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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2期
  • 出刊日期:2019-04-30
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]

2019年第17卷第2期

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    • 基于PSO-MUSIC算法的分布式目标DOA估计
      李海,居梦琪,张喆
      提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)和多重信号分类(MUSIC)算法的分布式目标波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法。在空间欠采样情况下,该方法首先利用粒子群优化算法优化阵列阵元间距,得到阵列天线方向图高旁瓣电平最小情况下的阵元间距,阵列阵元间距决定了阵列流形,然后在该阵列流形下构造分布式目标信号模型,最后结合分布式目标导向矢量和MUSIC算法获得空间欠采样情况下分布式目标中心DOA的准确估计。仿真结果表明了该方法的有效性。
      2019,17(2):    119-123    [摘要](39)    [PDF](53)
    • 半盲二维自聚焦SAR运动目标成像方法
      贺雪莉,王晨沁,毛新华
      在SAR对动目标成像时,由于目标运动的不确定性,针对静止目标的成像算法处理不能完全补偿由于目标运动引入的额外距离徙动(RCM)和方位相位误差(APE),因此,在SAR图像中,运动目标会出现二维散焦。已有方法都是针对残留距离徙动和方位相位误差分别进行估计和补偿,其补偿精度和计算效率还有待进一步改进。通过分析运动目标在SAR图像中的残留相位误差结构,提出一种针对运动目标散焦的二维自聚焦算法。新方法只需直接估计方位一维相位误差,然后利用先验的二维相位误差内部结构信息,将一维相位误差映射得到二维相位误差,从而实现精确的二维相位补偿。通过仿真实验验证了该方法在计算效率和估计精度上具有更明显的优势。
      2019,17(2):    124-130    [摘要](34)    [PDF](39)
    • 基于RTK的毫米波导引头性能评估方法
      陈士超,卢福刚,王军,刘明,刘钧圣
      毫米波导引头可穿透云、雨、烟、雾,实现目标的全天候探测,其性能指标直接决定了控制算法的设计。为保证造价昂贵的毫米波制导武器系统的命中精度和毁伤效果,需要对毫米波导引头的性能进行准确的评估。然而仅仅通过实验室测试无法模拟真实的作战使用环境,需要高精度的外场测试方法准确评估导引头性能。针对此问题,提出了一种基于RTK的毫米波导引头性能评估方法。首先,基于GPS的测量结果实时计算导引头参数;然后,将计算结果与导引头自身的输出进行对比分析;最后,评估毫米波导引头各性能指标的精度。实测数据验证了所提方法的有效性。
      2019,17(2):    131-137    [摘要](35)    [PDF](36)
    • 近太空双基地雷达定位站址误差影响分析
      宫健,王欢,郭艺夺
      地发空收近太空双基地雷达R站站址波动造成目标定位误差,针对该问题,建立了两坐标近太空双基地雷达目标三维定位的数学模型,采用解析几何法推导了目标定位误差(GDOP),仿真分析了站址误差对目标三维定位精度的影响。研究表明,站址误差对目标三维定位精度的影响较小,不同坐标轴坐标的误差对目标定位精度影响大小不同。另外,站址误差引起的目标三维定位误差中的VGDOP分量对目标空间几何位置较为敏感,而HGDOP分量对目标空间几何位置不敏感。
      2019,17(2):    138-142    [摘要](24)    [PDF](26)
    • S型非线性调频雷达信号优化方法
