双重响应异常约束的无人机目标跟踪

针对无人机跟踪目标易受视角变化、部分遮挡、背景杂波等因素影响而难以完成对目标的鲁棒跟踪问题,提出一种双重响应异常约束的无人机目标跟踪算法。首先,通过计算局部响应变化向量和全局响应峰值旁瓣比,在线动态更新空间正则化参数,降低边界效应的影响;其次,针对STRCF算法中的时间正则项的参数固定的问题,提出响应异常峰值判断机制,计算次峰响应系数,并将其融合到时间正则化参数上进行实时更新,避免目标模板变异造成跟踪漂移问题;目标函数通过交替方向乘子法迭代求解最优解。在UAV123、UAV20L和DTB70三个无人机数据集上与代表性的目标跟踪算法进行大量实验,结果表明,在UAV123数据集上的精确度达到71.7%,在DTB70数据集上的跟踪平均速度达到48.3帧/s。本文结果与现有相关滤波类无人机目标跟踪算法相比表现较好,具有较高的实时性和鲁棒性。

基于多种群竞争差分进化算法的稀布线阵优化

为进一步降低差分进化算法及其改进算法优化稀布线阵时的峰值旁瓣电平,提出了一种基于多种群竞争的差分进化算法。用多个亚种群代替单一种群,借鉴竞争机制对亚种群进行评估,根据评估得分确定各亚种群产生新个体的数量,分数高的亚种群可以产生更多新个体,体现出高质量亚种群的优势。引入信息交流行为将这种优势扩散到其他亚种群,加快整个种群的收敛速度,提高解的质量。对亚种群评估和信息交流行为的机制分析以及实验验证表明,2种行为结合使用算法性能最佳。3种天线实例仿真实验表明:与对比算法中最优算法相较,所提方法50次实验的平均峰值旁瓣电平分别降低了4.31、1.31、0.41 dB。

基于滑动多周期FFT的调频引信抗扫频干扰方法

针对调频引信快速傅里叶变换(FFT)谐波包络提取方法对抗扫频干扰效果差的问题,提出一种滑动多周期FFT处理方法。在分析扫频干扰作用下调频引信的失效机理的基础上,提出通过多周期FFT进行回波能量的相干积累,实现对干扰的有效抑制,并在相邻处理窗口间滑动更新处理数据,进一步提取预定炸高对应的差频谐波包络进行门限判决。仿真及实测结果表明:滑动多周期FFT处理方法能在扫频干扰下有效提取目标谐波包络特征,相较于传统单周期FFT处理方法,显著改善峰值旁瓣比,提高了调频引信抗扫频干扰的能力。

GA-DE混合优化算法在双频非周期阵列波束综合中的应用

针对双频非周期阵列波束综合问题,提出了一种将遗传算法与差分进化算法结合的优化算法(GA-DE混合优化算法)。该优化算法在每轮迭代时先利用差分进化算法生成与遗传算法相同规模的种群,将该种群与原种群混合后保留适应度较好的个体,然后再由遗传算法进行迭代优化;同时对遗传算法的选择、交叉、变异算子做出改进,提升了算法的全局搜索能力和收敛速度。通过与其他算法对比验证,混合优化算法可以优化得到更优的副瓣电平和增益,仿真结果表明该算法具有良好的性能。利用混合优化算法在保证阵列增益的条件下,以降低峰值副瓣电平为目标优化Ku/Ka双频混排标准化子阵和Ku/Ka双频混排整阵。优化后Ku和Ka整阵在扫描范围内最大峰值副瓣电平分别为-13.10 dB和-13.13 dB,最小增益分别为44.81 dB和44.58 dB,达到了指标要求,优化结果说明混合优化算法可以有效抑制非周期阵列栅瓣的出现和降低阵列的峰值副瓣电平。

基于改进鸽群算法的稀疏阵列优化问题研究

针对平面稀疏阵列阵形优化算法搜索策略单一问题,提出了一种改进鸽群优化算法,对阵元间距为半波长、最大阵元数目为400的矩形平面稀疏阵列阵型进行优化。仿真结果表明,与粒子群算法、传统鸽群算法相比,改进鸽群优化算法针对平面稀疏阵列阵形优化问题有更好的效果。

