2021年第4期文章目次

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  • 1  基于VAA的全极化探地雷达系统及其在路面塌陷勘探中的应用
    李晓天,冯 晅,薛策文,梁文婧,周皓秋,王 颖
    2021(4):1-8.
    [摘要](35) [HTML](0) [PDF 26.80 M](65)
    摘要:
    探地雷达作为一种浅层无损探测技术,是进行路面塌陷勘探的有效手段。与传统的商业单极化探地雷达相比,全极化探地雷达可以获得更丰富的极化信息,这些极化信息可以对地下异常体进行更加准确的探测。文中利用Vivaldi天线阵列(VAA)搭建了一套全极化探地雷达系统,提出了一种适应于该系统的数据处理方法。为了验证系统的有效性,在实验室中进行了金属二面角探测实验,实验结果证明了系统可以有效探测地下目标体。然后,将该系统应用于路面塌陷后的修补路面的检测,并对获取的全极化信息进行数据融合处理,实验分析验证了该系统可以有效检测塌陷后的修补路面。与传统单极化探地雷达相比,该系统可以获取更丰富的路面塌陷信息,为更加准确地评估路面塌陷风险提供了一种检测方法。
    2  MIMO体制在天波雷达中的试验研究
    宋培茗,卢 琨,郑园园,康 蓬,蒋 威
    2021(4):9-14.
    [摘要](36) [HTML](0) [PDF 8.92 M](69)
    摘要:
    首先对相干多输入多输出(MIMO)体制在天波超视距雷达中的应用可行性和典型应用场景进行了研究,分析了对海探测场景下MIMO体制的主要优点;然后,提出了兼容MIMO和相控阵体制的实现架构,给出了MIMO处理流程并基于典型的随机二相码正交波形集开展了分析;最后,设计了验证试验和效能评估方法,验证了MIMO体制应用的可行性和有效性。
    3  MSSR应答信号到达时间估计方法研究
    李春娟,李 沙
    2021(4):15-19.
    [摘要](19) [HTML](0) [PDF 3.46 M](60)
    摘要:
    介绍了国际民航组织(ICAO)规范的单脉冲二次雷达(MSSR)模式AC和模式S应答信号的信号格式。首先,基于多个民航项目分析了传统的上升沿估计方法对MSSR应答信号的到达时间(TOA)的估计,并在此基础上对其进行改进,提出了自适应门限的TOA估计方法;然后,分析了采用匹配滤波的最优TOA估计方法;最后,通过仿真实验对三种方法进行了对比。实验结果表明,文中提出的自适应门限TOA估计方法性能优于传统的上升沿TOA估计方法,略次于匹配滤波方法。但所提方法不需要进行复杂的匹配滤波操作,计算量小、实时性好,具有一定的工程价值,且更适用于对应答信号解交织。
    4  基于互相关方法的多静止人体目标生物雷达检测与识别
    张志宏
    2021(4):20-27.
    [摘要](54) [HTML](0) [PDF 10.45 M](73)
    摘要:
    文中基于互相关方法,对多静止人体的呼吸心跳生物雷达检测与识别进行了研究,并在呼吸心跳正弦模型基础对其进行了改进,构建出的尖脉冲数学模型,能够与真实人体呼吸心跳相符;分析呼吸心跳频率提取方法及信号预处理算法原理,在雷达回波信号的作用下对其进行一次时频分析,获取函数能将呼吸心跳速度随时间变化情况反应出来。速度曲线频谱处于不同的时间点,体现出不唯一特点,以此为基础,采用均值拟合与上下包络拟合两种方法进行速度频谱曲线拟合后,并继续进行时频分析提取呼吸心跳频率,获取呼吸和心跳频率准确数据,并将这些数据进行仿真验证。由于呼吸心跳微多普勒信号在现实情况中存在被噪声淹没的问题,要多次进行去噪,只有处于低信噪比的条件下,才能使微多普勒信号摆脱噪声的干扰被分离出来,并完成其特征的提取,从而使低信噪比情况下微多普勒特征提取得到有效实现。
    5  时差相关性对定位精度的影响分析
    朱旭东
    2021(4):28-33.
