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基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法

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雷达学报（中英文） 2024年第1期13卷 240-252页

作者：苏汉宁潘嘉蒙鲍庆龙郭福成胡卫东国防科技大学自动目标识别国家重点实验室长沙410073 国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室长沙410073

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样... 详细信息

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样转发干扰的部分匹配特性,该文在匹配滤波过程中引入了扩展域,即波形域,以研究干扰信号与真实目标回波信号元素的局部特征,并在每个波形域上定义了自适应的阈值函数。其次,引入卡尔曼滤波对波形域信号进行状态估计,通过自适应阈值检测筛选出波形域信号中的有效积分元素与无效积分元素,并建立关于有效积分元素的估计状态空间。最后,在抑制波形域信号中的无效积分元素的同时,从有效积分元素的估计状态空间中补充相应长度的积分元素,保留剩余的有效积分元素,通过积分得到不含虚假目标的距离像结果。该文所提方法不倚赖于任何干扰机参数等先验信息,即可有效抑制间歇采样转发干扰。仿真实验表明,与传统方法相比,该文方法实现的抗间歇采样转发干扰性能更优。

关键词：波形域抗间歇采样转发干扰匹配滤波自适应

无人机系统MTBF和使用可用度的建模与仿真

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2401-2412页

作者：陈旭李岳张书锋国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室湖南长沙410073

针对无人机系统组成结构复杂、影响其可靠性可用性的维修保障因素较多的问题,基于设备寿命分布假设,构建了考虑预防性维修和起飞前故障检查的系统平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)和使用可用度解析模型。并模拟无人... 详细信息

针对无人机系统组成结构复杂、影响其可靠性可用性的维修保障因素较多的问题,基于设备寿命分布假设,构建了考虑预防性维修和起飞前故障检查的系统平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)和使用可用度解析模型。并模拟无人机的维修过程,采用蒙特卡罗仿真的方法进行MTBF和使用可用度的仿真分析。解析与仿真两种方法的结果具有较好的一致性,可为无人机确定保障方案提供技术途径。

关键词：平均故障间隔时间使用可用度预防性维修起飞前检查

氨硼烷制备的高宽厚比氮化硼纳米片及其形成机理

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材料工程 2024年第4期52卷 176-182页

作者：宋曲之王兵杜贻昂吴爽王应德国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室长沙410037

受限于商业氮化硼(BN)晶体尺寸及BN独特的层间相互作用,传统的剥离法难以实现高宽厚比(>5000)氮化硼纳米片(BNNSs)的制备。以氨硼烷为前驱体,经烧结和分离得到了高宽厚比的BNNSs。通过FTIR,TG,TEM,XRD等手段对BNNSs的组成结构及形成机... 详细信息

受限于商业氮化硼(BN)晶体尺寸及BN独特的层间相互作用,传统的剥离法难以实现高宽厚比(>5000)氮化硼纳米片(BNNSs)的制备。以氨硼烷为前驱体,经烧结和分离得到了高宽厚比的BNNSs。通过FTIR,TG,TEM,XRD等手段对BNNSs的组成结构及形成机理进行表征。结果表明:当温度超过80℃时,氨硼烷之间开始交联脱氢,氢气释放使得在交联过程中形成泡沫结构,并最终在1000℃完成无机化,得到含有BNNSs的BN泡沫,其中的膜结构即为BNNSs。所制备的BNNSs为六方晶型结构,厚度约为1.5 nm,宽度约30μm,宽厚比达到20000。将高宽厚比的BNNSs与聚乙烯醇(PVA)复合制备成复合膜,其导热及力学性能相较于小宽厚比BNNSs所制备的复合膜有显著提升,充分说明了高宽厚比BNNSs在BN基复合材料领域的应用优势。

关键词：氨硼烷氮化硼纳米片高宽厚比热导率

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极化雷达图像目标超分辨率重建研究进展

电子与信息学报 2024年第5期46卷 1806-1826页

作者：李铭典肖顺平陈思伟国防科技大学电子科学学院长沙410073

成像雷达具有全天时、全天候的观测能力,能够通过成像处理获得目标雷达图像信息,是对地观测、侦察监视等民用和军用领域中的重要遥感设备。高分辨率雷达图像能够提供目标的详细轮廓和精细结构,有利于后续目标分类识别等应用。对获取的... 详细信息

