时频调制的MIMO-CE-OFDM-LFM雷达通信一体化信号设计

实际环境中的信道多为参数随时间变化的随参信道。为了更好地适应随参信道环境,设计了4个频率和4个时隙的基于时频调制(Time Frequency Modulation, TFM)的线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)雷达通信一体化(Dual-Functional Radar and Communication, DFRC)脉冲信号。为了进一步增强其抗多径衰落的能力,在其基础上引入正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术来生成基于TFM的OFDM-LFM DFRC脉冲信号。为了实现恒模传输一体化脉冲信号,在其基础上引入恒包络(Constant Envelope, CE)技术来生成基于TFM的CE-OFDM-LFM DFRC脉冲信号。为了突破香农信道容量的上限和增大信号的发射能量,在其基础上引入多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术来生成基于TFM的MIMO-CE-OFDM-LFM DFRC脉冲信号。通信误比特率(Bit Error Rate, BER)仿真结果表明,设计的4个信号在通信传输时均具有优良的BER性能。雷达模糊度函数(Radar Ambiguity Function, RAF)仿真结果表明,设计的4个信号在雷达探测中均具备优良的距离和速度分辨率。

对海雷达区域集成系统抗干扰效能评估研究

区域集成系统作为一种新形式对海雷达组网系统,其抗干扰效能是衡量该系统的重要指标之一。首先介绍区域集成系统的构建,然后基于单部雷达受干扰条件下的探测距离公式以及对海雷达视距方程,提出区域集成组网抗干扰系数模型。利用熵权法分析各站对区域集成组网抗干扰效能贡献度,对不同性能雷达通过系统组网后进行仿真分析和评估。通过与以往文献模型仿真数据对比,提出区域集成组网系统抗干扰能力评估指标,并验证其合理性。

MIMO雷达鲁棒目标检测的脉内和脉间联合波形设计

针对方位和多普勒信息均不确定条件下集中式MIMO雷达的稳健目标检测问题,基于最大化最差输出信干噪比(SINR)的波形设计准则,利用半定规划(SDP)优化来交替优化发射波形和接收滤波器.为进一步提升检测性能,采用脉内和脉间联合设计波形.最后分析了波形的峰均比约束对输出SINR性能的影响.仿真结果表明,与单纯脉内和单纯脉间波形相比,联合波形具有更加鲁棒的输出SINR性能.

基于恒包络调制的CE-OFDM-8+8APSK-LFM雷达卫星通信一体化波形设计

在实际的星地通信环境中,为了更好地适应具有非线性特征的卫星通信信道和提高传统卫星通信信号的频谱利用率,在16PSK和16QAM通信信号的基础上设计了8+8APSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号。为了更好地对抗多径延时扩展和频率选择性衰落,引入正交频分复用(OFDM)技术设计了OFDM-8+8APSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号。为了彻底解决OFDM系统存在峰均功率比过高的问题和实现雷达通信一体化脉冲信号的恒模传输,引入恒包络(Constant Envelope,CE)技术设计了CE-OFDM-8+8APSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号。误码率仿真结果表明,在信噪比为6 dB时,16PSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号的误码率大约为8+8APSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号的3.3倍。模糊函数仿真结果表明,OFDM-8+8APSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号的鲁棒性强于8+8APSK-LFM雷达通信一体化脉冲信号,CE技术可以有效提高信号的距离和速度分辨率性能。设计的3个雷达卫星通信一体化脉冲信号能够较好地满足星地通信和雷达探测的需要。

选区激光熔化成型悬垂面质量的影响因素分析

悬垂结构是选区激光熔化成型存在的固有几何限制,其容易导致成型件形状与尺寸精度变差。为了掌握悬垂面成型出现缺陷的原因,在自主研发的选区激光熔化成型设备上,采用316L不锈钢粉末,进行了高速与低速条件下成型不同倾斜角度和不同扫描线长度的悬垂结构实验。结果表明,倾斜角越小和扫描速度越小,翘曲变形越严重,理论分析了最小成型角度与可靠成型角度分别与高速扫描、低速扫描的实验结果吻合。高速扫描可成型具有最小成型角度的悬垂面,而低速扫描下只能成型可靠成型角度的悬垂面。悬垂面沿着长线扫描方向更容易发生翘曲变形。通过对悬垂面进行局部成型参量控制,可以明显改善成型质量。本研究从工艺与设计的角度为选区激光熔化技术成型悬垂面提供了依据,并给出了初步解决方法。

多功能相控阵雷达实时任务调度研究

针对多功能相控阵雷达资源调度问题,建立了合理的雷达任务模型并提出一种新的调度算法.在雷达任务模型中将每一类驻留请求合并为一种任务,这样可以为调度处理提供最大的灵活性,同时基于此任务模型分析了调度器的时间负载.所提出的调度算法综合考虑了任务的工作方式优先级和截止期两个参数,可以较好地适应不同的负载情况.给出了算法的具体实现步骤,并以截止期错失率作为评估指标进行了仿真验证.仿真结果表明,本文所提出的调度算法能够有效降低任务的截止期错失率,对调度性能有明显的改善.

