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基于广义Rao检验的单/多比特MIMO雷达运动目标检测方法

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系统工程与电子技术 2024年第1期46卷 105-112页

作者：黄广佳程旭饶彬王伟中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107

通道数的增加在提高多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达目标检测性能的同时,也显著增加了数据的传输量和处理负担。针对运动目标的集中式MIMO雷达检测问题,首先对雷达回波数据进行比特量化,然后再进行融合检测处理... 详细信息

通道数的增加在提高多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达目标检测性能的同时,也显著增加了数据的传输量和处理负担。针对运动目标的集中式MIMO雷达检测问题,首先对雷达回波数据进行比特量化,然后再进行融合检测处理。由于广义似然比检验(generalized likelihood ratio test,GLRT)需要对未知参数进行最大似然估计(maximum likelihood estimation,MLE),而上述问题中未知参数的MLE没有闭合解,导致相应的检验统计量的计算量较大。采用了一种新颖的广义Rao(generalized Rao,G-Rao)检验方法,由于不需要求解未知参数的MLE,相应的检验统计量有闭合解,显著降低了检验统计量的计算量。此外,为改善检测性能,运用粒子群优化算法对量化门限进行了优化。最后,实验结果在验证G-Rao检测器有效性的同时,表明:相比单比特量化而言,少量多比特量化在有效降低信号传输和处理负担的同时,其检测性能高于单比特量化方式。

关键词：多输入多输出雷达比特量化目标检测广义Rao检验粒子群方法

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基于动力学守恒定律的弹道目标关联方法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 684-691页

作者：曾舒雅饶彬中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107

中段伴飞突防造成的各种有源或无源的弹道群目标会给雷达跟踪系统带来极大的挑战,导致其跟踪非本体实体目标或电假目标,从而出现关联错误的情况。中段实体弹道目标满足动力学守恒定律,可以充分利用该特性来改善跟踪系统的数据关联机制,... 详细信息

中段伴飞突防造成的各种有源或无源的弹道群目标会给雷达跟踪系统带来极大的挑战,导致其跟踪非本体实体目标或电假目标,从而出现关联错误的情况。中段实体弹道目标满足动力学守恒定律,可以充分利用该特性来改善跟踪系统的数据关联机制,因此提出一种基于动力学守恒定律的弹道目标概率数据关联(probability data association,PDA)方法,即在传统关联门筛选出有效量测的基础上,对动量矩和机械能进行联合统计检验,进一步剔除电假目标点迹或其他错误量测,并使用动量矩和机械能对加权关联概率进行修正。蒙特卡罗仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明,与传统PDA方法相比,所提方法能够有效抑制有源距离欺骗干扰和杂波的影响,提高跟踪精度。

关键词：中段弹道目标概率数据关联守恒定律距离欺骗干扰多目标跟踪

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采用子阵多输入多输出的天基预警雷达强杂波抑制方法

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西安交通大学学报 2024年第4期58卷 170-181页

作者：周贺吴建新张磊中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107

针对天基预警雷达因其高速平台运动带来严重的距离模糊和多普勒模糊,导致杂波背景强进而降低雷达目标检测性能的问题,提出一种基于子阵级多输入多输出天基预警雷达强杂波抑制方法。构建基于子阵级多输入多输出天基雷达模型并分析远距离... 详细信息

针对天基预警雷达因其高速平台运动带来严重的距离模糊和多普勒模糊,导致杂波背景强进而降低雷达目标检测性能的问题,提出一种基于子阵级多输入多输出天基预警雷达强杂波抑制方法。构建基于子阵级多输入多输出天基雷达模型并分析远距离机动目标相参性,确定目标出现线性距离徙动和不出现多普勒频率扩散时的最大相参积累时间,以保证长时间相参积累可行性;针对多输入多输出雷达长驻留的特点采用长时间积累提高多普勒分辨率,降低一个距离-多普勒单元的杂波功率,在保证搜索效率的情况下降低该单元杂噪比,并采用3/5准则检测盲区图评估天基雷达检测性能;在强杂波背景下改善了信杂噪比,提高了目标检测概率。实验仿真表明,所提方法相比相控阵雷达可有效降低杂波背景,在单脉冲重复频率下即可达到很好的检测效果,比相控阵雷达检测性能提高约20.48%。

关键词：多输入多输出天基预警雷达目标相参性长时间积累

3DSARBuSim 1.0:人造建筑高分辨星载SAR三维成像仿真数据集

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电子与信息学报 2024年第7期46卷 2681-2693页