    [摘要](41) [HTML](0) [PDF 2.16 M](52)
    摘要:
    多站时差定位系统的定位精度依赖于时差测量精度和观测站之间的几何布局,对时差定位系统精度分析可以发现,以时差作为独立观测量的精度分析结果与参考站的选取相关。基于这一问题,文中通过对时差观测量的相关性分析,修正了时差测量误差矩阵,证明了时差定位系统定位精度的几何稀释分布与参考站的选取无关,并提出了以到达时间作为独立观测量的时差定位精度分析的一般性模型,得到的结果与考虑时差相关性的分析结果一致。
    6  基于星历匹配的导航电文快速帧同步算法
    房晓丽,彭 晖,吴礼杰
    2021(4):34-38.
    [摘要](12) [HTML](0) [PDF 2.76 M](60)
    摘要:
    卫星导航已经成为各类高精度制导导弹的主要导航手段。由于整个飞行时间很短,弹载接收机为了减小首次定位时间通常会预先加注真实的星历数据。受GPS L1C/ A信号电文格式限制,传统使用帧头进行同步的方法在最差情况下需要6 s的时间。针对该问题,文中提出了基于星历匹配的电文快速帧同步算法,利用预加注的星历数据与接收信号进行匹配,从而完成电文的帧同步。理论分析和仿真结果表明:相比传统的基于帧头的帧同步算法,该算法平均同步时间可缩短约25%。
    7  典型突防飞行目标RCS特性研究
    王 佳,袁俊超,刘泊材,杨世平,龙 仕
    2021(4):39-45.
    [摘要](20) [HTML](0) [PDF 15.19 M](64)
    摘要:
    雷达散射截面(RCS)是预警雷达感知和识别目标最重要和最基本的信息源,文中首先对典型突防飞行器目标F-22、X-51A 的电磁散射特性进行了分析计算;然后,基于全空域RCS 数据库构建了雷达对隐身飞行器的预警探测、检测数学模型,对目标动态RCS特性对雷达探测、检测能力进行量化效能评估。研究结果为隐身/ 反隐身作战效能评估提供了演习理论支撑与战法创新依据,具有重要的军事应用意义。
    8  一种基于贪心算法的雷达网通信资源调度策略
    田 钢 ,汪 晋,董 扬,朱 军
    2021(4):46-51.
    [摘要](14) [HTML](0) [PDF 3.97 M](44)
    摘要:
    针对组网雷达探测通信一体化的需求,从适应组网雷达通信拓扑时变和时间资源动态优化角度出发,提出了一种基于贪心算法的雷达组网通信资源调度策略。该方法建立了一种基于雷达时分通信的矩阵拓扑模型,用于实现通信节点应答冲突的预判与规避,同时根据通信矩阵拓扑特征,以最大时间资源节省为目标构建了贪心策略,获得了优化的时间资源调度方案。通过仿真分析表明,文中方法可有效解决组网雷达因通信时长和节点数量动态变化引起的资源规划问题,有效降低雷达时间资源消耗。
    9  基于双层介质AMC的宽带隐身超表面
    王 成,王 星,李思佳,周一鹏
    2021(4):52-58.
    [摘要](8) [HTML](0) [PDF 12.44 M](68)
    摘要:
    针对目前由人工磁导体(AMC)构成不同结构的隐身超表面带宽较窄和雷达散射截面(RCS)减缩量较小的问题,设计了一种基于双层介质AMC单元的棋盘结构宽频带隐身超表面。通过将AMC单元的介质设置为具有不同介电常数的双层介质,使两个单元的反射相位突变点和反射相位零点的频率值重合,进一步拓宽了满足理想相位差的频率范围,从而拓展了RCS减缩带宽,并且将单元厚度减小到3 mm。仿真结果表明:该隐身超表面在4. 8 GHz~13. 5 GHz的频带范围内具有RCS减缩效果,相对带宽为95. 1??;在5. 6 GHz~13. 2 GHz的频带内减缩效果最好,减缩量达到了10 dB以上,相对带宽为80. 9%。该结论验证了基于双层介质基板的AMC单元进行厚度更薄的隐身超表面设计的可行性,为进一步提高超表面的RCS减缩带宽提供了新思路。
    10  机载有源相控阵雷达天线自动化测试方法研究与实现
    程 亮,薛一凡,周建华
    2021(4):59-64.
