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一种复杂场景下间歇采样转发干扰抑制算法

系统工程与电子技术 2024年

作者：安强叶春茂鲁耀兵张彦北京无线电测量研究所

间歇采样转发干扰（Interrupted Sampling Repeater Jamming，ISRJ）是一种对现代雷达系统构成重大威胁的相干干扰方式。在大干扰时域占空比或者弱能量干扰等复杂场景下，ISRJ干扰切片相互遮掩且能量接近真实目标，这将导致传统时频域... 详细信息

间歇采样转发干扰（Interrupted Sampling Repeater Jamming，ISRJ）是一种对现代雷达系统构成重大威胁的相干干扰方式。在大干扰时域占空比或者弱能量干扰等复杂场景下，ISRJ干扰切片相互遮掩且能量接近真实目标，这将导致传统时频域算法干扰抑制效果大幅度下降以至失效。针对该问题，本文从ISRJ时频耦合机理入手，提出了一种新的针对复杂场景优化的间歇采样转发干扰抑制算法。该算法遵循“解耦-滤波-重构”流程处理含干扰回波，具体而言，我们首先通过时频解耦变换，将干扰多组转发切片对齐，以有效降低干扰的时域占空比；接着，我们通过噪声区域的划分，采用低门限原则对时频图进行二值化处理；随后，我们采用最保守原则生成时域遮罩，滤除干扰；最后，我们通过间断CLEAN技术处理重构完整目标回波。此外，本文进行了多组仿真实验，验证了所提算法的有效性，分析了多组参数变化对其性能的影响，并评估了算法的实时性。理论分析和仿真结果共同证实，相较于传统滤波类抗ISRJ算法，本文所提出的新算法可以在大干扰时域占空比和弱能量等复杂干扰场景下，展现出更为优越的干扰抑制性能。

关键词：间歇采样转发干扰 CLEAN技术时频分析解调频处理

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场景导向的雷达系统模型设计与仿真方法研究

图学学报 2024年第2期45卷 284-291页

作者：张然李源王昊孙照强赵媛媛北京无线电测量研究所北京100854

由于雷达系统工作过程、接口交互目前主要采用文本的形式进行描述,导致了系统的整体验证过度依赖实物,因而带来了验证周期长、设计修正成本高等问题。针对研制过程中存在的问题,采用MBSE思想,开展了以雷达场景为导向的需求分析,并根据... 详细信息

由于雷达系统工作过程、接口交互目前主要采用文本的形式进行描述,导致了系统的整体验证过度依赖实物,因而带来了验证周期长、设计修正成本高等问题。针对研制过程中存在的问题,采用MBSE思想,开展了以雷达场景为导向的需求分析,并根据雷达系统功能成熟度、复杂度等特点,详细阐述了适用于不同雷达的功能分析方法,重点介绍了雷达系统与分系统的架构设计和三层仿真验证方法,将系统调试阶段的部分验证环节提前到系统设计初期,解决了过度依赖实物的痛点问题,对雷达系统新研制模式的应用具有积极的意义。

关键词：雷达场景需求分析功能分析架构设计仿真验证

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基于角度引导注意力的气动目标宽带PD识别方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：李家宽冯博刘红亮叶春茂余继周北京无线电测量研究所

逆合成孔径雷达（inverse synthetic aperture radar，ISAR）图像包含目标结构、尺寸和姿态等重要信息，是雷达自动目标识别的重要手段。然而获得高分辨率的ISAR图像需要雷达长时间照射，在实际工程应用中存在较大的限制。相比之下，宽... 详细信息

逆合成孔径雷达（inverse synthetic aperture radar，ISAR）图像包含目标结构、尺寸和姿态等重要信息，是雷达自动目标识别的重要手段。然而获得高分辨率的ISAR图像需要雷达长时间照射，在实际工程应用中存在较大的限制。相比之下，宽带脉冲多普勒（pulse doppler，PD）图像通过短脉冲积累成像，同时它包含了比一维高分辨距离像更为丰富的目标信息，因此能够在有限资源下实现更高的识别性能。本文以不同入射视线角下图像中调制现象差异为出发点，设计了一种角度引导注意力的卷积神经网络。首先通过混合注意力残差模块，使网络聚焦于图像空域的差异，从而有效提升目标精细化特征的表征能力。之后设计了角度引导注意力模块，通过角度编码将入射视线角信息嵌入网络，实现目标特征表示与姿态的关联耦合，进一步提升识别准确率。最终通过三类飞机的实测宽带PD图像进行分类识别，验证了本文所设计网络的有效性。