作者：焦润之邓嘉韩亚权黄海风王青松赖涛王小青中山大学电子与通信工程学院深圳518107

层析合成孔径雷达(Tomographic Synthetic Aperture Radar, TomoSAR)成像技术可有效解决陡峭地形叠掩恢复难题,因此成为城市测绘技术的研究热点之一。基于公开数据集的评估是TomoSAR算法研究与系统论证的必要过程,但目前存在的公开数据... 详细信息

层析合成孔径雷达(Tomographic Synthetic Aperture Radar, TomoSAR)成像技术可有效解决陡峭地形叠掩恢复难题,因此成为城市测绘技术的研究热点之一。基于公开数据集的评估是TomoSAR算法研究与系统论证的必要过程,但目前存在的公开数据集缺乏相应的地物模型真值,无法对算法进行定量验证。为解决这一问题,并进一步推动TomoSAR技术的发展,该文首先提出一种基于射线追踪的先进星载雷达模拟器(Ray Tracing Space Borne Radar Advanced Simulator, RT-SBRAS),相较过往方法,该模拟器可快速稳定地模拟复杂建筑物星载SAR图像。基于此,构建了人造建筑物高分辨SAR三维成像仿真(3D SAR Building Simulation, 3DSARBuSim)数据集的1.0版本,其中包含8个典型建筑物场景的双频段多航过全链路仿真数据。最后给出正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法和双频OMP算法在所提数据集上的验证实验,该数据集可对算法进行清晰、准确的定量比较。

关键词：合成孔径雷达(SAR) 层析成像双频数据集

重频超宽带电磁脉冲对GPS导航接收机的效应研究

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强激光与粒子束 2024年第3期36卷 65-71页

作者：胡明陈圣贤李永龙袁雪林中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107

全球定位系统(GPS)在被广泛应用的同时,也容易受到外界的干扰,因此研究GPS导航接收机的可靠性具有重要意义。超宽带(UWB)电磁脉冲具有陡峭的上升沿和宽频谱,能够对GPS进行干扰,是一种新型导航干扰手段。通过分析重频超宽带电磁脉冲的能... 详细信息

全球定位系统(GPS)在被广泛应用的同时,也容易受到外界的干扰,因此研究GPS导航接收机的可靠性具有重要意义。超宽带(UWB)电磁脉冲具有陡峭的上升沿和宽频谱,能够对GPS进行干扰,是一种新型导航干扰手段。通过分析重频超宽带电磁脉冲的能量谱线分布情况探究了其对GPS导航接收机的干扰机理,对重频UWB电磁脉冲对GPS接收机干扰效果与脉冲参数之间的关系进行了研究。结果表明:重频UWB电磁脉冲可以对导航接收机射频前端电路造成非线性干扰,降低接收机的捕获性能,提高脉冲场强或者重频可以增强干扰效果,甚至导致接收机失去捕获能力。

关键词：电磁脉冲超宽带导航接收机捕获性能压制干扰

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超宽带脉冲作用下抗干扰器件的特性分析

强激光与粒子束 2024年第1期36卷 62-69页

作者：陈圣贤胡明李永龙袁雪林中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107

基于高重频超宽带脉冲,研究了高重频超宽带脉冲对自适应调零天线和PIN限幅器的抗干扰性能的影响。基于Matlab和ADS仿真软件搭建模型,并通过实验平台对ADS的仿真结果进行验证。实验结果表明:对于导航接收机中的自适应调零天线,超宽带干... 详细信息

基于高重频超宽带脉冲,研究了高重频超宽带脉冲对自适应调零天线和PIN限幅器的抗干扰性能的影响。基于Matlab和ADS仿真软件搭建模型,并通过实验平台对ADS的仿真结果进行验证。实验结果表明:对于导航接收机中的自适应调零天线,超宽带干扰脉冲会使其射频链路产生饱和效应,从而使功率倒置算法失效,进而无法在干扰方向形成零陷;对于PIN限幅器,超宽带干扰脉冲可以使其产生明显的尖峰泄露效应。相较于ns量级的窄谱高功率微波脉冲,超宽带脉冲对限幅器的干扰能力更强。

关键词：超宽带电磁脉冲自适应调零天线 PIN限幅器尖峰泄露饱和效应

基于脉冲神经网络的轻量化SAR图像舰船识别算法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 474-482页

