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稀疏阵列MIMO雷达参数估计研究进展

中国科学：信息科学 2022年第8期52卷 1560-1576页

作者：刘永祥师俊朋黎湘国防科技大学电子科学学院长沙410073 国防科技大学电子对抗学院合肥230037

利用稀疏阵列多输入多输出(multi-input and multi-output,MIMO)雷达的虚拟孔径扩展特性开展参数估计研究具有重要的理论意义和应用前景.本文以稀疏阵列MIMO雷达设计和参数估计为导向,以提高估计精度和降低运算量为落脚点,从子空间类和... 详细信息

利用稀疏阵列多输入多输出(multi-input and multi-output,MIMO)雷达的虚拟孔径扩展特性开展参数估计研究具有重要的理论意义和应用前景.本文以稀疏阵列MIMO雷达设计和参数估计为导向,以提高估计精度和降低运算量为落脚点,从子空间类和压缩感知类算法的契合点出发,围绕阵列设计、波达方向估计、角度联合估计等方面,构建了系统的稀疏阵列MIMO雷达参数估计理论.最后,从阵列优化设计、混合目标参数估计、非理想因素抑制和分布式平台搭建等方面展望了稀疏阵列MIMO雷达的发展趋势.

关键词：稀疏阵列 MIMO雷达参数估计孔径扩展压缩感知

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新体制机载雷达波形优化设计研究综述

系统工程与电子技术 2023年第12期45卷 3852-3865页

作者：李志汇唐波周青松师俊朋张剑云国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

随着现代电子战技术的发展,机载雷达面临的战场环境日趋复杂。传统机载雷达往往发射固定的波形,很难在复杂多变的电磁环境和动态时变杂波的环境下有效完成目标的检测和跟踪任务。以认知雷达和多输入多输出(multiple-input multiple-outp... 详细信息

随着现代电子战技术的发展,机载雷达面临的战场环境日趋复杂。传统机载雷达往往发射固定的波形,很难在复杂多变的电磁环境和动态时变杂波的环境下有效完成目标的检测和跟踪任务。以认知雷达和多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达为代表的新体制雷达,通过发射端灵活设计与环境相匹配的波形,提升了机载雷达在复杂战场环境下的适应能力。对新体制机载雷达波形优化设计的研究与发展进行了综述。首先,系统阐述了认知雷达的基本原理,并概述了新体制机载雷达波形优化设计;然后,分别从先验条件和收发处理的角度对新体制机载雷达波形优化设计的研究成果进行了梳理;最后,针对当前机载雷达波形优化技术存在的问题,对未来新体制机载雷达波形优化设计的发展趋势进行了展望。

关键词：复杂战场环境机载雷达目标检测波形设计认知雷达多输入多输出雷达

基于低管秩张量分解的互质阵列自适应波束成形算法

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中国科学：信息科学 2023年第2期53卷 402-416页

作者：程耘刘天鹏师俊朋苏晓龙刘振国防科技大学电子科学学院长沙410073

互质阵列因其大阵列孔径和高自由度特性在波束成形领域受到广泛关注.为了充分利用该特性,近年来学者们提出了基于孔洞填充的算法,有效提高了互质阵列波束成形的性能.然而,这些算法存在计算量大、噪声鲁棒性弱等缺点,难以适应复杂多变的... 详细信息

互质阵列因其大阵列孔径和高自由度特性在波束成形领域受到广泛关注.为了充分利用该特性,近年来学者们提出了基于孔洞填充的算法,有效提高了互质阵列波束成形的性能.然而,这些算法存在计算量大、噪声鲁棒性弱等缺点,难以适应复杂多变的实际环境.为此,本文利用张量的多维结构在参数估计上的性能优势,提出了一种基于低管秩张量分解的互质阵列自适应波束成形算法.首先将互质阵列的多采样虚拟信号矩阵重排为张量形式,利用其低管秩特性补全缺失的互相关信息;然后从补全后的张量数据中提取信号参数,并与目标先验进行匹配,最终得到波束成形权矢量.本算法分别利用ADMM和Tucker分解提高了张量补全和分解的运算效率;所设计的目标匹配方案也有效控制了算法误差.仿真结果展示了本算法在性能和计算复杂度相对于现有方法的优势,尤其是在低信噪比和少采样数的情况下.