相控阵雷达波束波形联合自适应调度算法

针对多功能相控阵雷达,提出了一种波束和波形的联合自适应调度算法。首先建立了联合调度的最优化模型,该模型根据当前时刻目标实际协方差与期望值的偏差代价以及所选波形的能量代价,来确定下一时刻相控阵雷达的最佳工作方式。对于多目标跟踪,分别给出协方差偏差均值和最大协方差偏差的两种偏差度量准则。所提出的算法可以依据最佳的调度方式来控制相控阵雷达下一时刻波束的工作模式以及相应的工作波形,使得对所有目标的跟踪偏差代价和资源消耗代价最小化。仿真结果表明本文所提出的算法可以在维持目标期望跟踪状态的条件下,有效地调度雷达的工作模式和波形。最后讨论了期望协方差阵的选取原则。

基于协方差控制的相控阵雷达资源管理算法

基于协方差控制策略研究了相控阵雷达搜索及跟踪方式下的资源管理问题.建立了相控阵雷达资源分配的最优化模型,该模型可以依据传感器对所跟踪目标设定的期望协方差矩阵与当前目标实际协方差阵之间的偏差,来确定下一时刻传感器的工作模式.分别提出了基于协方差偏差均值最小准则和最大协方差偏差最小准则两类资源管理算法.所提出的资源管理算法可以依据最优资源分配准则来控制传感器搜索及跟踪模式,使得对所有目标的跟踪维持在最佳状态.进一步,选取绝对值求迹度量和2范数度量进行仿真分析,结果表明基于协方差控制的资源管理算法可以在维持目标期望跟踪状态的条件下,有效分配雷达资源.最后讨论了期望协方差矩阵选取的原则.

多功能相控阵雷达实时驻留的自适应调度算法

灵活有效的调度算法是实现多功能相控阵雷达工作性能优化和资源合理利用的基础。从调度代价的角度建立了实时驻留调度的数学模型,提出一种求解次优调度序列的自适应算法。该算法利用任务自身工作方式属性及任务中所含目标的先验信息分配任务的综合优先级,采用一步回溯的策略来确定每个驻留任务的调度属性,利用二次规划获取其最佳执行时间,并与传统的基于优先级调度算法进行了比较。仿真结果表明,提出的自适应调度算法提高了任务调度成功率,降低了截止期错失率。

相控阵雷达资源受限时最优搜索性能研究

多功能相控阵雷达通过对时间和能量资源的合理调度,可同时完成目标搜索、跟踪等多项任务。但对优先级别较低的搜索任务来说,当高优先级任务抢占雷达资源时,将会导致搜索性能下降。分析了影响相控阵雷达搜索性能的主要因素,详细研究了在搜索资源受限条件下,相控阵雷达搜索性能的优化模型,给出了搜索帧周期和探测距离计算的最佳准则和方法。通过仿真实验,分析了优化后相控阵雷达的搜索性能,实验结果验证了该模型的有效性。

基于统计特征的水下目标一维距离像识别方法研究

目标探测与识别是水下预警监视、信息对抗的重要组成部分。针对水下目标一维距离像识别问题,通过提取目标的长度、重心、高阶中心矩等特征,分析了所提取特征的统计分布特性,利用假设检验构建了目标识别特征的统计模型。结合Bayes统计分类器开展了5类水下目标的识别实验,并与基于距离像回波匹配相关的识别方法进行对比分析,对比结果显示所提出的方法在识别率和运算量方面均有明显改善。

空间探测相控阵雷达系统中的任务规划算法

针对空间探测相控阵雷达系统,提出了一种观测任务规划算法。首先,建立了观测任务模型和观测任务资源占用模型;其次提出一种多任务并行截止期越早越优先(multi-task parallel earliest deadline first,MTPEDF)调度算法来解决观测任务规划,该算法综合考虑雷达的搜索任务与跟踪任务来进行系统资源的分配。对于跟踪任务,算法结合目标的过境时间以及当前系统的负载情况,以此来确定雷达对该目标的观测时间段;最后给出了算法的评估方法。利用在轨的2 886个空间目标进行仿真验证,仿真结果表明算法可以较好地利用系统时间资源,合理安排雷达观测任务。

