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发射波束域MIMO-STAP雷达发射接收联合设计方法

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国防科技大学学报 2024年第2期46卷 139-145页

作者：李志汇潘继飞周青松毛云祥刘方正石树杰国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

研究了信号相关杂波背景下机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题,建立了机载MIMO雷达发射波束域空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)信号模型。为了提... 详细信息

研究了信号相关杂波背景下机载多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题,建立了机载MIMO雷达发射波束域空时自适应处理(space-time adaptive processing,STAP)信号模型。为了提升杂波环境下目标的检测性能,通过最大化输出信干噪比构建了发射波束形成和接收滤波器的联合设计问题;然后,设计了一种新的基于优化最小化(majorization-minimization,MM)框架的迭代优化算法来解决联合设计问题。该算法通过合理寻找目标函数的下界可以有效提升算法的收敛速度并降低算法的运行时间。此外,与传统的相控阵雷达和MIMO雷达相比,优化后的发射波束形成和接收滤波器可以显著提升输出信干噪比,仿真实验验证了所提方法的有效性。

关键词：多输入多输出雷达空时自适应处理发射波束形成接收滤波器输出信干噪比联合设计

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基于重要性采样的超图网络高效表示方法

软件学报 2024年第9期 4390-4407页

作者：邵豪王伦文朱然刚刘辉国防科技大学电子对抗学院

现有的超图网络表示方法需要分析全批量节点和超边以实现跨层递归扩展邻域,这会带来巨大的计算开销,且因过度扩展导致更低的泛化精度.为解决这一问题,提出一种基于重要性采样的超图表示方法.首先,它将节点和超边看作是两组符合特定概率... 详细信息

现有的超图网络表示方法需要分析全批量节点和超边以实现跨层递归扩展邻域,这会带来巨大的计算开销,且因过度扩展导致更低的泛化精度.为解决这一问题,提出一种基于重要性采样的超图表示方法.首先,它将节点和超边看作是两组符合特定概率测度的独立同分布样本,用积分形式解释超图的结构特征交互;其次,设计带可学习参数的邻域重要性采样规则,根据节点和超边的物理关系和特征计算采样概率,逐层递归采集固定数目的对象,构造一个更小的采样邻接矩阵;最终,利用蒙特卡洛方法近似估计整个超图的空间特征.此外,借鉴PINN的优势,将需要缩减的方差作为物理约束加入到超图神经网络中,以获取更具泛化能力的采样规则.多个数据集上的广泛实验表明,所提出的方法能够获得更准确的超图表示结果,同时具有更快的收敛速度.

关键词：复杂网络超图表示学习重要性采样蒙特卡洛估计物理信息神经网络

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基于两次窗口滑动运算的非等长帧同步字盲识别算法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：王原卿呼鹏江杨俊安刘辉国防科技大学电子对抗学院

在非合作通信场景下，针对现有的非等长帧同步字盲识别算法存在的抗误码性能不佳、识别速度慢和识别结果不完整的问题，本文提出了一种基于两次窗口滑动运算的非等长帧同步字盲识别算法。首先将比特流均匀切分为多个窗口，取前两个窗口... 详细信息

在非合作通信场景下，针对现有的非等长帧同步字盲识别算法存在的抗误码性能不佳、识别速度慢和识别结果不完整的问题，本文提出了一种基于两次窗口滑动运算的非等长帧同步字盲识别算法。首先将比特流均匀切分为多个窗口，取前两个窗口做滑动同或运算得到扩展同步字(extended synchronization word， E-SW)；然后利用得到的E-SW与剩余窗口分别做滑动相关性运算，得到每个窗口对应的E-SW并组成E-SW集合；最后对E-SW集合进行统计分析，筛选出未知同步字的码字内容。仿真结果表明，本文算法在误码率为10-2时能达到98.7%的识别准确率，并且可以识别出未知同步字的完整码字内容。在相同准确率的情况下，本文算法比现有算法至少能多适应0.01的误码。此外，本文算法的识别速度较现有算法更快，且同样适用于等长帧协议。

