基于相位追踪的SAR运动目标高阶距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低信噪比下性能也将大幅下降。对此,该文借助扩展卡尔曼滤波(EKF)对造成RCM的相位进行追踪,进而构建RCM补偿函数实现RCMC。所提方法不依赖于RCM的具体模型,追踪得到的相位包含高阶分量,因此可以实现SAR运动目标的高阶RCMC。此外,EKF在进行相位追踪的同时能对信号进行滤波处理,可有效降低所提方法的信噪比(SNR)门限。与传统方法相比,该方法适用性广,计算量适中,且能校正不可忽略的高阶残余距离徙动。该文详细阐释了所提方法的原理及数学模型,并通过多组仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性和优越性。

基于多层F-P谐振腔的石墨烯吸波体设计

为了研究当单层石墨烯位于多层Fabry-Pérot(F-P)谐振腔中时,系统近全吸波模式与多层F-P谐振腔数目之间的关系,同时提高系统对吸波模式的调控能力,采用严格耦合波分析法,对石墨烯多层F-P谐振腔系统的吸波响应进行了研究,分析了临界耦合条件下双层和3层F-P谐振腔结构的光谱响应特征。结果表明,双层和3层F-P谐振腔可调谐近全吸波体,分别形成了两个99%以上和3个96%以上的近全吸波模式;通过对石墨烯掺杂可以实现对3层F-P谐振腔系统吸波特性的调节,通过改变3层谐振腔的结构可以控制系统吸收模式的数量和相对位置。该研究为可调近全吸波系统引入更丰富的吸波线型。

“信号与系统”课程的“案例+”教学改革

“信号与系统”课程的基础性、理论性强,内容较抽象,导致课程思政、军事元素融入较难。案例式教学能充分打通课程内容和实际应用,促进隐性知识和显性知识的不断转化,但传统案例教学承载的教育功能有限。为充分挖掘案例的附加价值,联合科研团队打造了附加课程思政、军事、实践教育等多种价值的综合案例。实践表明,“案例+”教学改革极大增强了案例教学的育人功能,破解了学科基础课程如何全方位育人的难题。

基于编码项补偿的OFDM信号SAR成像

该文探讨了正交频分复用(OFDM)波形在SAR中可能的应用,重点讨论了基于该信号体制的SAR成像。OFDM波形改变了传统线性调频信号平坦的频谱,给高分辨成像带来了新的问题。该文深入分析了OFDM波形的信号特点,推导了其2维频谱,提出了一种适合OFDM SAR精确成像的方法。该成像算法利用对编码项的补偿,实现了OFDM波形下的距离迁徙校正,有效降低了编码信号对旁瓣的影响,充分提高了OFDM波形的成像性能。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于运动目标聚焦像的单通道SAR运动目标定位方法

本文针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)"方位位置不确定"问题,提出了一种基于运动目标聚焦像的单通道SAR运动目标定位新方法.该方法根据运动目标与方位向天线波束关系,利用运动目标多普勒频谱的相对端点估计运动参数,实现准确定位.方法简单,计算量小,信杂比要求低,适用范围广.仿真与实测数据验证了该方法的有效性.

基于多方位分辨率图像的低频SAR地面运动目标检测方法

该文利用多方位分辨率图像,提出了一种适用于低频SAR的运动目标检测算法。首先分析了多方位分辨率图像上静止和运动目标像的变化特点。通过计算方位向3 dB宽度、距离模糊数和归一化能量,发现了散焦像的变化规律。其次,基于该特点,提出了一种低频SAR图像中运动目标的检测方法。该方法克服了传统方法搜索量大、信噪比要求高的缺点,能够迅速检测出图像中的运动目标,且速度检测范围大,具有较好的实用性。最后,利用仿真和实测数据证明了文中理论分析的正确性和所提方法的可行性。

