基于降维变换的低复杂度双基地EMVS-MIMO雷达高分辨多维参数估计

针对当前算法在实现双基地电磁矢量传感器多输入多输出(electromagnetic vector sensors multiple input multiple output,EMVS-MIMO)雷达的多维参数估计时计算代价较高的问题,通过利用降维变换技术来实现低复杂度的角度参数和极化参数求解。针对阵列接收数据维度较大问题,通过设计相应的波束空间变换矩阵来实现对阵列接收数据的降维处理。针对算法本身的较高计算复杂度问题,采用低计算复杂度的平行因子分解算法。所提算法能够精确地实现对发射因子矩阵和接收因子矩阵的求解。同时,通过新的旋转不变关系构建新的估计信号参数,可以实现对发射/接收俯仰角的求解。进一步,发射/接收方位角、发射/接收极化角和发射/接收极化相位差的估计可以通过发射/接收空间响应矩阵的重构来实现。仿真实验结果表明,所提算法在降低计算复杂度的同时能够保持优越的多维参数估计性能。

复杂环境大场景SAR图像飞机目标快速检测

随着人工智能与合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)技术的发展,基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的SAR图像自动目标识别技术取得了一定的突破.然而,由于飞机自身结构以及SAR成像机制的复杂性,在复杂环境大场景SAR图像中对飞机目标进行快速准确的检测依然存在挑战.为提升算法的检测能力,本文对现有检测算法的处理流程进行了分析与总结,并提出了一种复杂环境大场景SAR图像飞机目标快速检测算法.算法优化了整体检测流程,设计了基于灰度特征的机场区域精细化提取和基于CNN的飞机目标粗检测两大子模块,并采用了YOLOv3网络对机场区域以及飞机目标分别进行初步的提取与检测.实验结果表明,本文算法对复杂环境大场景SAR图像中的飞机目标具有高效的检测能力.

通信化雷达信息分段波形设计与处理

通过在发射信号中嵌入发射站位置、发射时刻等辅助信息,通信化雷达能够实现无通信链路情况下双基地探测能力,广泛适用于分布式探测场景。通信化雷达应用于机载平台常需使用中高重频信号,占空比的约束使得通信化雷达无法在一个脉冲内嵌入完整的通信信息。针对该问题,本文提出了将辅助信息分段嵌入到脉冲串的信息分段波形设计方法,设计了“两层匹配+两次积累”的信号处理方案,对比分析了该波形的误码率和输出信噪比,验证了该波形在中、高重频场景下的适用性。

基于杂波拖尾分布的雷达无人机检测性能分析

固定翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)给雷达低空监视提出了严峻挑战。分析雷达对固定翼UAV的检测性能,可为雷达UAV检测能力评估和技术升级提供重要参考。本文结合雷达探测低空固定翼UAV外场实测数据,首先分析了低空固定翼UAV雷达接收信号幅度统计分布,采用多项式对杂波拖尾导致的虚警概率进行拟合建模;然后,根据虚警概率分布得到雷达检测门限;进而根据UAV回波+杂波幅度分布理论推导得到雷达检测概率;最后,将理论分析性能与传统性能分析结果、雷达实际检测性能进行对比。结果表明,采用多项式对杂波拖尾导致的虚警概率进行单独建模,由此获得的雷达检测门限精度更高,从而使雷达UAV检测性能分析结果较传统性能分析结果更准确。

宽带复合双基地雷达舰船目标长度估计方法

舰船目标长度特征对舰船目标识别具有重要作用,该文提出一种基于宽带复合双基地雷达联合观测的舰船目标长度估计方法。该方法综合利用单/双基地雷达高分辨距离像(HRRPs)长度,结合双基地雷达-舰船之间的空间关系求解,实现了单次测量估计舰船目标的实际长度,并分析了各种误差因素和几何构型条件下的估计误差。典型场景动态仿真证明了所提方法的有效性,结果表明在高分辨距离像长度误差小于5%条件下,舰船目标长度估计误差小于5%,为舰船目标特征提取与识别提供了新思路。

基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样转发干扰的部分匹配特性,该文在匹配滤波过程中引入了扩展域,即波形域,以研究干扰信号与真实目标回波信号元素的局部特征,并在每个波形域上定义了自适应的阈值函数。其次,引入卡尔曼滤波对波形域信号进行状态估计,通过自适应阈值检测筛选出波形域信号中的有效积分元素与无效积分元素,并建立关于有效积分元素的估计状态空间。最后,在抑制波形域信号中的无效积分元素的同时,从有效积分元素的估计状态空间中补充相应长度的积分元素,保留剩余的有效积分元素,通过积分得到不含虚假目标的距离像结果。该文所提方法不倚赖于任何干扰机参数等先验信息,即可有效抑制间歇采样转发干扰。仿真实验表明,与传统方法相比,该文方法实现的抗间歇采样转发干扰性能更优。