作者：谢洪途陈佳兴张琳朱楠楠中山大学·深圳电子与通信工程学院广东深圳518107 空军预警学院湖北武汉430019 中山大学系统科学与工程学院广东广州510275

针对传统方法进行合成孔径雷达(SAR)图像目标识别存在参数多、能耗高等问题,提出了一种基于脉冲神经网络(SNN)的轻量化SAR图像舰船识别算法.首先,利用视觉注意力机制提取SAR图像视觉显著图,采用泊松编码器进行脉冲序列编码,能抑制背景... 详细信息

针对传统方法进行合成孔径雷达(SAR)图像目标识别存在参数多、能耗高等问题,提出了一种基于脉冲神经网络(SNN)的轻量化SAR图像舰船识别算法.首先,利用视觉注意力机制提取SAR图像视觉显著图,采用泊松编码器进行脉冲序列编码,能抑制背景噪声干扰.然后,结合泄漏整合发射(LIF)脉冲神经元和卷积神经网络,构建融合时序信息的SNN模型,能实现SAR图像舰船识别.最后,采用反正切函数作为反向传播时脉冲发射函数的梯度替代函数对SNN模型进行优化,能解决模型难以训练的问题.实验结果表明所提算法具有高精度、少参数、高效率和低能耗等优势,能实现SAR图像高效准确舰船识别.

关键词：合成孔径雷达图像舰船识别脉冲神经网络轻量化

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面向可见光无线定位的指纹推理模型校准

电子学报 2024年第6期52卷 1925-1937页

作者：周炳朋陈光森王鑫中山大学电子与通信工程学院广东深圳518107 中山大学深圳市导航通信一体化重点实验室广东深圳518107

针对可见光无线定位指纹推算技术遇到的指纹赋权模型校准难题,本文利用贝叶斯推断理论和随机优化方法,提出了一种高效的指纹赋权模型校准优化方法.首先,利用可见光接收信号强度及其对应的位置和姿态标签建立指纹数据库;其次,依据指纹观... 详细信息

针对可见光无线定位指纹推算技术遇到的指纹赋权模型校准难题,本文利用贝叶斯推断理论和随机优化方法,提出了一种高效的指纹赋权模型校准优化方法.首先,利用可见光接收信号强度及其对应的位置和姿态标签建立指纹数据库;其次,依据指纹观测模型及最大熵理论,构建高斯型指纹赋权模型,用于推算可见光无线终端的位置和姿态;然后,依据随机优化理论,将高斯赋权模型校准难题建模为随机优化问题,并设计了基于连续凸函数逼近的赋权模型优化算法解决其中的非凸函数优化难题,从而实现对指纹赋权模型参数的高效校准,提升可见光定位的指纹推算精度.通过对指纹赋权过程进行建模与优化,本文提出的指纹定位方法能够有效抑制非视距传播干扰、弥补指纹匹配误差,极大地提升了可见光指纹定位的精度.仿真数据表明,本文基于指纹赋权模型优化的可见光无线定位算法相比于主流的指纹定位方法具有更高的定位性能.

关键词：可见光无线定位指纹模型室内定位非视距干扰

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基于多层次融合的弱监督目标检测网络

模式识别与人工智能 2024年第5期37卷 424-434页

作者：曹环陈曾平中山大学电子与通信工程学院深圳518107

由于缺少精确的边界框注释,弱监督目标检测器依赖预训练图像分类模型对候选区域进行分类.然而,预训练模型通常对具有鉴别性的区域而非完整的目标产生高响应,导致局部主导、实例丢失和非紧密框等问题.为此,文中提出基于多层次融合的弱监... 详细信息

由于缺少精确的边界框注释,弱监督目标检测器依赖预训练图像分类模型对候选区域进行分类.然而,预训练模型通常对具有鉴别性的区域而非完整的目标产生高响应,导致局部主导、实例丢失和非紧密框等问题.为此,文中提出基于多层次融合的弱监督目标检测网络,从增强对弱鉴别性空间特征的学习、类内样本特征丰富性和可信伪标签权重的角度提升检测性能.首先,幂池化层利用幂函数加权融合邻域内的激活值,减少弱鉴别性特征的信息损失.其次,特征混合方法随机融合候选区域的特征向量,丰富训练样本特征的多样性.最后,基于置信度的样本重加权策略融合预测值和伪标签的置信度,调节伪标签对训练的影响.在3个基准数据集上的实验表明文中网络性能较优.

关键词：目标检测弱监督学习多层次融合深度网络