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基于灰狼算法的箔条幕干扰构设方法研究

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 437-445页

作者：裴立冠刘经东马春波中国人民解放军91550部队辽宁大连116023

海战场环境中,箔条幕自卫干扰构设前由于未充分考虑风向、风速等因素,容易导致干扰失败,且无定量化的布放模型。针对此问题,提出一种新的箔条幕干扰构设方法。基于箔条幕干扰机理分析,构建干扰场景模型,具体包含导弹运动模型、舰船运动... 详细信息

海战场环境中,箔条幕自卫干扰构设前由于未充分考虑风向、风速等因素,容易导致干扰失败,且无定量化的布放模型。针对此问题,提出一种新的箔条幕干扰构设方法。基于箔条幕干扰机理分析,构建干扰场景模型,具体包含导弹运动模型、舰船运动模型和箔条幕形态模型;综合考虑干扰有效性和资源损耗性,提出采用灰狼算法进行箔条幕干扰构设方案求取的思路,建立相应约束条件(遮蔽有效性约束条件、质心拖引有效性约束条件和干扰能力约束条件)、目标函数和补弹策略,且采用Logistic混沌映射和反向学习策略改进灰狼算法。最终通过仿真案例分析得出以下结论:所提出的箔条幕干扰构设方法寻优速率快,可保证整个对抗过程中舰艇始终能够进行有效自卫干扰。初始时刻构设的箔条幕轴线基本与弹目轴垂直,而箔条幕质心基本处于弹目轴线附近。风向与风速对自卫干扰效果影响较小,初始弹目距离主要影响箔条弹用量,初始反舰导弹攻击方向对自卫干扰效果影响较为明显。当从舰艇尾向进行攻击时,干扰效果最好;相反,从舰艇艏向进行攻击时,干扰效果最差。

关键词：箔条幕灰狼算法干扰场景模型形态模型补弹策略

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基于布谷鸟搜索算法的机动化箔条幕布放方法研究

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系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 814-823页

作者：裴立冠周唯刘经东中国人民解放军91550部队辽宁大连116023

雷达导引头采用动目标显示、边搜索边跟踪等抗干扰技术,导致传统质心、冲淡、幕墙式箔条干扰方法干扰效能降低。对此,提出一种机动化箔条幕布放方法,通过无人机和舰船协同布放箔条弹,使幕墙能量质心随时间不断移动,保证舰船在有效时间... 详细信息

雷达导引头采用动目标显示、边搜索边跟踪等抗干扰技术,导致传统质心、冲淡、幕墙式箔条干扰方法干扰效能降低。对此,提出一种机动化箔条幕布放方法,通过无人机和舰船协同布放箔条弹,使幕墙能量质心随时间不断移动,保证舰船在有效时间内成功逃离雷达波束。首先,基于机动化箔条幕干扰机理,构建箔条幕布放模型,具体包括雷达导引头运动模型、舰船运动模型、箔条幕形态模型和箔条幕运动模型。随后,根据机动化箔条幕模型求解特点,确定采用布谷鸟搜索算法求取布放方案;据此提出总体求解思路,并构建布放效能条件(目标函数与约束条件);采用Logistic混沌机制改进布谷鸟搜索算法,建立补弹策略。最终,通过仿真案例对机动化箔条幕布放模型的有效性进行分析验证。结果表明,与常规箔条幕布放方法相比,机动化箔条幕布放方法能够有效减小舰船逃逸时间,降低箔条弹消耗量,同时具备较强的应对不同风速风向的能力。

关键词：箔条幕雷达导引头无人机布谷鸟搜索算法

欠驱动条件下自主水下航行器轨迹跟踪动态性能预设控制

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系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3185-3197页

作者：李晓斌徐东杨雪中国人民解放军92942部队北京100071

为满足欠驱动自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)在复杂扰动和参数不确定条件下高性能轨迹跟踪需求,提出预设动态性能及收敛时间的三维轨迹跟踪控制方法。首先,对欠驱动AUV的前向位置道进行扩维,构建面向控制的一体化... 详细信息

为满足欠驱动自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)在复杂扰动和参数不确定条件下高性能轨迹跟踪需求,提出预设动态性能及收敛时间的三维轨迹跟踪控制方法。首先,对欠驱动AUV的前向位置道进行扩维,构建面向控制的一体化多输入多输出轨迹跟踪模型。然后,结合动态过程函数与预设时间控制理论,建立动态性能预设轨迹跟踪控制系统,使得AUV轨迹跟踪暂态品质可由动态过程函数直接决定,而跟踪误差的实际收敛时间也可由单个控制参数准确预设。最后,为避免控制奇异现象和“微分爆炸”现象,控制系统设计过程中分别融入绝对值修正法和径向基函数网络(radial basis function neural network,RBFNN)拟合法。数值仿真结果表明,所提出的控制方法可显著提升欠驱动AUV的抗扰性和暂态品质,实现快速平滑的高性能三维轨迹跟踪。