关键词：自适应波束成形互质阵列张量分解自由度参数估计

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基于复值卷积网络的阵列DOA估计

现代雷达 2022年第5期44卷 64-71页

作者：刘阿飞师俊朋张双辉刁玉加丁一国防科技大学电子科学学院长沙410073 国防科技大学电子对抗学院合肥230037

针对现有深度学习方法难以有效利用阵列回波信号的复值相位信息这一问题,文中提出了一种基于复值卷积网络的均匀线阵波达方向(DOA)估计方法,旨在提高DOA估计精度并增强低信噪比条件下对多信源参数估计的适应能力。该方法利用实际阵列输... 详细信息

针对现有深度学习方法难以有效利用阵列回波信号的复值相位信息这一问题,文中提出了一种基于复值卷积网络的均匀线阵波达方向(DOA)估计方法,旨在提高DOA估计精度并增强低信噪比条件下对多信源参数估计的适应能力。该方法利用实际阵列输出信号协方差矩阵的Hermitian特性,以其上三角数据作为复值网络的输入,以对应的理想数据作为标签,学习得到信号理想协方差矩阵的第一行,再结合其Hermitian和Toeplitz特性,重构该理想矩阵;最后采用子空间类算法进行DOA估计。仿真结果表明:相比传统子空间类和实值卷积网络算法,该算法在低信噪比下具有更高的估计精度。

关键词：复值卷积波达方向估计协方差矩阵信噪比

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基于改进灰色关联算法的雷达反隐身能力评估

哈尔滨工业大学学报 2015年第3期47卷 116-121页

作者：师俊朋胡国平李涛空军工程大学防空反导学院西安710051 空军地空导弹兵驻宁某部南京210000

针对复杂电磁环境下雷达获取隐身目标特性存在不完整性、多样性等特点,提出一种基于改进灰色关联算法和距离优化评估模型的雷达反隐身能力评估方法.该方法针对一般的主观权重可靠性不足的缺点,依据指标的主观、客观和关联属性实时计算... 详细信息

针对复杂电磁环境下雷达获取隐身目标特性存在不完整性、多样性等特点,提出一种基于改进灰色关联算法和距离优化评估模型的雷达反隐身能力评估方法.该方法针对一般的主观权重可靠性不足的缺点,依据指标的主观、客观和关联属性实时计算并修正了指标权值.建立了基于性能与作战效能的雷达反隐身能力评估指标体系,并结合样本序列的稳定程度和指标值的优劣程度给出了雷达反隐身能力的优化评估距离,得出客观、准确的评估结果.理论分析和仿真试验表明,与一般的灰色关联算法相比,复合权重的灰色关联算法具有更好的系统评估能力和更高的准确性.

关键词：雷达反隐身灰色关联算法指标体系评估距离

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基于证据融合的雷达反隐身性能评估方法

北京航空航天大学学报 2015年第6期41卷 1095-1101页

作者：师俊朋胡国平王馨空军工程大学防空反导学院西安710051

针对雷达反隐身性能评估过程复杂、算法不完善等现象,提出了一种基于改进证据融合算法的雷达反隐身性能评估方法.针对证据源主观性强、关联性差等现象,依据熵理论、欧式距离等客观分析得到了可信度因子与熵权值、受支持系数间的变化关系... 详细信息

针对雷达反隐身性能评估过程复杂、算法不完善等现象,提出了一种基于改进证据融合算法的雷达反隐身性能评估方法.针对证据源主观性强、关联性差等现象,依据熵理论、欧式距离等客观分析得到了可信度因子与熵权值、受支持系数间的变化关系,实时修正了可信度分配函数.并结合雷达反隐身分层次性能评估指标体系,建立了基于效用区间的雷达反隐身性能优劣比较方法,得出了客观、准确的评估结果.算例分析和仿真表明,与一般融合算法相比,改进的证据融合算法系统评估能力更强、鲁棒性更好.