基于注意力机制的SRU模型雷达HRRP目标识别

针对传统目标识别方法难以提取雷达高分辨距离像(HRRP)的深层特征问题,提出了一种基于注意力机制的简单循环单元(SRU)的模型进行HRRP目标识别。该模型通过SRU快速提取HRRP时序特性,引入自注意力机制自适应对重要特征进行加权,增强隐藏层状态特征的表达能力。同时通过堆叠由SRU,自注意力机制和前馈神经网络组成的模块构建深层网络,对HRRP深层特征自动提取。实验结果表明,对比其他模型,该模型可以有效识别目标。在二维可视化下,提取的深层特征可分性最好。

基于Riccati方程的相控阵雷达稳态资源管理

针对相控阵雷达多目标跟踪中的资源管理问题,基于协方差控制的思想,建立了资源分配的最优化模型,提出一种基于Riccati方程的稳态资源管理算法。在预先设定期望协方差阵的前提下,算法可以通过求解Riccati方程算出相控阵雷达对各个目标最佳的跟踪参数,使得每个目标的实际跟踪协方差矩阵逼进期望协方差阵。该资源管理算法可以独立于目标跟踪滤波循环之外预先计算好雷达的跟踪参数,是一种离线的资源管理方法。通过选取三种不同的矩阵度量形式进行仿真试验,仿真结果验证了算法的有效性。

基于ARM的高精度恒温控制系统设计

文中设计了一种基于ARM的高精度恒温控制系统。系统以ARM为开发平台,设计了恒流源控制电路、温度采集电路、A/D转换电路等。采用24位高精度ADC对Pt100温度传感器输出的信号进行采集,在单片机内部对数据进行处理计算,最后把计算结果通过RS232的方式发送到上位机显示。实验表明,该恒温控制系统测温范围在-40~400℃,测温精度可以达到0.01℃,系统具有能耗小、体积小、成本低、操作方便等优点。

异构总线网络中实时可分性负载调度算法

针对异构总线网络提出了一种动态实时可分性负载调度方法。首先,根据可分性负载调度最优性原理,分析了网络中处理器负载分配的最优次序以及参与计算的处理器数目;然后,针对实时任务的截止期限约束提出一种动态负载分配算法,该算法可以利用网络中最少的处理器数目,保证实时任务在其截止期限之前计算完成。理论分析和仿真测试都验证了所提出算法的有效性。

基于统计特性的舰船一维距离像方位角分帧方法

舰船目标一维距离像的方位敏感性是利用一维距离像开展雷达目标识别的难点问题。针对该问题,首先根据舰船目标一维成像的机理和特点,分析并验证了舰船目标一维距离像复高斯分布的统计特性;然后,在此基础上利用K-S假设检验对距离像方位角进行自适应分帧,使得每帧的距离像数据符合同一复高斯分布,而帧帧之间的数据符合不同分布;最后,针对分帧后距离像数据的统计分布,利用Bayes分类器进行5类舰船目标识别实验。实验结果表明:自适应分帧算法不仅提高了舰船目标的识别率,还能显著降低识别运算量和存储量。

舰载雷达实时虚警仿真技术研究

虚警仿真是雷达系统建模仿真和跟踪算法测试评估中一个重要组成部分。现代舰载雷达接收机通常具有恒虚警(CFAR)检测功能,可以根据回波自适应地调整检测门限以达到恒定的虚警率。本文针对舰载雷达提出了一种通用的实时虚警仿真模型,在仿真模型中主要考虑了系统噪声和海杂波对雷达接收机的影响。最后以K分布海杂波为例,通过计算机仿真验证了虚警仿真模型的有效性。

基于非精确计算的空间探测相控阵雷达任务规划算法

针对空间探测相控阵雷达系统，提出了一种新的基于非精确计算模型的观测任务规划算法。首先，建立了目标观测的实时任务模型，并分析了观测任务所占用传感器的资源；其次，基于非精确计算模型，提出一种多任务并行的实时容错调度算法来解决观测任务规划问题，该算法综合考虑相控阵雷达的搜索任务与跟踪任务，来进行系统资源的分配。对于跟踪任务，算法结合目标的过境时间以及当前系统的负载情况，以此来确定雷达对该目标的观测时间段；最后给出了算法的评估方法。利用2886个低轨空间目标进行仿真验证，结果表明，基于非精确计算模型的任务规划算法，可显著提高系统调度成功率以及时间资源利用率．比传统方法更稳健。

军队院校任职教育中的能力本位观分析

任职教育是军队院校教育工作的重要组成部分,该文分析了军队院校任职教育中能力本位观的基本思想,以雷达专业为例从特定技能、通用技能和关键能力三个方面给出了能力的组成结构,分析了基于能力培训的任职教育教学特点,最后从教学要求、教学改革、质量评价、实践能力等方面阐述了任职教育中能力本位观的构建方法。