平板端射阵列栅瓣抑制研究

平板端射天线通过优化产生了特殊的组阵规律即天线间距为1.5倍波长的阵列形式,该阵列形式存在栅瓣问题。本文通过提出一种解决栅瓣的途径——正交信号激励的阵列形式,建立了阵列模型,针对阵列模型开展了大量仿真计算,仿真结果证明该阵列形式可以有效抑制栅瓣,实现较低的峰值副瓣电平。

基于MOPSO与凸优化算法的稀布圆阵列方向图优化

为了降低稀布阵列的峰值旁瓣电平并抑制稀布阵列的栅瓣,提出了一种多目标粒子群与凸优化相结合的方向图综合算法。该算法将多目标粒子群优化(Multi-objective particles swarm optimization,MOPSO)作为全局搜索器,凸优化算法作为局部搜索器来搜索最优解,优化的变量不仅是阵元的权值,而且还加入了阵元位置这一参数,从而能够提供更多的自由度来控制稀布阵列的性能。基于30阵元的稀布圆形阵列的仿真结果表明:与单纯使用MOPSO算法相比,本文提出的用MOPSO算法优化阵元位置,凸优化算法优化阵元权值的联合优化算法,得到的栅瓣和峰值旁瓣电平都小于-19.3dB。

基于格理论的非均匀稀疏线阵旁瓣结构的分析方法

在有限个阵元的情况下,非均匀稀疏线阵能得到更大的阵列孔径.但由于其是对空间信号的非均匀采样,不能通过常规的傅立叶变换方法求得其峰值旁瓣解析表达式.本文提出了一种基于格理论的非均匀稀疏线阵的旁瓣结构分析方法.首先建立了阵列流形格的数学模型并对其物理含义进行了仿真分析,然后推导了阵列流形格最近格点与峰值旁瓣的对应关系,从而将非均匀稀疏线阵峰值旁瓣结构分析问题转化为求距阵列流形格原点最近格点问题.该方法可以准确地确定非均匀稀疏线阵旁瓣中增益大于门限电平的旁瓣个数及其各自的方位.计算机仿真结果表明了该方法的有效性和准确性.

基于修正超波束技术的精确定向算法探讨

为提高目标定向精度,在保持基阵孔径不变的前提下,对传统超波束技术进行了修正,将超波束非线性运算和后置处理算法相结合,避开了超波束非线性带来的弊端。仿真结果表明,修正后的方法有效地减小了主瓣宽度,降低了旁瓣高度,提高了系统的目标检测性能,降低了虚警概率,对于系统的精确定向具有重要意义。

TDS-OFDM雷达通信共享信号波形设计

在使用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号的雷达通信一体化系统中,循环前缀(Cyclic Prefix,CP)和导频的存在,使得共享信号在自相关运算中出现较高的副瓣电平,严重影响雷达检测性能。针对这个问题,提出一种新的基于时域同步OFDM(Time Domain Synchronization OFDM,TDS-OFDM)的共享信号形式,该信号利用训练序列填充保护间隔,同时完成同步与信道估计,从而避免了CP副瓣和导频副瓣的出现。首先分析TDS-OFDM共享信号的模糊函数,然后通过训练序列的优化设计,有效降低TDS-OFDM信号的距离峰值副瓣,同时保持训练序列自身良好的自相关性能。理论分析与仿真表明,相对于CP-OFDM,TDS-OFDM共享信号更加适用于雷达通信一体化系统。

SAR图像质量外场试验与评估技术

SAR图像质量评估是评判SAR系统性能的关键指标,常用SAR图像质量评估参数包括目标分辨率、峰值旁瓣比和积分旁瓣比等。首先介绍了SAR图像质量评估参数的定义;其次分析了SAR图像质量评估参数测试误差,给出了单个角反射体时积分区间对积分旁瓣比的影响,以及多个角反射体时图像质量评估参数测试误差,并进一步给出了定标场地设计要求;最后介绍了SAR图像质量评估软件系统。SAR图像质量评估技术研究已在SAR系统试验中得到应用,开发的评估软件系统在SAR图像质量评估中具有一定的推广价值。

连续混沌调频雷达信号分析

该文给出了连续混沌调频信号(CCFMS)的数学表达式,理论推导了CCFMS的自相关函数和均方根带宽。结果表明CCFMS自相关函数的旁瓣抑制性能优异;其均方根带宽与调频指数、混沌信号的均方根成正比。仿真计算了典型混沌产生的CCFMS性能,进一步证明了CCFMS具有较高的时间峰值旁瓣比、平坦的功率谱形状、近似图钉型的模糊函数和与正弦发射信号相同的峰均功率比。分析了CCFMS雷达的抗噪声干扰性能,与线性调频信号雷达相比,信干比改善因子提高约5.5dB。

