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.

电磁频谱特性探析

电磁频谱是按电磁波频率或波长分段排列的结构谱系。从电磁频谱的天然特性、社会特性和应用特性三个方面出发,比较系统完整地归纳出电磁频谱的各类基本特征属性,为更好地开发和利用电磁频谱提供基本的思维启发和参考借鉴。

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。

电磁频谱装备技术初探

从电磁频谱作战主要物质基础支撑角度出发,分析研究了电子信息装备与电磁频谱装备的异同,提出了电磁频谱装备的概念内涵和主要分类,归纳了电磁频谱装备的技术、战术特点,梳理分析了当前电磁频谱装备技术发展动态趋势,以期为电磁频谱装备技术发展和电磁频谱作战能力提升,提供理论支持和参考借鉴。

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。

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。

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。

对雷达回波的无源电磁调控技术及其发展

电磁超材料的进步推动了其在雷达电磁调控中的应用,并成为当前电磁防护、隐身、对抗等领域的技术前沿。首先介绍了无源电磁调控技术的原理及其特点,着重探讨了几种典型雷达无源电磁调控技术,包括雷达角反射器、雷达吸波材料、可重构电磁超材料,以及基于Van Atta阵列的无源电磁调控技术。然后通过对各种无源电磁调控技术发展历程及相应设备研制情况的系统总结,详细论述了各种电磁调控技术的优缺点。最后指出,由于无源电磁调控技术的天然优势,未来它在雷达对抗、雷达目标特征控制等领域将具有良好的应用前景。

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。

基于现场测试数据的电磁兼容模型综合方法

经常性的现场测试是掌握电子系统实时指标和电磁兼容状况的基本手段。针对电磁兼容测试数据较多但应用不充足的现状,提出了电磁兼容模型综合的概念,结合电磁兼容原理,实现了运用数理统计方法和人工神经网络技术对电磁测量结果进行数据挖掘,对统计分析方法进行了实用性设计,研究了神经网络训练方法的实用性及学习率确定方法。电磁兼容模型综合可建立或修正模型,归纳综合设备电磁参数及系统和平台电磁兼容性能变化规律,实现电磁兼容信息综合与状态预测,为增强系统电磁兼容针对性测试、主动管理和预知性维护与保障提供技术手段。

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.

电磁全息刍论

提出广谱电磁波中包含各种信息的电磁全息概念—电磁全息论。首先阐述广谱电磁波的特性和存在形式,指出广谱电磁波中包含足够多的信息可供探索发现和开发利用;其次介绍电磁全息感知的基本思路,重点讨论如何实现时空有利条件,提高电磁全息感知能力;最后简要总结电磁全息论的意义。

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。

融合极化SAR图像色彩信息的地物分类新方法

地物分类是极化合成孔径雷达(PolSAR)图像理解和解译的重要应用方向之一。多种极化特征都被应用于极化SAR地物分类,例如散射矩阵、相干矩阵、极化分解结果、纹理和空间信息等,然而最能代表极化特征的色彩信息却常常被人们忽视。通过融合色彩信息对极化SAR图像进行预处理,优化了传统的极化SAR地物分类方法。通过极化分解提取极化SAR图像的色彩信息,利用基于色彩信息和空间位置作为距离度量的简单线性迭代聚类算法(SLIC)生成超像素,并将超像素作为一个整体,使用Wishart分类器对超像素进行分类。采用AIRSAR的L波段荷兰Flevoland地区数据集中的8类地物类型进行验证,该方法的总体分类精度达到97.81%,相比于传统的基于像素的分类方法提升了约7%。结果表明该方法对于匀质地物类型的分类,在分类准确性和稳健性上都具有极好的性能。