提高双通道低频SAR干涉图性能的方法

沿航向干涉法是一种检测运动目标简单易行的有效方法。在低频双通道SAR系统中,为了保证干涉性能,不仅要考虑降低图像相干性的各类误差,还要考虑实时成像过程中残留的RFI对通道图像的影响。本文首先与高频系统中的误差进行比较,分析了影响低频双通道SAR系统的主要误差及其特点;其次分析了RFI对干涉图干扰的基本原理与特征,进而提出了一种提高双通道低频SAR干涉图性能的误差校正方法。该方法充分考虑了低频SAR系统的接收机频率特性误差、天线方向图误差、干涉相位误差及图像配准误差,利用基于方位时域距离频域干涉图的中值滤波器能够有效抑制具有窄带特性、时变性和空变性的RFI信号。国内首批机载双通道低频SAR实测数据验证了该方法的有效性与可靠性。该算法运算简单,效率高,适合对沿航向干涉法的实时处理。

利用稀疏贝叶斯推理估计干扰导向矢量和功率的稳健自适应波束形成方法

现有稳健自适应波束形成(Robust adaptive beamforming,RAB)方法对快拍数有较高要求,可用快拍数的不足可能会使RAB方法无效。稀疏贝叶斯推理(Sparse Bayesian Inference,SBI)从贝叶斯的角度,通过对信号的稀疏先验假设来利用稀疏信息,在建模稀疏信号方面具有较好的灵活性,可以提高解的稀疏性,即使在样本数较低的情况下也能取得很好的估计效果。本文使用SBI估计干扰信号的导向矢量和功率,提出了一种新颖的基于干扰加噪声协方差矩阵(Interference plus Noise Covariance Matrix,INCM)重建的RAB方法。所提方法利用SBI在建模稀疏信号方面的优越性,通过准确重建出INCM,实现高输出SINR。仿真结果表明,本文提出的方法在比较宽的输入SNR范围内和少量快拍情况下都实现了较好的性能。

低频宽带SAR/GMTI试验系统

低频宽带SAR/GMTI能对开阔或叶簇覆盖地区的静止和运动目标进行侦察、监视及成像。详细介绍了低频宽带SAR/GMTI系统及其信息处理过程,讨论了其中的谱修正、成像及通道均衡等问题;针对系统的低载频特性,采用了STAP、DPCA结合ATI、图像域STAP 3种GMTI方法。外场试验证明,该系统能够有效地抑制杂波,检测运动目标,并估计运动目标参数。

军事职业教育中科普类课程建设的思考

针对军事职业教育中科普类课程建设的作用及需求,以“战场侦察监视技术与装备”课程为例思考了高等院校在“为战服务”课程建设中的设计及实施问题。军事职业教育科普类课程瞄准部队官兵职业素养培养中普适性与针对性的统一、多样性与系统性的统一、理论性和实践性的统一,建设规范的课程体系,采用精准多样的教学方法,协同部队与院校开展实践创新。课程实施过程中要与基层官兵建立深入联系,提升高等院校对部队官兵职业素养的支撑作用,履行人才强军战略的核心使命。

基于智能反射面辅助雷达的恒模多相波形-反射面联合优化算法

该文通过联合优化雷达发射波形,接收滤波器以及部署在场景中的智能反射面(RIS),来增强雷达系统在杂波环境下的目标检测性能。在雷达波形和RIS相移矢量离散相位约束的前提下,该文采用系统输出信干噪比(SINR)为优化目标来建立RIS辅助下的雷达目标检测性能增强问题。为求解所形成的联合非凸优化问题,该文提出了一种交替优化求解策略,在每一轮迭代中基于优化子最大化的思想次序的两个关于波形和RIS相移矢量的优化子问题。仿真实验证明所提优化算法能够在满足恒模多相约束的情况下,提供高质量的RIS相移矢量-雷达收发波形,使得RIS辅助下的雷达系统目标检测性能得到明显的增强。

FRFT在SAR运动目标定位中的应用

传统SAR成像技术产生的运动目标图像是散焦的,且其成像位置偏离真实位置,为了得到运动目标的真实运动及位置信息,必须对其重新定位。运动目标的定位关键在于多普勒参数的估计,分数阶Fourier变换作为一种时频分析方法已经被广泛用于运动目标的多普勒参数估计。对分数阶Fourier变换应用于运动目标多普勒参数的估计中的特点进行了详细的分析与推导,并将其与能量均衡法结合,得到了一种不需要成像即可定位运动目标的算法,并通过仿真实验验证了该算法的有效性。

