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  • 2022年 第20卷 第2期
  • 出刊日期:2022-04-30
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。

2022年第20卷第2期

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    • 基于EMD方法的X波段双偏振雷达衰减订正
      李海,冯兴寰,孟凡旺
      针对X波段双偏振雷达信号在降雨路径中的衰减现象,本文提出经验模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)方法进行X波段双偏振雷达衰减订正,首先对总差分传播相移进行EMD分解得到有限个基本模式分量(Intrinsic Mode Function,IMF),并基于皮尔逊相关系数准则将IMF分为噪声IMF和信号IMF两类,然后对信号IMF进行有效重构得到差分传播相移,再将差分传播相移通过最小二乘法拟合得到差分传播相移率,最后对求得的差分传播相移与差分传播相移率采用自适应约束方法进行反射率衰减订正。利用EMD方法和其他方法进行对比分析,其结果表明,EMD方法能够有效地消除X波段双偏振雷达回波数据中后向散射的影响,在保留真实的气象信息的同时,有效地抑制差分传播相移的显著波动,进而衰减订正效果更好。
      2022  Vol.  20(2):    119-127    [摘要](74)    [PDF](74)
    • 一种车载毫米波FMCW MIMO雷达快速成像方法
      黄以兰,晋良念,刘庆华
      针对车载毫米波FMCW MIMO雷达现有的常规波束形成算法的旁瓣效应造成的方位向分辨率低以及高分辨算法的工程实时性低的问题,提出了一种迭代自适应算法(IAA)高分辨成像的快速实现方法。该方法首先利用快速傅里叶变换(FFT)获取目标一维距离像,然后对每一距离单元利用FFT算子和Gohberg-Semencul(GS)因子分解计算迭代自适应算法(IAA)的数据协方差矩阵和其逆矩阵,利用快速Toeplitz矩阵向量乘法计算IAA迭代值,从整体上提升了IAA估计各角度散射系数的实时性。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。
      2022  Vol.  20(2):    128-135    [摘要](87)    [PDF](97)
    • 炮位侦校雷达定位精度影响因素分析
      秦鹏程,王锐,姜洋
      炮位侦察校射雷达弹道外推算法受多种因素影响。为满足弹道外推分析、进一步提高外推精度的需求,详细建模分析地球曲率、时间不同步、弹道模型误差、信噪比变化等影响炮位侦校雷达定位精度的因素。结合精密雷达测量数据和无迹卡尔曼滤波外推算法进行仿真,量化评价各因素对外推精度的影响。通过理论建模与仿真实验,将考虑各种影响因素与否的情况详细分析对比,得到各因素对定位精度影响程度从大到小依次为:地球曲率、时间不同步、弹道模型误差、信噪比变化。在此基础上,提出了考虑多种因素的炮位侦校雷达弹道外推改进方法。
      2022  Vol.  20(2):    136-141    [摘要](63)    [PDF](49)
    • 星载SAR方位多通道TOPS成像模式参数设计
      陈粤,禹卫东
      目前,星载SAR的渐进扫描(Terrain Observation by Progressive Scans, TOPS)成像模式承担有宽幅成像的重要任务,本文将偏置相位中心的方位多通道(Displaced Phase Center Multiple Azimuth Beams, DPCMAB)技术与其结合,以实现一种更高分辨率的宽幅成像体制。由于波束在距离向和方位向存在周期性扫描,对该体制进行常规的系统设计外,还应考虑多块区域的综合成像效果与拼接效果。本文还提出一种方位多通道TOPS模式的系统参数设计流程,依据流程考虑了系统性能指标与成像可行性,对脉冲发射频率(Pulse Repetition Frequency, PRF)、子带个数、Burst时间和方位向子通道分布等关键参数进行设计,给出了多组设计参数,为后续的工程实现提供了参考。最后根据设计参数进行系统性能分析,证实了系统能够实现理想的成像效果,说明了设计结果的有效性。
      2022  Vol.  20(2):    142-149    [摘要](56)    [PDF](76)
    • 基于聚类思想的弹道外推算法研究
      李同亮,朱勇,于琼
      为了提高炮位侦察校射雷达中炮位侦察定位精度同时提升外推结果一致性,本文引入聚类思想,建立了基于K-均值聚类的弹道外推模型。该模型采用七态无迹卡尔曼滤波算法对量测数据进行多次滤波,然后利用4 阶龙格-库塔积分方法对火炮位置进行外推,最后对多次外推结果进行K-均值聚类处理,采用综合多因子方法计算簇品质,选取最优簇对应的聚类中心作为最终的火炮位置进行输出。实验结果表明,该弹道外推算法显著提升了外推结果的一致性及定位精度。
      2022  Vol.  20(2):    150-156    [摘要](49)    [PDF](44)
