基于超视距的外辐射源信号提取在被动探测中的应用分析

目前外辐射源雷达主要以接收辐射源的直达波信号为主,该方式提取的直达波信号信噪比高,利于后续目标信号检测和处理,但需要收发站通视,对直达波天线架高有要求,这极大地限制了该体制的应用。基于此,文中提出在沿海低海拔条件下,利用超视距侦察截获辐射源信号成为非合作探测的基准信号的思路,分析了其探测机理,和理论误差模型,并结合工程实际,提出了可实现的工程样机,分析了性能指标,给出了仿真结果。结果表明该思路可以应用在后续的工程实践上。

天波超视距雷达非均匀采样信号频谱重构

受瞬态干扰影响和空海同时探测的需求,在长相参积累时间条件下,天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)回波信号的有效采样点往往缺损且非均匀,严重影响目标检测性能。针对此问题,提出了一种基于压缩感知的OTHR频谱重构方法。首先,建立了OTHR频域信号的稀疏模型;然后,提出了快速自适应复近似消息传递(fast adaptive complex approximate message passing,FACAMP)频谱重构算法并给出了算法实现步骤;最后,利用FACAMP算法实现了OTHR频谱重构并分析了重构性能。与现有重构算法相比,FACAMP算法具有重构精度高、运算复杂度低、可自适应调整参数和保留背景噪声高斯性的优势。理论分析和仿真实验均验证了所提算法的有效性。

悬空波导环境下AIS信号超视距传播特性分析

大气波导可陷获无线电波信号,使其发生超视距传播现象,影响无线电系统信号传播预测和性能评估应用。本文针对由探空数据诊断的悬空波导个例,利用对流层电波传播确定性方法模拟岸-船自动识别系统(automatic identification system,AIS)传播链路,定量研究了不同悬空波导环境影响下AIS信号的超视距传播特性。结果表明:波导强度50 M单位且底高约7 m的悬空波导环境下,AIS信号发生明显超视距传播现象;波导底高约700 m且强度较大的悬空波导环境也会对AIS信号传播产生影响;相比于单一悬空波导模型,复合悬空波导(文中指两个悬空波导层结构组成)环境对AIS信号传播影响更大。本文研究成果可为大气波导监测反演、无线电系统设计、装备效应评估等应用提供重要理论参考。

基于时频稀疏先验的天波超视距雷达瞬态干扰抑制算法

针对瞬态干扰严重影响天波超视距雷达(OTHR)目标检测性能的问题,提出了一种基于时频稀疏先验(TFSP)的瞬态干扰抑制算法。TFSP同时利用了瞬态干扰在慢时域的稀疏先验以及海杂波和目标在多普勒频域的稀疏先验构造目标函数,通过交替方向乘子法(ADMM)进行最优化以实现瞬态干扰抑制。不同于现有算法“干扰定位—剔除—数据恢复”的处理步骤,TFSP能够直接分离瞬态干扰分量并恢复无干扰频谱。最后,通过OTHR实测数据实验验证了TFSP在对海和对空模式下均能得到良好的瞬态干扰抑制结果,相比于多数现有方法,TFSP具有更高的输出信噪比(SNR)以及更高的运算效率,其输出SNR增加了3~5 dB,运算复杂度仅为线性对数阶。

基于深度学习的超视距雷达直升机目标检测方法

针对超视距雷达低速目标检测与识别难的问题,提出一种基于深度学习的超视距雷达直升机目标检测方法。根据超视距雷达直升机目标频谱特点,设计一种专用的超视距雷达直升机目标检测神经网络HDNet,仿真直升机目标距离多普勒谱图并构建数据集,以该数据集为源域向实测数据迁移,对网络模型进行训练并测试。经试验验证,HDNet网络对仿真直升机目标检测的AP@0.5可达92.1%,采用深度迁移学习的方法对模型微调后,网络模型对实测数据的检测效果也有了明显提升。

