谱非均匀度对成像质量的影响。
      2020,18(2):    187-193    [摘要](33)    [PDF](23)
    • 星载有源相控阵天线可靠性建模与分析
      李庆,韦锡峰,陈婳怡,巩彪,张佳龙
      针对星载有源相控阵天线可靠性建模不准确问题,研究了天线阵系统的失效判据并提出了一种表决冗余的故障相关系统“树联”可靠性模型。该模型利用树结构的层次关系描述系统内各单元间的关联,将系统正常工作判据等效为每层单元的冗余约束。在此基础上,通过引入条件概率,并以递归的方式给出了系统可靠度的计算方法。同时,还提出了一种基于蒙特卡洛的系统可靠度模拟方法。最后,以某星载有源相控阵雷达天线为例,对模型及算法进行了验证。结果表明,“树联”可靠性模型较传统模型更准确,且解析值与蒙特卡罗仿真结果吻合较好。
      2020,18(2):    194-199    [摘要](36)    [PDF](23)
    • 一种机载宽带数字阵列SAR成像优化方法
      翁元龙,孙龙,邬伯才
      机载合成孔径雷达(SAR)利用雷达与目标的相对运动,将尺寸较小的天线用数据处理的方法等效合成较大的天线孔径的雷达。随着雷达阵列技术的发展,机载数字阵列SAR成像技术得以工程应用。但因宽带数字阵列的时延补偿带来了带宽损失,在SAR成像过程中用于脉压的调频斜率须进行一定的优化,才能得到更好的成像效果。本文首先介绍了数字阵列SAR雷达的时延和相位补偿方法以及因时延补偿带来的调频斜率的变化,其次针对调频斜率的失配对脉压结果的影响分析及其内在原因,最后结合飞行试验和地面试验数据对宽带数字阵列SAR成像优化方法进行了验证。该方法对数字阵列SAR雷达成像优化具有一定意义。
      2020,18(2):    200-204    [摘要](47)    [PDF](26)
    • 数据参数影响RCS统计特征数据可分性
      王朗宁,侯炎磐,李彦峰
      雷达采样数据率及统计RCS特征的滑窗参数(滑动步长和窗口长度)需要设定以实现基于RCS统计特征的目标识别。利用类内/类间散布矩阵构造了类别可分性的距离判据,分析了数据率和滑窗参数对不同目标的可分性影响。结果表明:随着数据率提升,目标可分性呈现在低频区域(<5Hz)快速增长,而在高频区域(>25Hz)呈现缓慢增长趋于饱和;目标可分性随滑动步长变化不显著;而目标可分性随着窗口长度的增加呈现非线性的快速增长。
      2020,18(2):    205-210    [摘要](38)    [PDF](25)
    • 基于MDGAN网络的数据集扩增方法
      李昆,朱卫纲
      针对雷达辐射源数据集样本数量有限、样本多样性不足的问题,提出了一种无监督的由图像生成图像的网络—多样性最大化生成对抗网络(Maximum Diversity Generative Adversarial Network,MDGAN)。该网络在原始生成对抗网络的生成器目标函数基础上加上了一个额外的正则化项,该正则化项表示生成器中特征图之间的距离与生成特征图所用随机向量之间的距离的比值,通过最大化这个比值,可以让生成器尽量生成拥有不同特征的样本,以增加样本的多样性。对6种常见雷达信号进行仿真实验,证明了MDGAN在生成真实且多样的样本方面是有效的。
      2020,18(2):    211-217    [摘要](38)    [PDF](22)
    • 一种BDII/GPS抗干扰环带天线设计
      王晓光
      针对载体旋转状态下的连续导航抗干扰应用场景,实现了一种BDII双通道及GPS单通道环带有源天线,具备BD导航信号窄带抗干扰,以及GPS导航信号接收。半柔性天线通过均匀分布的螺钉紧固在柱状金属桶上实现共形。通过表面涂敷薄层耐高温材料,实现了天线加固及隔热。三路无源环带天线分别采用通过8个单元微带合成,以最大程度减小径向增益均匀性;合成信号分别经过独立的低噪声放大器及下变频接收机实现导航定位;在此基础上,下变频接收机中针对旋转特性对晶振进行了加速度降敏设计,以减小参考源频率漂移。对天线进行了实际测试,结果表明,该天线在1268.52MHz中心频率实现了±12MHz的3dB带宽;在1575.42MHz中心频率实现了±2MHz的3dB带宽;3Hz旋转时接收卫星信号定位稳定,两种导航信号信噪比均大于42dB。
      2020,18(2):    218-222    [摘要](39)    [PDF](23)
    • 60 GHz宽带双极化阵列天线研究
      王磊,刘涓
      本文提出了一种基于低温共烧陶瓷(Low Temperature Cofired Ceramic,LTCC)工艺的60GHz频段宽带双极化4×4阵列天线。所提出的阵列天线采用双馈技术L型探针天线单元结构、“立交桥”式复杂馈电网络,以及加载等效腔体结构,具有体积紧凑、工作频带宽、增益较高、增益带宽平缓、端口隔离度高、交叉极化电平低等优良特点。此外,分析了加载等效腔体结构对双极化天线阵列性能的影响。所提出的60GHz宽带双极化阵列天线可实现天线与芯片的AiP系统封装集成,满足宽带无线通信系统或毫米波雷达系统高性能、高集成度、小型化的应用需要。
      2020,18(2):    223-232    [摘要](42)    [PDF](23)

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