      剡熠琛,赵永波
      实际雷达处理系统中,脉冲压缩通过数字方式实现,因此回波采样时存在一定的离散采样误差。传统方法设计的S型非线性调频(NLFM)信号进行脉冲压缩时受离散采样误差影响较大,这个影响可以通过提高系统采样频率来减小,然而提高采样频率会使运算量剧增。鉴于此,针对离散采样误差对传统S型NLFM信号进行优化,优化后的S型NLFM信号在实际雷达系统常用的采样频率下就能将离散采样误差给脉冲压缩结果带来的影响降到很小,提高了脉压主副比,仿真结果验证了该优化方法的有效性。
      2019,17(2):    143-147    [摘要](30)    [PDF](33)
    • 双模电离层闪烁监测系统设计与实现
      林绍灏,王守华,纪元法,刘迎
      伴随着北斗卫星导航系统的发展成熟,采用多个卫星导航系统可以获得更多的观测卫星进行电离层闪烁监测,极大提高监测的性能,因此利用GPS系统与北斗系统结合进行电离层闪烁监测成为趋势。文中介绍了所研制的GPS/BD双模电离层闪烁监测系统,它可以实时地监测分析GPS卫星L1/L2频点与北斗卫星B1/B2频点信号的电离层幅度闪烁指数和电离层相位闪烁指数,并可显示和存储各项观测数据。文中对电离层闪烁监测系统的硬件、系统嵌入式软件和电离层闪烁监测上位机软件的设计进行了介绍,对消趋势滤波器的设计和闪烁指数的计算进行了详细的讨论,并在最后给出了系统运行测试结果。
      2019,17(2):    148-156    [摘要](23)    [PDF](27)
    • 计量级雷达液位计高精度测量技术
      谢金华,郭明明
      计量级高精度测量对雷达液位计的系统设计和处理方法等提出了诸多挑战,调频连续波雷达通过测量发射信号和回波信号的频率差来测量距离,能够获得较高的测量精度,同时由于其易于实现,是雷达液位计的主要体制之一。在介绍FMCW雷达液位计的系统原理基础上,对诸如晶振频率、调频斜率、工作环境等影响测量精度的因素进行了分析,提出了相应的解决措施,并开展了高精度频谱估计技术研究。该项技术在实际的雷达液位计上得到了应用,其测量精度满足系统要求。
      2019,17(2):    157-160    [摘要](26)    [PDF](27)
    • 应用膨胀算法提取目标的直接定位算法
      陈芳香,易伟,周涛,孔令讲
      为了解决被动雷达系统中的多发射源定位问题,提出了一种基于多重信号分类(MUSIC)算法和图像膨胀(IE)算法的直接定位方法。该方法结合了谱分析中的MUSIC思想,通过对接收量测协方差矩阵进行特征分析求解目标的位置。首先,在目标个数未知的前提下,利用Akaike信息准则(AIC)来确定模型阶数;然后,推导了基于MUSIC的定位代价函数;之后,利用图像膨胀算法处理得到的代价函数平面;最后,膨胀处理后的输出为目标个数及目标位置的估计值。提出的算法有效地解决了目标检测及提取的问题,能够确定多个目标的位置坐标,为后续的定位性能分析提供可能性,也保证了算法的完整性。进一步地分析了多个临近目标情况下影响目标提取性能的主要因素。
      2019,17(2):    161-167    [摘要](25)    [PDF](31)
    • 基于特征矢量的NLOS误差检测的定位算法
      刘晓霞,李芳
      最小二乘估计算法常用于基于测距的源定位,然而,当移动基站与基站间呈非视距(Non Line of Sight, NLOS)路径时,最小二乘估计算法无法提供理想的定位精度。为了克服此问题,研究人员提出多类算法识别并消除NLOS误差。然而,现存的算法存在高运行时间的开销问题。为此,提出基于特征矢量的NLOS误差检测的定位 (Eigenvector-Based NLOS Error Identification Localization, E-NIL) 算法。E-NIL算法先利用基于测距数据的统计特性识别NLOS误差,然后,将NLOS误差看成确定加性噪声项,再利用误差函数与它的特征矢量间的互相关,寻找NLOS误差值。最后,再删除这些NLOS项,并依据这些无NLOS误差的数据估计移动基站的位置。实验数据表明,提出的E-NIL算法在定位精度和复杂度方面优于同类算法。