关键词：非合作通信同步字非等长帧盲识别窗口滑动

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基于深度流形学习的水中目标声信号特征提取

振动与冲击 2024年第9期43卷 50-59页

作者：周钰王津滕飞潘必胜王友瑞雷迎科国防科技大学电子对抗学院合肥230037

随着海洋环境日益复杂,水中目标声信号观测数据呈现出高维数、非线性、非结构化等特点,无疑给水中目标声信号特征提取带来严峻挑战,该文提出了一种基于流形自编码器的水中目标声信号特征提取方法。首先,通过自编码器重建误差对原始数据... 详细信息

随着海洋环境日益复杂,水中目标声信号观测数据呈现出高维数、非线性、非结构化等特点,无疑给水中目标声信号特征提取带来严峻挑战,该文提出了一种基于流形自编码器的水中目标声信号特征提取方法。首先,通过自编码器重建误差对原始数据进行全局优化,找出潜在的低维表示结果;然后,利用流形学习保持近邻重构权值的思想对潜在表示实施局部约束,保留其内在拓扑结构;最后,引入生成对抗网络架构进行正则化处理,使潜在表示服从特定分布,从而实现一种局部与全局的联合保持低维嵌入方法。在DeepShip深水船公开数据集上进行试验,使用该文方法提取4种深水船数据的本质特征,为评估该类特征的质量水平,利用经典分类器支持向量机进行分类识别,与现有深度学习以及流形学习特征提取方法对比,识别精度平均提高14.96%。

关键词：流形自编码生成对抗特征提取

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电磁频谱地图构建中的空间插值方法综述

电讯技术 2024年

作者：徐浩然王红军赵文元国防科技大学电子对抗学院

电磁频谱地图是电磁频谱作战精确化和电磁频谱管理精细化的基础，为梳理和综述电磁频谱地图构建领域插值方法，立足分布式感知网络架构，简要分析了构建电磁频谱地图的必要性，阐述了电磁频谱地图构建算法中传统插值方法、智能插值方法... 详细信息

电磁频谱地图是电磁频谱作战精确化和电磁频谱管理精细化的基础，为梳理和综述电磁频谱地图构建领域插值方法，立足分布式感知网络架构，简要分析了构建电磁频谱地图的必要性，阐述了电磁频谱地图构建算法中传统插值方法、智能插值方法以及混合插值法的基本思想，对比了当前插值方法的优劣，并分析了电磁频谱地图构建法可能面临的挑战以及发展趋势，以期为后续研究提供思路和参考。

关键词：电磁频谱地图传统插值法智能插值法混合插值法分布式感知网络

基于脉冲序列重构的雷达PRI调制类型智能识别算法研究

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信号处理 2024年第2期40卷 263-271页

作者：黄中瑞唐波国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

雷达脉冲重复间隔(PRI)是雷达信号的关键参数,对于雷达性能发挥起着至关重要的作用。研判雷达PRI调制类型能够为雷达识别和性能分析提供重要支撑,是电子对抗领域的关键研究内容。针对现有PRI调制类型识别准确率受脉冲丢失影响较大的问题... 详细信息

雷达脉冲重复间隔(PRI)是雷达信号的关键参数,对于雷达性能发挥起着至关重要的作用。研判雷达PRI调制类型能够为雷达识别和性能分析提供重要支撑,是电子对抗领域的关键研究内容。针对现有PRI调制类型识别准确率受脉冲丢失影响较大的问题,本文提出了一种基于脉冲序列重构的雷达PRI调制类型智能识别算法。首先,基于到达时间(TOA)多阶差分序列实现了PRI调制周期的初步估计;其次,根据PRI调制周期重构了不同脉冲序列样本;再次,对重构样本进行去均匀值预处理,并以此为输入搭建了卷积神经网络(CNN)识别PRI调制类型,该方法能够减弱人工提取特征的局限性,不仅可以获取PRI序列的深层特征,而且具有更强的环境适用性;最后,仿真实验表明了所提方法的有效性。在脉冲丢失率小于60%时,所提方法对于所有PRI调制类型的识别准确率均在92%以上,平均识别准确率大于98%,在脉冲丢失率小于80%时,平均识别准确率在81%以上。