    • 基于FFT和迭代插值的改进型超分辨算法
      王静,王目光,郭玉箫,李艳
      基于单快拍的快速迭代插值DOA(Direction of Arrival)估计方法,有效地消除了频谱泄漏,实现了多源DOA的无偏估计。但是该算法需要提前确定信源的个数,且运算量大,因此在工程应用中受限。本文提出一种新方案,利用传统角度域FFT提供粗略角度估计,然后通过迭代插值法细化角度,最终基于对消残差功率和信息论准则进行信源个数估计。该方案无需预知信源个数,且文中提出的基于残差变化率的收敛策略大大减少了细化估计的迭代次数,从而有效地降低了原算法的计算量。通过仿真结果验证了该方案的有效性,在估计精度及分辨率方面性能接近快速迭代插值波束形成算法,优于子空间类算法。
      2022  Vol.  20(2):    157-164    [摘要](49)    [PDF](61)
    • 基于神经网络的GaAs HBT器件模型研究
      徐坤,张金灿,王金婵,刘敏,李娜
      建立精确的模型是使用砷化镓异质结双极晶体管器件(GaAs HBT)设计集成电路的必要基础,传统经验模型建立过程复杂,在输出功率、增益、功率附加效率等功率特性方面的模拟精度不太高,给电路设计带来了一定的难度。本文利用径向基函数(RBF)神经网络算法和反向传播(BP)神经网络算法分别建立GaAs异质结双极晶体管器件的大信号模型。这些模型的训练和测试数据分别来自于测试的双端口散射参数,以及测试的直流特性和功率特性数据。然后将模型数据与实测结果进行对比,结果发现,基于神经网络的器件模型能够精确地模拟器件特性,而且RBF神经网络模型相比BP神经网络模型,误差更小,预测更精确。
      2022  Vol.  20(2):    165-172    [摘要](47)    [PDF](158)
    • 粗DEM辅助的广域PS-InSAR数据预处理方法及应用
      沈龙,耿浩,马仪,程志万,黄双得,朱宇,刘靖,张钰松,索志勇
      PS-InSAR技术是一种高精度的地表形变探测方法,小区域PS-InSAR处理的研究较为深入,但处理方法并不适用广域的形变探测和数据处理方法。本文针对卫星实时轨道精度差的问题,首先提出利用辅助DEM进行斜距误差和轨道系统误差校正提升差分干涉相位反演精度的方法;其次,针对广域图像配准误差的空变性,提出了一种由粗到精的层级配准方法,解决了配准误差空变对PS-InSAR永久散射体选取和图像相干性的影响;最后,通过对形变观测结果的地理编码结合加权处理,实现对超广域观测图像的拼接。利用仿真数据验证了粗DEM对系统误差校正的有效性,并进一步通过Sentinel-1A的2000多景雷达影像对云南省全境39.4万平方千米的覆盖区域进行了处理,结果表明了本文方法对系统误差校正和对广域形变探测处理的有效性。
      2022  Vol.  20(2):    173-180    [摘要](47)    [PDF](80)
    • 基于联合处理的复杂目标RCS估计方法
      孙佳兴,姚慧婧
      目标雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)计算在隐身设计、电子对抗、目标探测、识别和成像等方面具有重要的研究价值,是目标电磁散射特性的重点研究方向。针对复杂目标RCS估计问题,基于属性散射中心模型的单一方法在估计大角度范围的目标RCS时会产生较大误差,而物理光学方法需要在每个观察角度对目标表面的面元进行遮挡判别才能准确得到目标RCS,计算量大。因此,本文提出一种联合属性散射中心模型和物理光学的处理方法,在部分观察角度通过物理光学方法分析确定目标的属性参数集,再通过属性散射中心模型分析快速估计任意观察角度、不同频率下的目标RCS,获得在大角度范围的结果更加准确、计算量更小。最后采用FEKO软件仿真验证了所提方法的有效性。
      2022  Vol.  20(2):    181-186    [摘要](51)    [PDF](80)
    • 基于FMCW雷达的自适应生命信号提取方法
      杨俊,黄俊,陶威
      为了进一步提高调频连续波(FMCW)雷达自适应提取生命信号能力,通过提高距离分辨率提取被测目标位置距离维处的人体生命信号,利用改进的快速互补集合经验模态分解(IFCEEMD)对生命信号分解,从分解得到的若干个固有模态函数(IMFs)中利用筛选准则分离出呼吸、心跳信号。实验结果表明,所提出的方法能够快速、准确地提取出不同呼吸状态下的呼吸频率和心跳频率,并且有效地消除人体身体随机抖动带来的干扰。
      2022  Vol.  20(2):    187-194    [摘要](80)    [PDF](69)
    • 基于WGAN-GP的微多普勒雷达人体动作识别
      屈乐乐,王禹桐
      针对人体动作识别微多普勒雷达数据量有限的问题,本文提出基于梯度惩罚的沃瑟斯坦生成对抗网络(WGAN-GP)进行雷达数据增强,实现深度卷积神经网络(DCNN)在样本数量较少时可以得到有效训练。首先对人体各种动作的线性调频连续波雷达回波数据进行预处理得到微多普勒时频谱图像,然后采用WGAN-GP进行时频谱图像数据增强,最后利用生成的图像对DCNN进行训练。实验结果表明使用WGAN-GP可以有效解决雷达数据不足的问题,从而提高DCNN人体动作识别准确率。