      2019,17(2):    168-172    [摘要](21)    [PDF](29)
    • 双频InSAR高程重建噪斑去除方法
      蔺祥楠,禹卫东
      双频InSAR不依赖于相邻相位差小于π的限制而进行解缠,可以实现陡变地形的正确解缠绕,从而可以实现复杂地形的高程反演。基于最大似然估计(Maximum-Likelihood Estimation, MLE)的双频干涉相位解缠算法耗时少,但其噪声鲁棒性差,解缠结果中含有大量噪声斑块。针对此弊端,提出了一种对ML解缠结果进行噪声斑去除的方法。实际操作中,首先利用聚类分析(Cluster Analysis, CA)的思想,去掉解缠结果中较大量出错区域对应的模糊类。再利用可变长窗口判定错点,并利用非均匀加权窗去掉单噪点和噪声斑,得到正确的解缠相位。实验章节首先列出了仿真模型双频干涉处理结果,将改进结果与最大后验概率估计法(MAP)得到的结果作了比较。最后列出了对中国科学院电子学研究所航天微波遥感系统部的双频干涉数据处理结果。实验结果表明,解缠结果存在的问题得到解决,在保证较好解缠效率的同时,去除了噪声斑块,提高了相位解缠的精度。
      2019,17(2):    173-183    [摘要](24)    [PDF](25)
    • 一种弹道中段目标对ISAR姿态欺骗方法
      黎波涛,董文锋,都元松,徐鹏
      随着目标探测和识别手段的快速发展,弹道导弹在飞行中段被发现和拦截的概率大大提高,必须丰富干扰掩护手段以提高其突防概率。利用弹道目标姿态角和ISAR成像质量的联系性,提出了基于伴飞式干扰机的姿态欺骗方法。介绍了ISAR成像理论和伴飞式干扰模型,进行了干扰功率的分析,在干扰机具有一定空间自由性的基础上推导了最佳干扰姿态角。利用得到的最佳干扰姿态角进行干扰机的释放参数反解,最后以真实对抗场景进行了干扰持续时间的分析。仿真结果表明,该方法能长时间在ISAR上产生比真实目标图像更清晰好认的干扰像。
      2019,17(2):    184-190    [摘要](25)    [PDF](34)
    • TNR型调频广播外辐射源雷达探测实验
      李飞,江胜利,皇甫流成,田明辉
      针对信号带宽时变、目标RCS闪烁造成单调频广播外辐射源雷达探测性能下降的问题,研究了一种TNR型外辐射源雷达的试验方案,并开展了外场试验验证。首先,阐述了TNR型外辐射源雷达的定位原理。然后,基于外辐射源雷达探测原理和广播信号的特性,提出了TNR调频广播外辐射源雷达探测系统中多个辐射源的筛选原则。最后,构建试验系统并给出探测试验结果。结果表明,TNR型系统方案可以大幅度提高调频广播外辐射源雷达的发现概率和定位精度等性能。
      2019,17(2):    191-197    [摘要](21)    [PDF](13)
    • 一种改进的GEOSAR回波仿真方法
      王炳乾,齐向阳,周彬斌
      地球同步轨道合成孔径雷达(Geosynchronous Earth Orbit SAR,GEO SAR)是近几年来SAR领域的研究热点。GEO SAR轨道高度达到35786km,作用距离远、覆盖范围大,使得传统低轨星载SAR的回波仿真方法不再适用,例如双程斜距计算方法、姿态导引方法、地面目标布设方法等都需要改进。回波仿真是SAR成像处理的一个重要环节,在吸收现有研究成果的基础上,提出了一种改进的GEO SAR回波仿真方法,考虑了不同的轨道构型,在椭球地球表面布设点阵目标,更符合实际情况。通过回波仿真和成像验证了所提方法的有效性。
      2019,17(2):    198-207    [摘要](21)    [PDF](14)
    • 面向复杂场景的反导雷达模拟器设计
      沈静波,田枫影