基于等效地球半径的超短波超视距时差定位方法

超视距无线传输条件下的超短波辐射源目标高精度定位技术是非合作通信侦测中亟待解决的难点问题;针对该难题,在考虑地球曲率影响的同时,提出采用等效地球半径模型对超短波信号的对流层散射信道进行修正,在此基础上构建全新的基于到达时间差的定位方程组;通过Chan算法与牛顿迭代法相结合,对该非线性方程组进行求解,从而实现了辐射源目标空间位置的获取;详细推导了不同坐标系下坐标的转换计算、TDOA方程组的求解算法、定位性能的客观评价参数——几何精度因子;通过仿真分析了时差测量精度对定位精度的影响,并对提出的等效地球半径模型进行了仿真验证;结果表明,该模型可以有效降低超视距定位误差,并且随着距离的增加,定位性能的提升效果更明显,实现了对超短波超视距辐射源目标的高精度定位,具有较高的工程应用价值。

海上超视距传播的探测

针对目前海上广泛存在的超微波超视距传播现象,利用民用信号接收设备对海上目标进行监视时信号接收距离以及范围的异常变化,可以实时探测超视距传播的形成。通过在沿海地区广泛布设民用信号接收设备,组网构建覆盖周边海域的超视距传播探测系统,为海上超微波信号的超视距侦察监视提供有力支撑,对于提升沿海超微波侦察监视系统的效能具有重要意义。

超视距空战对抗下的杀伤链构建研究

随着网络化、智能化等技术的加速发展,体系化作战也在加速演进,传统杀伤链逐步由固定向动态、单一向多源、预设向自主转变,链路闭合方式更为灵活,实战性、鲁棒性增强,可以更好地应对未来的复杂对抗环境,有效扩大杀伤范围,提高作战效能。本文从杀伤链理论出发,通过对美军杀伤链相关技术发展进行分析,结合对抗需求,提出超视距空战对抗下的杀伤链设想,分析主要技术特征,从“观察、定位、决策、行动”(OODA)的角度梳理杀伤链构建所需关键技术,以期对未来体系条件下的超视距空战运用提供参考。

无人机超视距测控用频国际规则研究进展

本文研究了在非隔离空域,无人机超视距测控用频的国际规则问题。在分析现有国际规则框架下卫星固定业务用于无人机测控时面临的核心问题的基础上,从国际民航组织和国际电信联盟两方面,系统研究了当前国际规则的现状、存在的问题及解决途径,并给出了有关研究结论和未来发展建议。

一种天波超视距短波目标的直接定位算法

针对利用运动接收机对静止超视距短波无线电目标定位的问题,提出了一种基于极大似然准则的天波超视距直接定位算法,进一步应用引力搜索算法,以实现高效的目标位置估计。推导了在上述问题中目标位置估计的克拉美罗下界(Cramér-Rao lower bound,CRLB),并分析了所提算法的计算复杂度。仿真实验结果表明,与传统的针对视距目标的直接定位算法相比,所提出的算法能显著提高对天波超视距短波目标定位的精度,且性能非常接近CRLB;相比于对应的网格搜索算法,在保持较高定位精度的同时,所提算法具有更高的计算效率。

基于融合通信技术的超视距实战应用体系研究

随着信息技术的迅猛发展,公安实战工作正面临着前所未有的挑战与机遇,传统的公安通信模式已难以满足现代警务工作的实际需求。特别是在跨区域、跨警种协同作战中,信息的快速传输与高效沟通显得尤为重要。融合通信技术作为一种集成了多种通信方式和网络协议的技术,具有传输效率高、兼容性强、应用灵活等特点。对基于融合通信技术的公安超视距实战应用体系进行初探,旨在提高公安部门的快速反应能力、增强情报分析效率以及优化资源配置,为公安实战工作提供新的解决方案。

天波超视距雷达中短波干扰的抑制

文章旨在研究天波超视距雷达中短波干扰的抑制问题,分析了随机二相码连续波雷达技术以及天波超视距雷达基本信号处理方法,包括信号处理基础和回波特性分析。在此基础上,研究了天波超视距雷达的抗短波干扰性,重点分析了随机二相码连续波雷达和线性调频体制雷达的抗短波干扰性能,希望可以提高天波超视距雷达的抗短波干扰能力,进一步推动其在实际应用中的发展。

基于毫米波雷达的高速公路全天候超视距车流量监测研究

随着城市化的加速、高速公路的普及和汽车数量的增加,高效的交通流量监测系统变得尤为关键。传统方法如地感线圈和视觉系统虽应用广泛,但其依赖于视线和良好的光照条件,限制了它们在复杂环境中的效能。毫米波雷达技术以其高频率的特性提供了较高的分辨率和穿透能力,适合在各种气候和光照条件下工作。文中介绍了一种基于毫米波雷达的高速公路全天候超视距车流量监测系统,该系统能有效提升交通管理的效率与安全性,并通过实例展示了其在实际应用中的成效和好处。