    [摘要](25) [HTML](0) [PDF 7.88 M](49)
    摘要:
    随着近年来现代战争对雷达的质量和可靠性提出了更高标准和要求,机载有源相控阵雷达天线的市场需求呈现出了井喷式增长态势。为提高机载雷达生产效能并保证雷达高精度指标要求,文中针对机载有源相控阵雷达天线阵面通道数量多、各单元功能部件集成度高以及调试测试流程复杂等特点,提出了天线阵面中场、近场自动测试的高效联试方案。通过实践证明,该方法有效提高了天线阵面批产效率,减短了雷达交付周期并提高了产品质量,天线阵面调试工位月产能提高近一倍。
    11  一种初相注入式快速符号同步算法
    宋道军,陈晓波
    2021(4):65-69.
    [摘要](15) [HTML](0) [PDF 2.72 M](45)
    摘要:
    在非合作信号分析中,接收机的采样频率通常与发送信号的符号速率之间不存在整数或者近似整数倍的关系,且要求定时同步捕获时间短。文中借助符号速率估计算法的结果对数控振荡器(NCO)进行初始化,利用NCO实现基带信号的采样率变换,从而满足平方滤波算法对过采样率为整数的要求,并由平方滤波算法得到时钟初相的估计值,实现了Gardner算法下时钟初相的注入,使得定时环路快速入锁。文中对初相注入的方法进行了详细的公式推导、计算机仿真和工程应用介绍,证实了该方法的有效性。
    12  基于任务剖面的舰载雷达任务可靠性评估
    陈斯文,吕梦琴
    2021(4):70-76.
    [摘要](14) [HTML](0) [PDF 3.70 M](55)
    摘要:
    舰载雷达遂行舰船执行作战任务时,其任务可靠性受作战环境和作战方式的影响较大。文中基于舰载雷达故障数据记录特点,提出基于任务剖面的任务可靠性评估方法,精细化评估舰载雷达不同任务剖面的可靠性水平。首先,定义了舰载雷达故障信息矩阵;其次,根据等效折合系数,将时间段内的失效率等效折算到各个剖面段内,建立舰载雷达任务可靠性模型;类似地,提出想定剖面下的任务可靠性评估方法,实现预想任务剖面的可靠性预测。最后,以某型舰载雷达实际运行故障数据为例,分析传统可靠性评估与文中方法的差异。结果表明,基于任务剖面的舰载雷达任务可靠性评估方法合理可行,可有效评估不同任务阶段的可靠度。
    13  一种高效率、高密度和高可靠子阵二次电源
    马 惠,谢 宁,冯 锟
    2021(4):77-82.
    [摘要](12) [HTML](0) [PDF 5.65 M](42)
    摘要:
    为了适应雷达天线系统轻型化、片式化的发展趋势,文中提出了一种适用于X 波段T/ R 组件的高效率、高密度、高可靠子阵二次电源,给出了子阵二次电源电路设计方案、关键元器件选择、关键电路参数计算方法,并提出了适用于高频开关二次电源的印制板布板设计要点及高效散热方法。根据文中设计方法,研制了一台高密度、片式化实验样机,并通过分析给出了样机的实验波形和测试数据,证明了子阵二次电源设计方法的正确性和有效性。
    14  基于嵌入式计算机的激光雷达系统仿真软件设计
    朱 娴
    2021(4):93-89.
    [摘要](20) [HTML](0) [PDF 6.01 M](47)
    摘要:
    在确定雷达系统仿真软件分层设计时,通过对系统分层体系结构进行研究可知激光雷达系统由功能层、系统层、矩阵层共同组成的, 综合仿真软件、建模软件两部分组成其框架。从建模软件的结构来看,嵌入式计算机建模工具是其主要构成部分,除此之外还包括代码自动生成工具、模型生成模块两部分。工具基本模型是由XML模型描述文件创建代码自动生成的,经过转化后,以可执行文件的形式出现;对子系统进行搭建时,嵌入式计算机建模工具起到重要作用,对模型图元采取拖拽的操作,使之进入到建模画布中来,再进行边线操作;对子模型的封装则需要在模型生成模块的作用下完成,并添加到模型树中,满足用户使用需求。将仿真测试应用于软件之中并获取相应的结果,可以确定在文中所设计的嵌入式计算机雷达系统仿真软件功能性较强,可以满足用户模拟和仿真的需求。

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