关键词：雷达反隐身证据理论可信度因子分层次指标体系效用区间

动态优先级下防空相控阵雷达在线交错调度算法

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系统工程与电子技术 2017年第3期39卷 529-535页

作者：张浩为谢军伟师俊朋宗彬锋盛川空军工程大学防空反导学院中国人民解放军94710部队

针对防空相控阵雷达中时间资源分配主观性强、利用率低的问题,结合任务内部结构,提出一种新的在线交错调度算法。该算法在将任务的重要性和紧急性均置于动态优先级的基础上,使得雷达任务收、发波束之间的等待期可以用来执行其他波束的... 详细信息

针对防空相控阵雷达中时间资源分配主观性强、利用率低的问题,结合任务内部结构,提出一种新的在线交错调度算法。该算法在将任务的重要性和紧急性均置于动态优先级的基础上,使得雷达任务收、发波束之间的等待期可以用来执行其他波束的发射期或接收期。仿真结果表明,相比于原有的动态优先级算法,所提算法的调度成功率提升了25%,时间利用率提升了35%,执行威胁率提升了25%。

关键词：相控阵雷达调度算法动态优先级脉冲交错

面向毫米波大规模极化敏感阵列的多径信号二维快速测向算法

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移动通信 2023年第2期47卷 15-20页

作者：张喆文方青师俊朋三峡大学水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学计算机与信息学院湖北宜昌443002 国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

作为B5G/6G的可能发展方向之一,毫米波大规模敏感阵列拥有诸多潜在的优势,如能提供高分辨率的二维波达角(2D-DOA)估计、可以实现极化保密通信等。关注极化敏感阵列中的相干源2D-DOA估计问题,提出了一种基于矩阵重排的快速估计方法。首... 详细信息

作为B5G/6G的可能发展方向之一,毫米波大规模敏感阵列拥有诸多潜在的优势,如能提供高分辨率的二维波达角(2D-DOA)估计、可以实现极化保密通信等。关注极化敏感阵列中的相干源2D-DOA估计问题,提出了一种基于矩阵重排的快速估计方法。首先利用矩阵重排解决矩阵秩亏问题,再利用传播算子(PM)进行高效测向,并给出了算法相关性能的理论分析,包括计算复杂度、可辨识性和Cramer-Rao界。最后,通过仿真结果验证了所提算法的有效性。

关键词：毫米波大规模极化敏感阵列相干信源矩阵重排传播算子

空域色噪声背景下双基地MIMO雷达角度估计

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系统工程与电子技术 2021年第6期43卷 1477-1485页

作者：师俊朋文方青艾林张弓龚政辉国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 三峡大学计算机与信息学院湖北宜昌443002 长江大学电子信息学院湖北荆州434200 南京航空航天大学电子信息工程学院江苏南京210016

空域有色噪声会导致现有多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达算法性能下降,甚至完全失效。针对空域色噪声背景下双基地MIMO雷达联合波离角(direction of departure,DOD)和波达角(direction of arrival,DOA)估计问题... 详细信息

空域有色噪声会导致现有多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达算法性能下降,甚至完全失效。针对空域色噪声背景下双基地MIMO雷达联合波离角(direction of departure,DOD)和波达角(direction of arrival,DOA)估计问题,分析了现有算法失效的原因。考虑到匹配滤波后无噪协方差矩阵的低秩特性、色噪声协方差矩阵的稀疏特性以及MIMO雷达数据的多维结构特性,提出一种基于张量分析的角度估计算法。首先,构造角度估计的协方差张量,通过去除协方差张量中受噪声协方差影响的元素对色噪声进行抑制。其次,利用张量填充技术对无噪协方差矩阵进行恢复。然后,利用平行因子分解获得目标角度的方向矩阵。最后,采用最小二乘算法对目标的DOA和DOD进行拟合。仿真结果表明,所提算法对色噪声不敏感,且无孔径损失。相比现有矩阵及张量分析算法,所提算法具有更高的估计精度。

关键词：多输入多输出雷达波离角和波达角估计空域色噪声张量填充平行因子分解