军校“信号与系统”课程思政探索与实践

在军队院校课程教学中融入思政教育,是贯彻习近平总书记训词和新时代军事教育方针的重要举措。“信号与系统”是国防科技大学一门重要的学科基础课,是新工科课程思政建设的关键环节。首先明确课程思政的目标体系并创新地提出“融践评”教学理念;然后建设了课程思政资源池,探索思政资源融入课程设计的路径和实施方法;最后及时考核评价思政效果并指导教学实践持续改进,经检验取得较好的教学效果。

低频叶簇穿透雷达成像技术

低频叶簇穿透成像雷达工作于微波频率的低端,拥有远超传统窄带雷达的系统相对带宽,因此具备强的叶簇穿透和高分辨成像能力,经过近三十年来迅速发展,已在战场侦察、反恐维稳以及资源勘查与监测等领域有着广泛应用.文中分别从低频叶簇穿透合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)技术、低频叶簇穿透干涉SAR(interferometric SAR,InSAR)技术和低频叶簇穿透地面动目标指示(ground moving target indicator,GMTI)雷达技术三个具体应用,系统回顾了低频叶簇穿透雷达技术的兴起和研究现状,深入分析了各自的技术特点以及其中涉及的关键技术,最后探讨了低频叶簇穿透雷达技术的未来发展和新兴应用方向.

工科专业基础课“以学生为中心”的课堂教学探索

开展"以学生为中心"的个性化教学是提高人才培养质量的重要途径。课堂是教学的主阵地,本文基于笔者承担的"阵列信号处理"课程教学实践体会,分析了理工课程课堂上开展"以学生为中心"教学的必要性与困难,并从教学内容、教学设计、教学手段等方面给出了具体建议。实际授课加强了对学生的关注,提高对学生的接纳度,不断反思教学效果与教学手段。通过"阵列信号处理"课程教学得到的体会对其他工科理论课程的教学工作也有借鉴意义。

高校研究生混合教学中的格式塔反思

混合教学是落实"以学生为中心"的重要教学手段。本文基于课程教学实践,从心理层面分析了影响混合教学效果的原因,引入格式塔心理咨询的基本框架从教学内容、教学设计、教学手段等方面进行了教学反思,为提高混合教学效能,真正实现"自由学习"提供沃土。

在“新体制雷达概论”研究生课程教学中探索实践教育模式

强化创新能力是"卓越工程师教育培养计划"对学校人才培养的要求之一,笔者在"新体制雷达概论"研究生课程教学中,运用项目导向学习法,引入连续波雷达系统设计、实验和数据处理、新体制雷达技术研讨等环节,成功探索出一种培养学生创新能力的实践教育模式。

频谱拥挤环境下雷达扩展目标探测极小极大波形设计

雷达频段的逐渐拓宽以及5G通信的广泛应用使得频谱资源越发拥挤,宽带雷达在提高距离分辨率的同时,使得目标散射特征由原来的点特征向距离扩展特征转变.本文立足于频谱拥挤环境下的扩展目标探测波形设计问题,以输出信干噪比(signal to interference pulse noise ratio,SINR)为准则,通过建立极小极大(minimax)优化模型,研究在距离扩展目标冲击响应(target impulse response,TIR)非准确已知情况下,具有良好的频谱兼容与脉冲压缩性能的雷达波形设计问题,确保检测性能对TIR的偏差具有稳健性.在波形优化过程中,借鉴Minorization Maximization(MM)算法的思想,构造序列的子minimax问题对原波形设计问题进行逼近.针对子minimax问题,给出了基于拉格朗日(Lagrange)对偶的求解算法,并对算法复杂度和收敛性进行了分析.仿真结果表明,依照所提算法设计的波形能够满足频谱兼容性且具有较好的脉冲压缩性能,是一种稳健的检测波形,相比当前其他算法,所提算法能够确保迭代的收敛性,而且在TIR先验偏差较大时获得更高的SINR.