关键词：自主式水下航行器动态过程函数预设时间控制理论动态性能预设轨迹跟踪控制径向基函数网络

基于一维变分法的微波辐射计反演边界层温湿廓线

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1699-1708页

作者：黄威李宛桐胡帅脱宇峰鱼艇倪祥龙中国人民解放军63898部队河南济源459000 天津气象雷达研究试验中心天津300061 中国人民解放军国防科技大学气象海洋学院长沙410073 中国人民解放军63891部队河南洛阳471000

地基微波辐射计能够克服星载遥感对低层大气不敏感的缺点,在边界层大气探测方面更具优势.一维变分反演算法考虑了辐射传输过程等物理机制,在应用于微波辐射计的反演时具有很高的可信度.针对微波辐射计信息含量较低以及一维变分算法收敛... 详细信息

地基微波辐射计能够克服星载遥感对低层大气不敏感的缺点,在边界层大气探测方面更具优势.一维变分反演算法考虑了辐射传输过程等物理机制,在应用于微波辐射计的反演时具有很高的可信度.针对微波辐射计信息含量较低以及一维变分算法收敛率不高等问题,提出利用地面气象要素改进算法在近地面层的反演精度和引入正则化算子提升算法的收敛特性.利用探空数据对上述改进方法的提升效果进行验证,结果表明:地面气象要素的引入使得反演算法在地表温湿度的均方根误差分别降低了78.2%和55.5%,对于上层大气温湿廓线也有小幅提升;正则化算子对算法的反演时间和反演精度影响很小,但是可以显著地减少未收敛样本个数和提升反演廓线的质量.

关键词：一维变分温湿廓线微波辐射计正则化算子

空间目标T/R-R型雷达多视角融合成像算法

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系统工程与电子技术 2024年第9期46卷 3019-3030页

作者：郭宝锋焦丽婷李胜朱晓秀薛东方孙慧贤中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003 中国人民解放军63963部队北京100072 中国人民解放军32398部队北京100192

针对T/R-R(transmitting receiving-receiving)构型雷达成像实际,结合空间目标的轨道先验和双基地逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像的体制优势,提出了一种基于复贝叶斯压缩感知(Bayesian compressed sensing,BCS)算法的T/R-R型雷达稀疏孔径多视角融合成像方法。所提方法在建立双站雷达融合成像模型的基础上,利用Laplace先验在复数域建立目标的稀疏模型,提高了算法的稀疏促进作用,获得了高分辨目标图像。仿真实验结果表明,所提方法不仅可实现双站雷达多视角的融合成像,还可实现双站雷达各自存在稀疏孔径条件下的多视角融合成像,进一步拓展了应用场景,可有效提高方位分辨率和成像质量。

关键词： T/R-R型雷达空间目标多视角融合成像

沉箱码头在空中和水下爆炸作用下的累积毁伤效应研究

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振动与冲击 2024年第12期43卷 298-306页

作者：刘靖晗唐廷韦灼彬李凌锋董琪海军勤务学院天津300450 中国人民解放军91292部队河北保定071000 中国人民解放军91053部队北京100000

为了揭示沉箱码头在空中接触爆炸和水下近距离爆炸荷载作用下的累积毁伤效应,对沉箱码头模型开展多类型单次组合爆炸试验,并建立有限元模型对沉箱码头的毁伤过程进行数值模拟,分析了空中、水下单次组合爆炸作用下沉箱码头的毁伤发展和... 详细信息

为了揭示沉箱码头在空中接触爆炸和水下近距离爆炸荷载作用下的累积毁伤效应,对沉箱码头模型开展多类型单次组合爆炸试验,并建立有限元模型对沉箱码头的毁伤过程进行数值模拟,分析了空中、水下单次组合爆炸作用下沉箱码头的毁伤发展和破坏机理。结果表明,在空中爆炸和水下爆炸下,沉箱码头呈现出不同的破坏模式,空中接触爆炸下沉箱码头仅上部面板局部破坏,面板爆心位置形成局部破口,而水下近距离爆炸下沉箱和面板均发生明显破坏,沉箱迎爆面中下区域混凝土保护层破碎,面板与管沟连接处形成横向通长裂缝。在空中和水下单次组合爆炸荷载下,沉箱码头上部结构的破坏现象和毁伤程度存在叠加效应,码头面板的二次毁伤在已毁伤形态的基础上发展形成,二次毁伤现象与单次爆炸下的毁伤现象具有一定相似性和累积效应。空中和水下单次组合爆炸作用下,码头面板和管沟连接区域由于应力集中为码头的薄弱部位,沉箱封仓板由于上下填砂的缓冲作用毁伤效应较轻微。