      2022  Vol.  20(2):    195-201    [摘要](52)    [PDF](82)
    • 基于CBGA技术的双频段四通道变频SiP
      刘晓政,邱宇,刘明,闵志先
      在现代雷达系统中,相控阵雷达以其得天独厚的优势依然占据着强势的地位,其中作为核心器件的收发组件发挥重要的作用。伴随着组件高集成、小型化和轻量化的需求,系统级封装(SiP)的技术得以迅猛的发展。本文设计完成了一种基于陶瓷球栅阵列(CBGA)封装的集成S波段和P波段的四通道变频SiP模块,共集成4路S波段变频和1路P波段双向放大芯片,可切换4种工作模式。四通道的带内发射高、低增益值约为30 dB和14 dB,带内接收高、低增益值约为48 dB和35 dB,满足设计要求。此外,变频SiP通过CBGA方式组装在印刷电路板(PCB)上,器件通过100次-55~125 ℃的温度循环试验,板级可靠性较高。
      2022  Vol.  20(2):    202-208    [摘要](67)    [PDF](191)
    • 基于时频域深度网络的海面小目标特征检测
      李骁,施赛楠,董泽远,杨静
      为了提升海杂波背景下小目标探测性能,本文提出一种基于时频域深度网络的特征检测方法。首先,将观测向量转换为归一化时频图(Normalized Time-Frequency Graph, NTFG),实现海杂波抑制。在时频域,建立海杂波、含正多普勒偏移目标回波、含负多普勒偏移目标回波的三分类问题,精细化目标落在主杂波带内外的不同特性。其次,引入Inception-ResNet V2深度网络作为特征提取器,自主学习不同类别在NTFG上的深层差异性,并将差异性浓缩为一个2D特征向量。然后,在2D特征空间中,设计具有引导的三次样条曲线,获得虚警可控的判决区域,实现异常检测。最后,IPIX实测数据验证了所提算法的性能优势,能深入挖掘时频域的特性。
      2022  Vol.  20(2):    209-216    [摘要](63)    [PDF](83)
    • 面向雷达通信一体化的MFSK-FMCW信号处理技术
      张逸格,郑霖,杨超
      随着各种智能化系统的飞速发展,车载雷达通信一体化应用也在智能交通领域占据重要地位。本文设计了一种MFSK与FMCW相结合的雷达通信共用波形,能兼容目前市场主流的FMCW雷达,并将FMCW信号作为MFSK信号的载波,在不影响雷达基本功能的前提下实现通信。在一个雷达CPI内,用MFSK调制通信信号会改变共用信号的相位,不同符号之间将出现相位跳变的情况,使雷达的相干积累不能保持在同一频点处,从而导致测速不准确。本文采用多普勒尺度变换与相位补偿相结合的方式,对一体化回波信号进行处理,保证了多普勒能在同一频点处积累,并给出了仿真结果与相关问题的分析。
      2022  Vol.  20(2):    217-223    [摘要](48)    [PDF](84)
    • 一种空管雷达风电场干扰抑制方法
      张衡,唐瑾,林强,焦艳
      风电场作为一种特殊的大型障碍物,具有复杂的电磁散射特性,会对空管雷达产生严重影响。针对空管雷达受风电场干扰的现实问题,本文提出了一种双波束并行处理抑制方法。首先依据风电场杂波和目标在高度和回波特征上的差异,结合空管雷达特点,构建了抑制系统的框架和流程;其次利用双波束的幅度和相位信息,设计了高度估计的方法;最后提出了杂波估计和抑制方法。实验仿真结果表明,该方法能够有效识别风电场干扰,提升空管雷达的抗风电场干扰能力。
      2022  Vol.  20(2):    224-230    [摘要](47)    [PDF](109)
    • 一种低剖面可重构全向圆极化天线的设计
      黄杰,孙虎成
      本文提出了一种低剖面极化可重构全向圆极化天线。该天线由一个1×4偶极子阵列天线和一个单极子天线组成,通过设计可重构馈电网络来激励这两部分子天线,可产生左右旋可切换的全向圆极化波。设计的馈电网络主要由一单刀双掷开关电路和一紧凑二阶3dB耦合器组成,从而可输出幅度相等、相位差可在±90°间切换的两路信号。将馈电网络的两输出端口分别与水平极化的偶极子阵列天线和垂直极化的单极子天线相连,便可使天线在左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)两种辐射状态之间切换。设计的天线总体截面积为59.9×59.9×πmm2,天线厚度为0.058λ0。测试结果表明,该天线在左右旋圆极化状态下的阻抗带宽(|S11|< -10 dB)分别为21.5%(2.24~2.78GHz)和19.4%(2.32~2.81GHz)。全向左右旋圆极化状态的重叠轴比带宽(AR<3dB)约为7% (2.44~2.62GHz)。天线的最高增益为-0.9dB,水平面增益波动小于1.3dB。
      2022  Vol.  20(2):    231-236    [摘要](45)    [PDF](109)

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