一种基于点目标的雷达影像质量评价方法

提出一种空间性能指标和辐射性能指标相结合的基于点目标的雷达强度影像质量评价方法。利用空间分辨率、峰值旁瓣比和积分旁瓣比指标对雷达影像质量进行定性评价,并利用仿真和实测数据进行实验分析,结果表明,该方法具有较好的有效性和可操作性。

一种稀疏孔径下大尺寸目标的ISAR成像方法

针对稀疏孔径下的大尺寸目标ISAR成像,该文提出了一种新的成像方法,该方法在距离频域进行方位向压缩,避免了散射点越距离单元徙动的影响;引入压缩感知替代FFT对稀疏孔径数据进行方位压缩,通过构造随距离频率变化的基空间,消除了距离频率和方位时间之间的耦合,同时降低了方位向的峰值旁瓣比,获得了清晰的目标图像。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。

基于改进差分进化算法的天线阵列优化研究

针对具有阵元数目、孔径尺寸以及最小阵元间距约束,以抑制峰值旁瓣电平(PSLL),使非均匀阵列单元得到优化布局。优化过程中由于搜索空间较大,优化结果可能出现不可行解。为有效地解决以上两个问题,提出了一种改进的差分进化算法,采用实值编码,通过使用新的个体捕述方式,减小了优化搜索空间;同时通过改造适应度函数,避免了变异交叉后出现不可行解。给出了改进算法的流程,通过仿真实例验证了算法的有效性和稳健性。仿真结果表明,改进方法在有最小阵元间距约束下以抑制峰值旁瓣电平为目的的非均匀阵列单元优化布局问题中有良好的应用前景。

固态有源相控阵雷达的幅相误差影响分析及其校准方法研究（上）

主要讨论两个内容：（１）幅相误差对无线副瓣电平的影响及误差容量设计；（２）幅相误差校准原理及残差分析。提出了一种幅相校准的新方法，利用这种方法可以快速、准确、实时地对各环节的幅相误差进行监测和校准。这种方法具有较大的工程价值。

一种NLFM脉压波形的优化设计方法

首先介绍了非线性调频（ＮＬＦＭ）脉压波形设计的一般原理，在此基础上提出了一种优化设计方法。用该方法设计的ＮＬＦＭ波形距离副瓣更低，且能得到调频函数和调相函数关于时间ｔ的显函数形式。最后分析了模拟目标回波经脉压滤波器的处理结果。

基于凸优化的最优失配滤波器设计方法

研究提出了基于凸优化的最优峰值旁瓣电平失配滤波器设计方法。与传统的迭代最小二乘方法相比,凸优化方法具有更优越的性能即:不仅能够控制失配滤波器的信噪比损失,而且能够保证收敛到全局最优的峰值旁瓣电平。仿真实验表明,增加失配滤波器长度,以微小的信噪比损失,凸优化方法能够得到理想的峰值旁瓣电平;通过选择匹配滤波器与失配滤波器的相似程度参数可以有效控制信噪比损失。

正交频分非线性调频(OFD-NLFM)信号集设计及仿真分析

现有的MIMO类型雷达装置正交波形构建存在自关联旁瓣峰值以及互关联峰值结果大的状况,给出一种选取正交频分方式下的非线性调频方案OFD-NLFM。此方法采用OFD-NLFM方案能够最大限度地抑制自关联旁瓣和互关联旁瓣,得到自关联旁瓣和互关联旁瓣较好的正交波形集合。实验结果表明,此方法的自关联旁瓣和互关联旁瓣最高点结果均低于50 dB。

基于量子粒子群算法的大型阵稀疏优化方法

本文提出了一种基于量子粒子群算法(quantum particle swarm optimization,QPSO)的大型阵稀疏优化方法。该方法在约束主瓣宽度的条件下,以阵列的阵元位置和节点的相位中心为优化参量,以方向图的峰值副瓣电平为优化目标,有效结合了QPSO算法,并将其应用于大型阵的稀疏优化。相对于传统稀疏优化方法,本文所提方法不受更新速度和轨迹的约束,并提高了全局搜索能力、加快了收敛速度。仿真结果验证了该方法的有效性。