关键词：脉冲丢失 PRI调制周期卷积神经网络 PRI调制类型识别

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转发式干扰条件下LFM雷达的检测概率估计

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 497-504页

作者：田元荣王俊迪吴笑天国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037 空军工程大学航空工程学院陕西西安710038

对多雷达干扰效果评估的难点在于分析干扰机对非目标雷达的影响。针对干扰机转发一部线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达的信号无意干扰另一部LFM雷达时的检测概率估计问题,首先计算了被干扰雷达对干扰信号在空域、频域和... 详细信息

对多雷达干扰效果评估的难点在于分析干扰机对非目标雷达的影响。针对干扰机转发一部线性调频(linear frequency modulation,LFM)雷达的信号无意干扰另一部LFM雷达时的检测概率估计问题,首先计算了被干扰雷达对干扰信号在空域、频域和时域上的接收增益;其次将干扰信号在判决单元中的统计特性建模为非中心卡方分布,并给出了检测概率和虚警概率的计算方法。仿真结果表明,在一部干扰机的无意干扰下,估计的检测概率可作为被干扰雷达检测概率的上限;为达到同样的干扰效果,转发非目标雷达的信号实施干扰,比转发目标雷达的信号进行干扰所需的干扰功率更少。

关键词：线性调频雷达转发干扰无意干扰雷达检测概率非相参积累

升空平台相对测量误差对定位精度的影响及定位算法

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 187-197页

作者：欧阳晓凤曾芳玲吕大千董天宝韩宜静国防科技大学电子对抗学院合肥230037 宇航动力学国家重点实验室西安710043

针对精准协同任务下的分布式升空平台高精度相对定位需求,基于超宽带(UWB)测距传感器研究了相对测距与定位模型,对UWB模块在非理想情况下存在的误差因素进行了推导分析,包括天线相位中心误差、测距刷新率和悬停稳定度。在此基础上对噪... 详细信息

针对精准协同任务下的分布式升空平台高精度相对定位需求,基于超宽带(UWB)测距传感器研究了相对测距与定位模型,对UWB模块在非理想情况下存在的误差因素进行了推导分析,包括天线相位中心误差、测距刷新率和悬停稳定度。在此基础上对噪声成分进行了实测分析与滤波处理:通过Allan方差辨识UWB传感器噪声,并将有色噪声模型及估计参数引入到定位算法量测更新中,通过改进扩展卡尔曼滤波算法实现了分布式升空平台相对定位。仿真结果表明:在相对测量噪声服从非高斯分布情况下,所提算法相较于传统算法位置估计精度提高约23.43%。与传统算法相比,所提算法可减少测量色噪声影响,提高卫星导航拒止环境下的相对定位精度。

关键词：升空平台相对定位误差分析超宽带传感器 Allan方差

改进Faster R-CNN的视频SAR动目标检测算法

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火力与指挥控制 2024年第1期49卷 124-130,138页

作者：许宜明李东生杨浩国防科技大学电子对抗学院合肥230031

针对当前可用于深度学习的视频SAR数据稀少的现状,以及动目标检测算法中存在较多的漏检和虚警问题,基于美国桑迪亚国家实验室真实视频SAR数据制作深度学习数据集,提出一种改进Faster R-CNN的视频SAR动目标检测算法。算法以截取后的ResNe... 详细信息

针对当前可用于深度学习的视频SAR数据稀少的现状,以及动目标检测算法中存在较多的漏检和虚警问题,基于美国桑迪亚国家实验室真实视频SAR数据制作深度学习数据集,提出一种改进Faster R-CNN的视频SAR动目标检测算法。算法以截取后的ResNet50为特征提取网络,利用K-means加遗传算法自适应计算锚框,并在数据预处理环节加入S型曲线增强方法,来增强图像的对比度信息。经实验验证,所提出方法能够显著提升动目标检测率和检测速度,其中,平均精度(AP)和F1分数提升均达到10个点以上,有效降低了虚警和漏检,整体表现优于一阶段算法SSD和RetinaNet。

关键词：视频SAR 动目标检测 Faster R-CNN 图像增强 K-means 遗传算法