关键词：宽带脉冲多普勒图像目标识别注意力机制角度引导

基于盲源分离结合奇异谱分析的雷达多分量信号识别方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：聂千祁沙明辉朱应申王崇宇崔念强北京无线电测量研究所

针对阵列在同波束内同时接收到多个雷达信号，造成时域混叠，难以进行信号检测与参数测量，导致信号调制类型识别困难的问题，本文提出一种基于盲源分离结合奇异谱分析的雷达多分量信号识别方法。首先利用奇异谱分析对接收的阵列信号进... 详细信息

针对阵列在同波束内同时接收到多个雷达信号，造成时域混叠，难以进行信号检测与参数测量，导致信号调制类型识别困难的问题，本文提出一种基于盲源分离结合奇异谱分析的雷达多分量信号识别方法。首先利用奇异谱分析对接收的阵列信号进行降噪处理，再使用盲源分离方法对混叠的多分量信号进行分离，然后对分离信号进行时频变换得到信号时频图，最后将时频图作为深度学习网络的输入，对信号进行识别。仿真结果表明，在5dB下，对同波束内接收的多分量信号的平均识别率达到92.67%，有较好的识别效果。

关键词：盲源分离信号识别时频分析深度学习

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基于改进残差神经网络的雷达信号识别方法

系统工程与电子技术 2024年第10期46卷 3356-3364页

作者：聂千祁沙明辉朱应申北京无线电测量研究所北京100854

针对低信噪比情况下,雷达信号特征提取困难,导致识别准确率较低的问题,提出一种基于改进残差神经网络的雷达信号调制识别方法。首先使用时频分析方法,将时域信号转化为二维时频图像;然后对图像进行灰度化、高斯滤波、双线性插值、归一... 详细信息

针对低信噪比情况下,雷达信号特征提取困难,导致识别准确率较低的问题,提出一种基于改进残差神经网络的雷达信号调制识别方法。首先使用时频分析方法,将时域信号转化为二维时频图像;然后对图像进行灰度化、高斯滤波、双线性插值、归一化等预处理,作为深度学习模型的输入;最后搭建改进的残差神经网络,利用空间和通道重构单元减少特征冗余,提高特征提取精度,从而提高低信噪比下雷达信号识别准确率。仿真实验结果表明,信噪比为-8 dB时,该方法对12类典型雷达信号的整体识别准确率达到96.67%,具有较好的噪声鲁棒性与抗混淆能力。

关键词：辐射源信号识别时频分析深度学习残差神经网络

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基于改进轻量化卷积神经网络的雷达干扰识别方法

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现代防御技术 2024年

作者：付亦凡阮航周东平穆贺强北京无线电测量研究所

针对战场实战电磁对抗作战中，大量雷达干扰信号可以被简单迅速地生成，使用传统卷积神经网络对雷达干扰进行识别存在规模大，难以在小型化装备上搭载的问题。本文提出一种改进的轻量化卷积神经网络，通过在传统神经网络中使用动态卷积... 详细信息

针对战场实战电磁对抗作战中，大量雷达干扰信号可以被简单迅速地生成，使用传统卷积神经网络对雷达干扰进行识别存在规模大，难以在小型化装备上搭载的问题。本文提出一种改进的轻量化卷积神经网络，通过在传统神经网络中使用动态卷积核尺寸并添加批量归一化层技术，提高网络的识别效能。通过提取干扰信号时频特征，构建训练集与测试集对网络进行训练。仿真实验表明，该网络对六种干扰信号在-8dB干噪比条件下识别准确率达到96%以上，对比其他网络具有更好的准确率效能比。