基于GNSS的前向散射雷达网目标穿越特性研究

前向散射雷达可通过捕获目标穿越基线时引起的信号扰动实现目标检测,在隐身飞机目标探测方面具有一定潜力,目标穿越特性的研究对信号检测和参数估计具有重要意义。首先构建了基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)的前向散射雷达网模型,分析了构成前向散射观测的条件和探测范围。然后,基于前向散射动态信号模型,提出采用时频域统计特征描述目标穿越基线的信号特性。最后,通过仿真分析了目标穿越位置和运动参数对散射信号及其统计特征的影响,揭示了前向散射信号的特征变化规律,对后续提高穿越事件检测概率和参数估计精度具有参考价值。

大掠射角对海雷达导引头实测回波特性分析

大掠射角下,对海雷达导引头观测到的海杂波强度激增,舰船目标检测困难。本文结合全极化雷达导引头挂飞实测数据,分析了回波幅度和相位特性。首先,采用典型分布对回波幅度分布进行拟合,并利用拟合优度对拟合效果作出评估;然后,分析了平均相位变化量。结果表明:在大掠射角条件下,雷达导引头各极化通道海杂波幅度服从K分布;海杂波与舰船回波幅度在同极化通道服从K分布,在交叉极化通道服从对数正态分布;交叉极化通道回波信杂比高于同极化通道;海杂波与舰船回波相位平均变化量小于海杂波。

基于改进离散模拟退火遗传算法的雷达网协同干扰资源分配模型

针对分布式干扰机掩护目标突防雷达网背景下的干扰资源分配问题,提出了一种引入随机密钥的改进离散模拟退火遗传算法(improved discrete simulated annealing genetic algorithm,IDSA-GA)对资源分配过程进行优化。基于雷达网融合检测概率构建干扰效果评估函数,利用IDSA-GA对函数寻优求解。IDSA-GA在模拟退火遗传算法(simulated annealing genetic algorithm,SA-GA)的基础上引入随机密钥,完成算法的离散化;并在迭代的过程中增加记忆功能,克服了过早收敛的现象。仿真结果表明,与GA相比,提出的IDSA-GA收敛迅速,寻优能力强,能有效解决干扰资源优化分配问题。

基于OpenMP的航迹融合并行优化方法

针对组网雷达中分布式数据融合计算量随数据量增大急剧增加的问题及航迹融合中最耗时的航迹关联环节,提出一种基于OpenMP的多线程优化方法。通过OpenMP并行计算雷达航迹间的关联距离,提升内部算法运算速度,并将数据接收、融合处理和结果输出过程进行多线程处理,进一步加快外部数据交互速度,提升融合处理整体时间性能。以大容量目标场景为测试用例,评估处理时间和优化加速比。仿真结果表明,所提并行优化方法能够有效提升运算速度。

分布式间歇采样转发信号对机载干涉仪参数测量影响分析

针对反机载干涉仪侦察场景,该文提出一种基于间歇采样转发技术生成分布式信号对干涉仪参数测量施加干扰的方法。辐射源与转发干扰机分布部署构成干扰系统,转发干扰机对辐射源脉冲信号进行间歇采样并向干涉仪转发,转发信号与辐射源信号准同步到达干涉仪,实现对干涉仪空域参数和时域参数的同时干扰。对于机载干涉仪运动过程中与干扰系统发生的位置关系变化,给出信号准同步约束并构建分布式信号叠加模型。然后针对干涉仪体制对脉冲空域和时域参数的测量机理,分析分布式信号实施干扰的原理,并分析信号参数对干扰效果的影响,进而提出分布式信号设计原则。仿真实验和暗室实验结果表明,该文所提出分布式波形可有效扰乱干涉仪对信号到达方位角、脉宽和脉冲重复周期等空时域参数的正确测量。

一种幅相联合调制雷达波形设计与处理方法

随着脉内特征识别、信号分选等电子侦察技术的发展,雷达波形设计正面临严峻的挑战。幅度调制作为一种新型脉冲调制方式,能够增加信号时域的复杂性,提升波形的反识别能力。本文提出一种幅相联合编码雷达波形,通过幅度相位联合调制提升雷达波形的复杂度,具有良好的反侦察潜力;利用幅度上的稀疏采样特点,提出匹配滤波与压缩感知相结合的回波信号处理方法处理此信号,有效提升低信噪比条件下的检测概率。最后通过仿真实验证明了所提幅相联合调制雷达波形设计与处理方法的有效性。

基于小波变换的雷达脉冲间歇收发回波联合重构方法

进行内场测量时,间歇收发处理能有效解决因暗室尺寸导致的收发信号耦合,但该方法会造成目标回波被部分截断。在回波重构过程中,受暗室本身结构设计及吸波材料性能等因素的影响,回波中不可避免出现噪声干扰,使得重构性能降低。为提高回波重构的精确度,本文提出基于小波变换的雷达脉冲间歇收发回波联合重构方法,该方法结合间歇收发原理和Mallat算法,实现了低信噪比条件下LFM脉冲雷达信号的精确重构。仿真和实验结果表明,联合重构方法所得目标回波和一维距离像与完整脉冲保持一致,验证了本文方法的有效性。