关键词：水下爆炸空中接触爆炸单次组合爆炸沉箱码头累积毁伤效应毁伤机理

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基于压缩残差网络的雷达辐射源识别方法研究

强激光与粒子束 2024年第4期36卷 113-122页

作者：郭恩泽刘正堂崔博刘国彬史航宇蒋旭中国人民解放军63893部队河南洛阳471003 中国人民解放军63896部队河南洛阳471003

针对低信噪比条件下,现有的雷达辐射源信号识别方法存在识别正确率低、时效性差的问题,提出了一种基于压缩残差网络的雷达辐射源信号识别方法。首先,利用Choi-Williams分布的时频分析方法将时域信号转换为二维时频图像;然后,根据应用场... 详细信息

针对低信噪比条件下,现有的雷达辐射源信号识别方法存在识别正确率低、时效性差的问题,提出了一种基于压缩残差网络的雷达辐射源信号识别方法。首先,利用Choi-Williams分布的时频分析方法将时域信号转换为二维时频图像;然后,根据应用场景特点,选择卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)“压缩”范围;最后,构建压缩残差网络来自动提取图像特征并完成分类。仿真实验结果表明,在同等体量的设计下,与当前较为常用的标准CNN以及ResNet模型相比,所提模型能够降低信号识别运行时间约88%,在信噪比为-14 dB条件下对14种雷达辐射源信号的平均识别率高约5%。提供了一种高效的雷达辐射源信号智能识别方法,具有潜在的工程应用前景。

关键词：压缩残差网络时频分析雷达辐射源识别深度学习扩张卷积

基于PVDF的装药水下爆炸能量近场测试技术与实现

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火炸药学报 2024年第8期47卷 677-685,I0002页

作者：金辉于鹏张皓博高天驰中国人民解放军91388部队辽宁大连116041

为了提高水中兵器爆炸毁伤能力评估的准确性,解决现有技术方法无法准确反映近场爆炸能量的问题,开展基于聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)的爆炸能量近场测试技术研究;利用PVDF薄膜优异的压电性能设计近场压力传感器,并开展水... 详细信息

为了提高水中兵器爆炸毁伤能力评估的准确性,解决现有技术方法无法准确反映近场爆炸能量的问题,开展基于聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)的爆炸能量近场测试技术研究;利用PVDF薄膜优异的压电性能设计近场压力传感器,并开展水下爆炸试验验证了冲击波压力采集系统的可行性。结果表明,所设计的传感器具有优良的绝缘防护和隔热效果,实现了亚吉帕级压力测量,适用于装药水下爆炸能量的近场测量;压力测量系统能在3.4倍装药半径位置处采集到峰值达500 MPa的完整压力时程曲线,测量结果与Josef Henrych经验公式计算结果的最大偏差为7.3%,最小偏差为0.3%;基于试验测量的近场压力时程曲线,得到TNT炸药在3.4倍装药半径处的平均比冲击波能为0.991 MJ/kg,验证了设计的PVDF压电薄膜传感器适用于精确测量装药的近场水下爆炸能量。研究成果可为装药水下爆炸能量精确测量提供重要方法。

关键词：爆炸力学水下爆炸近场测量 PVDF压电薄膜近场爆炸能量

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基于YOLO的航管一次雷达目标检测方法

系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 143-151页

作者：施端阳林强胡冰杜小帅空军预警学院防空预警装备系湖北武汉430019 中国人民解放军95174部队湖北武汉430040 中国人民解放军94005部队甘肃酒泉735000

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷... 详细信息

针对传统恒虚警率(constant false alarm rate,CFAR)检测方法检测率低的问题,提出一种基于YOLO(you only look once)的深度学习雷达目标检测方法。首先,利用同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)数据匹配滤波后形成的雷达原始图像自建雷达目标图像数据集。然后,改进YOLO检测模型的网络结构、特征融合策略和损失函数以提高模型的精度,并引入迁移学习思想,利用预训练的深度学习网络提取图像特征,降低了检测模型对训练样本量的要求。最后,在自建数据集上对YOLO目标检测方法进行了实验验证。航管一次雷达实测数据的实验证明:与传统CFAR检测方法和两阶段的快速区域卷积神经网络(region convolutional neural networks,R-CNN)检测方法相比,所提方法的目标检测率大幅提高,虚警率明显降低,且实现了实时检测。

关键词：航管一次雷达深度学习目标检测 YOLO