      为了更好地支撑反导雷达装备的研制,满足对弹道目标进行动态推演和建模的需求,提出了一种面向复杂场景的反导雷达模拟系统。该系统具备弹道导弹和雷达装备的仿真建模能力,提供导弹飞行全过程建模,支持导弹多级分离和分离体运动轨迹的模拟,支持雷达参数建模和威力范围设置,提供可视化编辑和二三维一体的模拟场景展示界面,具备雷达目标穿屏分析和动态推演能力。该系统高度模块化,支持复杂场景建模,人机交互友好,已在多型雷达装备中成功应用。
      2019,17(2):    208-212    [摘要](21)    [PDF](31)
    • 边坡监测雷达快速预处理的FPGA实现
      蒲鹤升,谭泽富,谭瑷军,燕曼君
      为减小边坡监测雷达系统中巨大的数据运算和传送压力,并充分利用Xilinx Kintex-7 FPGA内部富余的硬件资源,设计了针对调频连续波的地基合成孔径雷达回波数据的快速预处理系统。该系统利用FPGA的并行处理能力与流水线结构,结合Xilinx ISE14.7开发平台中AM/ROM、Divider、FFT IP核,实现了任意数量PRT信号相干积累、汉宁窗加窗滤波以及距离向压缩三项功能。经该系统处理后,在雷达回波数据到达DSP之前,雷达回波信号的信噪比得到了显著提高,距离向旁瓣得到了有效抑制,同时雷达系统的实时处理能力得到了极大的提升。
      2019,17(2):    213-219    [摘要](32)    [PDF](34)
    • 基于CNN的SAR车辆目标检测
      常沛,夏勇,李玉景,吴涛
      传统的SAR目标检测算法容易受到复杂背景的干扰,因此利用被广泛应用于图像目标检测和识别领域的Faster-RCNN方法,对复杂背景下的SAR图像进行车辆目标检测实验。在对样本数据进行预处理后对车辆真实位置进行标记,采用可视化的深度学习客户端对样本进行裁剪和旋转,扩充样本数据库。利用已充分训练的模型权重对ZF和VGG-16网络进行预训练,再利用扩充的数据集进行训练和验证,并使用包含MiniSAR数据的测试集进行测试。实验证明,ZF网络和VGG-16的检测效果类似,但是ZF网络因为网络层数更少因而检测耗时更短。
      2019,17(2):    220-224    [摘要](28)    [PDF]()
    • 宽带低交叉极化超材料漏波天线的设计
      吴国成,吴杰,王光明,周义峰,吴瑞
      基于基片集成波导结构提出了一种新型双层电磁超材料单元,并验证了其左手特性。将超材料单元应用于漏波天线的设计,所设计的天线由15个双层电磁超材料单元组成。将设计好的天线进行加工测试,测试与仿真结果吻合较好,表明漏波天线的工作频带为7.20~12.70GHz,在工作频带内可实现从后向-78°到前向+80°的连续主波束扫描,天线在工作频带内的测试增益均大于10dBi,峰值增益为15.2dBi,3dB增益带宽达到50.2%。此外,该漏波天线具有很低的交叉极化电平,交叉极化始终比主极化低至少30dB。相比于新近文献报道的同类型超材料漏波天线,所设计的天线具有更加优越的电气性能。
      2019,17(2):    225-231    [摘要](22)    [PDF]()
    • 基于共源共栅结构的高输出功率VCO
      周雅,焦晓波
      为了降低与射频系统级相关的功耗,以及增加输出功率,提出了一种共源共栅结构的CMOS VCO。所提出的VCO核心包含有共源共栅结构,以增加VCO的供电电压。为了降低与栅源级间和栅漏级间击穿相关的可靠性问题,将共源晶体管的栅级节点与共栅晶体管的源级节点相连。为了验证所提出VCO的有效性,采用90nm的RF CMOS工艺设计了一款2.4GHz的CMOS VCO芯片,由测试结果可得,该款VCO在2V电源电压供电下取得了相对较高的输出功率、较低的相位噪声以及变化较平缓的振荡频率。
      2019,17(2):    232-236    [摘要](24)    [PDF]()

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