空中超视距目标三维无源定位算法研究

空中超视距目标无源定位和跟踪技术近年来一直是人们研究的热点 ,其作用发挥的好坏将直接影响武备系统的远程探测、定位和精确打击能力。本文对空中超视距目标的三维无源定位算法进行了研究 ,给出了一种把主动跟踪技术和无源时差定位技术结合起来对空中超视距目标进行三维无源定位和跟踪的新方法。本文还对该定位方法的模糊性和无解性问题作了探讨。

超视距协同空战火力打击网络协同目标分配研究

针对超视距协同空战目标分配问题,结合常规超视距协同空战目标分配方法,提出火力打击网络协同目标分配和超视距拦截联盟概念。根据火力打击网络协同目标分配含义和相关约束条件构建新的协同目标分配模型。并结合具体超视距协同空战实例进行模型的求解。通过具体实例与常规目标分配模型比较结果可知,在本文假设条件下,相对于常规目标分配结果,火力打击网络目标分配更能体现超视距协同空战的协同性。应用新的目标分配模型能够增加拦截次数,提高拦截效率,但同时增加了制导难度并牺牲了命中概率。本文所用方法和所得结论可为后续超视距协同空战目标分配研究提供参考。

《超视距雷达技术》

本书是“雷达技术丛书”中有关超视距雷达工程技术的一本专著。本书从超视距雷达的各种特性（环境特性、传播特性、目标特性、干扰特性及信号检测特性等）分析入手，阐述了天波超视距雷达、地波超视距雷达与微波雷达利用大气波导超视距探测的主要性能、应用范围及设计特点。本书针对这三类超视距雷达的电波传播途径的不同，分别叙述了工程设计难点及解决的途径，并为工程设计提供了大量资料和数据，形成了新的写作体系。

一种新的超视距空战威胁评估方法

针对超视距空战以中远距空空导弹为主要武器的特点,提出了一种新的威胁评估方法。该方法针对现有空战威胁评估的非参量法模型不足之处进行扩展和改进,根据参战双方飞机火控系统和武器系统性能参数,分别构造参战双方飞机方位角、进入角、距离、高度、速度等优势函数,从而得出几何态势优势,进而综合双方态势优势、飞机空战效能优势和战术事件优势,聚合为空战优势。通过算例验证了该方法的合理性和有效性。

基于导弹攻击区的超视距空战态势评估改进

针对超视距空战态势评估模型中态势优势函数构造缺乏定量分析方法的问题,提出了基于攻击区分析的超视距空战态势评估方法。利用该方法,基于某典型空空弹攻击区的仿真计算,讨论了传统超视距空战评估模型中方位角、进入角、速度和高度优势函数的不足,分析了能量优势函数的不合理性,构造了新的角度优势函数、速度优势函数和高度优势函数,改进了超视距空战态势评估模型。

编队内协同超视距空战目标分配模型研究

为解决当前目标分配计算量大、难以实时计算的问题,提出了一种针对编队内飞机协同超视距空战的目标分配新模型。该模型根据现代空战以中远距拦射为主要作战任务、编队内飞机之间的距离很小的特点,忽略编队内飞机之间相对目标的距离差异,从武器类型的角度建立,从而减小问题解的规模。对某作战想定采用粒子群优化算法对一般目标分配模型和新模型进行了分析比较,结果表明该模型具有计算量小、求解速度快的特点。

基于Q-network强化学习的超视距空战机动决策

考虑到空空导弹对空战胜负的重要影响,针对空战态势状态特征连续、多维的情况以及传统方法缺乏对空战对抗中敌方策略的考虑,将强化学习应用到1vs1超视距空战机动决策。首先,建立了同时为对抗双方进行机动决策的强化学习框架,提出ε-纳什均衡策略来选取机动动作,并通过导弹攻击区优势函数来修正奖赏函数;其次,基于记忆库和目标网络训练Q-network,形成超视距空战机动决策的"价值网络";最后,设计了Q-network强化学习决策模型,并将机动决策过程分为了学习阶段与实战阶段。仿真结果表明:智能体可以感知空战的态势并作出合理的超视距空战机动决策。