空间复杂目标群的雷达目标识别技术

复杂的空间目标群给雷达目标识别带来了挑战。分析了弹道中段空间目标群的构成及其对识别的挑战。系统归纳了反导中段雷达目标识别方法。根据雷达识别所采用的特征不同,将空间目标雷达目标识别方法分为其于结构特征的识别方法、基于弹道特征的识别方法和基于微动特征的识别方法,详细阐述了这3类识别方法的物理基础及其特征提取方法,分析了各种识别方法的特点,最后展望了中段雷达目标识别的发展趋势。

基于环境扰动模型的干扰抑制极化滤波器性能研究

具有双极化接收能力的雷达利用极化滤波手段能够抑制波束主瓣内的干扰信号.然而多径等传播环境效应会对干扰信号的极化特性产生扰动,影响实际接收信号的极化度,同时影响极化滤波器的干扰抑制性能.本文基于工程中对干扰抑制极化滤波器性能分析的需求,分别在理想条件及环境扰动条件下建立了用于描述干扰抑制极化滤波器性能的数学模型,仿真分析了极化滤波器的干扰抑制性能同干噪比、干扰极化状态以及环境扰动系数间的关系.随后为改善环境扰动影响下干扰抑制性能,提出了一种新的基于天线主辅阵联合的极化滤波的方法.最后通过极化雷达抗干扰实验不仅验证了极化滤波器性能表征模型的正确性,同时还在环境扰动条件下对比了两种滤波器性能,结果表明新的滤波方法在该扰动条件下干扰抑制方面的优势.

多阶段联合的SAR图像灵巧压制干扰检测方法

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)灵巧压制干扰将普通噪声干扰和转发式干扰技术相结合,不仅对干扰功率要求变低,还能够灵活控制干扰区域的形状、位置、能量和面积等,这对SAR图像解译的准确性造成较大影响。针对灵巧压制干扰形态多变、干扰特征鉴别性能受限,导致干扰难以被感知和检测的问题,本文提出一种多阶段联合的压制干扰检测方法。首先在分析灵巧压制干扰特性的基础上提取适用于干扰检测的灰度、尺寸和Gabor纹理等关键特征;然后采用分阶段处理方法提高检测效率,实现对不同面积、不同形状压制干扰的有效检测。实验结果表明,与改进CFAR算法、PCA等方法相比,关键特征组合能够提高干扰检测精度,分阶段方法能够提高干扰检测效率。

防空系统面临的国外机载射频干扰现状与发展

根据近期几场高技术局部战争的经验,立足典型防空导弹武器系统的作战过程以及外军现有的机载射频干扰装备及其发展方向,从影响防空导弹武器系统作战性能的实战条件要素角度,重点分析了防空导弹武器系统将面临的机载射频干扰现状及未来的威胁,对外军典型干扰装备及其战术使用、发展趋势分别展开论述。

系统频率偏差对同时全极化测量的影响及其校准

目标极化散射矩阵的精确测量是全极化雷达极化信息处理的前提和基础。基于正负线性调频信号,针对采用数字解线性调频处理的同时全极化测量体制雷达,分别推导了雷达中频频率偏差和采样频率偏差对同时全极化测量影响的数学模型,提出一种雷达中频频偏和采样频偏的联合估计与校准方法。仿真和实测数据表明:雷达系统频率稳定度会引起不同通道极化测量结果峰值位置和相对相位的变化,采用所提方法能够有效校正峰值偏移,补偿相位误差,提高目标极化散射矩阵测量的精度。

基于软件无线电的雷达嵌入式通信验证系统

雷达嵌入式通信(Radar-Embedded Communication,REC)是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段。相较于传统的隐蔽通信方式,REC具有其独特的优势,在军事和民用领域都有着非常广阔的应用前景。本文基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)硬件平台和实验室虚拟仪器工作平台(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench,LabVIEW)开发了一套REC验证系统,并对系统的可靠性能和抗截获进行了测试分析,初步验证了REC的可行性。测试结果表明,相对于仿真结果,本系统具有一定的性能损失,但在可控范围内,且本系统更加贴近于真实场景,可以用作REC技术的试验平台,为REC从理论走向现实奠定基础。

SAR成像电子对抗技术综述

未来的合成孔径雷达(SAR)分辨率越来越高,单一雷达的成像模式越来越灵活多样,大场景、多模式和高分辨是电子对抗面临的环境,相应的干扰技术应及时跟进。介绍了现阶段雷达成像系统的研究状况,在此基础上介绍了传统的雷达成像干扰技术和新型的成像干扰方法,并着重对有源干扰中的卷积调制干扰的改进算法、微动调制干扰、间歇采样转发干扰和复合调制干扰进行了分析。对SAR干扰效果评估做了简要分析,并对成像干扰技术做了展望。对雷达成像干扰技术的研究具有一定的借鉴意义。