关键词：雷达有源干扰卷积神经网络轻量化动态卷积核特征提取

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机载SAR方位宽幅扫描波束控制方法

现代防御技术 2024年

作者：邢涛李军王志锐北京无线电测量研究所

机载SAR系统通过扫描实现方位大幅宽，扫描角速度受方位分辨率、斜视角等参数制约，扫描效率和方位分辨率难以同时兼顾成为机载方位宽幅扫描SAR设计和实现中的难题。为了实现航线内方位宽幅扫描，本文提出了一种波束控制方法，首先通过... 详细信息

机载SAR系统通过扫描实现方位大幅宽，扫描角速度受方位分辨率、斜视角等参数制约，扫描效率和方位分辨率难以同时兼顾成为机载方位宽幅扫描SAR设计和实现中的难题。为了实现航线内方位宽幅扫描，本文提出了一种波束控制方法，首先通过推导得到不同景图像间扫描角度变化规律，然后根据角度变化规律设计各景图像的起始扫描角和终止扫描角，设计的波束控制方法对各景图像扫描角速度满足分辨率要求，并且时变角速度具有高的扫描效率，景与景之间重叠保证覆盖，目标场景位于航线内扫描幅宽中间。

关键词：合成孔径雷达方位扫描大幅宽

入射视线角引导雷达图像特征融合的气动目标识别方法

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现代防御技术 2024年

作者：李家宽冯博申伦豪叶春茂余继周北京无线电测量研究所

高分辨ISAR图像在目标识别中发挥着重要作用，但是获取目标高分辨的ISAR图像需要长时间的雷达照射，无法满足雷达资源调度需求。对此本文提出了一种入射视线角引导雷达图像特征融合的识别方法，首先选取驻留时间内的两端时间资源用于成... 详细信息

高分辨ISAR图像在目标识别中发挥着重要作用，但是获取目标高分辨的ISAR图像需要长时间的雷达照射，无法满足雷达资源调度需求。对此本文提出了一种入射视线角引导雷达图像特征融合的识别方法，首先选取驻留时间内的两端时间资源用于成像，满足雷达其余功能在时间上的调整与分配。其次考虑到不同机型图像调制现象的差异以及同一机型在不同入射视线角下的调制差异，设计混合注意力残差模块和角度引导注意力模块使网络有针对性地关注图像的关键区域并将目标特征与目标姿态进行关联。之后通过特征融合模块进行图像特征的整合以实现融合识别，最终通过三类飞机实测数据证明，该方法能在满足雷达资源调度需求的前提下获得较高的识别精度。

关键词：逆合成孔径雷达图像目标识别卷积神经网络注意力机制入射视线角特征融合

大规模阵列Kronecker稳健波束形成器

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系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 1847-1854页

作者：王德伍虞泓波袁耀辉廖胜男陈燕北京理工大学信息与电子学院北京100081 北京无线电测量研究所北京100854

针对大规模阵列对样本需求量大、计算复杂度高的问题,提出一种应用于大规模阵列的Kronecker自适应稳健波束形成器。首先,将期望信号导向矢量分解成两个导向矢量的Kronecker乘积,将原始导向矢量的失配问题转化为两个低维导向矢量的失配问... 详细信息

针对大规模阵列对样本需求量大、计算复杂度高的问题,提出一种应用于大规模阵列的Kronecker自适应稳健波束形成器。首先,将期望信号导向矢量分解成两个导向矢量的Kronecker乘积,将原始导向矢量的失配问题转化为两个低维导向矢量的失配问题;然后,基于最坏情况性能最优原理建立双二次代价函数,并利用双迭代算法求解该代价函数,每次迭代过程只需求解两个低维的二阶锥规划问题。理论分析和仿真实验结果表明,与传统全维稳健算法相比,所提方法能够有效降低计算复杂度和样本需求量,与现有的降维稳健算法相比,由于具有更多自由度,所提方法具有更高的输出信干噪比。

关键词：大规模阵列 Kronecker积降维稳健波束形成器双迭代算法二阶锥规划

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