成像雷达具有全天时、全天候的观测能力,能够通过成像处理获得目标雷达图像信息,是对地观测、侦察监视等民用和军用领域中的重要遥感设备。高分辨率雷达图像能够提供目标的详细轮廓和精细结构,有利于后续目标分类识别等应用。对获取的雷达图像,如何利用信号和信息处理等理论方法进一步提升分辨率,突破分辨率瑞利极限,具有重要的科学研究和实际应用价值。另一方面,作为电磁波的重要属性之一,极化在目标特性的获取和挖掘中发挥着重要作用,能够为目标超分辨率重建带来丰富信息。为此,该文梳理了极化雷达图像目标超分辨率重建的概念及性能评价指标,并重点归纳整理了极化雷达图像目标超分辨率重建方法及其应用。最后,总结了现有方法的局限性并展望了未来的技术发展趋势。

关键词：雷达图像极化超分辨率重建信号处理深度学习

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基于迭代二次优化算法的低截获波形序列设计

电子与信息学报 2024年第5期46卷 2048-2056页

作者：刘强张敏郭福成殷加鹏胡卫东国防科技大学电子科学学院长沙410073

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收... 详细信息

对抗条件下,低截获雷达通过发射特殊波形防止非合作电子侦察系统截获和检测其发射信号,是现代雷达技术的重点研究方向。该文旨在降低电子侦察系统的功率截获概率,在保证目标的辐射能量基础上,针对短时傅里叶变换(STFT)宽带数字侦察接收机特点,从能量的时频分布的角度将波形设计技术应用到无源对抗领域。首先,建立STFT宽带数字侦察接收机检测低截获模型,利用2次优化模型,将低截获问题转变为恒包络序列迭代优化问题;然后,为了获得较好的自相关性能,利用辅助标量,将优化模型转化为2次和形式,结合迭代算法得到了所提低截获波形序列;最后,讨论了计算复杂度。从仿真结果上看,所提序列比常见相位编码信号在相同的接收信噪比下具有更优的低截获能力,另外,引入Pareto权对所提序列的自相关特性进行控制,有效地提高了设计灵活性。

关键词：低截获雷达波形设计迭代2次优化

水声吸声尖劈的低频吸声特性及其背衬影响规律

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机械工程学报 2024年第5期60卷 142-156页

作者：钟杰管峰杨海滨赵宏刚温激鸿国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 海军研究院北京100161

水声探测技术的低频化发展对水声吸声尖劈(Underwater sound-absorbing wedge,USAW)的低频吸声性能提升提出了迫切需求。以侧重低频吸声性能的视角,从建模分析方法、低宽频吸声特性和背衬影响规律三个方面入手,重新审视水声吸声尖劈的... 详细信息

水声探测技术的低频化发展对水声吸声尖劈(Underwater sound-absorbing wedge,USAW)的低频吸声性能提升提出了迫切需求。以侧重低频吸声性能的视角,从建模分析方法、低宽频吸声特性和背衬影响规律三个方面入手,重新审视水声吸声尖劈的低宽频吸声特性。首先,基于分层等效-传递矩阵方法,建立了背衬输入阻抗与吸声尖劈总输入阻抗之间的解析关系,指出了背衬条件对吸声尖劈吸声性能影响的必然性,并发现传统建模方法忽略基体材料的剪切效应对表征吸声尖劈的吸声性能影响非常小,而忽略排布间隙水域则会高估其低频吸声性能。然后,系统比较吸声尖劈和吸声平板的吸声特性差异发现,若仅关注低频吸声性能,吸声尖劈并不比等厚度的吸声平板更优,其优势主要体现在兼顾低频和宽带吸声设计方面。最后,深入比较吸声尖劈在几种典型背衬下的吸声特性表明,不同背衬条件对吸声尖劈的低频吸声性能影响显著,并进一步阐释了相关影响机理。

关键词：水声吸声尖劈低频输入阻抗边界效应

方位向调制干扰对高分宽幅多通道SAR的影响

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系统工程与电子技术 2024年第6期46卷 1946-1956页

作者：邢世其纪朋徽代大海冯德军国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

多通道合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)能够利用方位向多通道重构处理去除多普勒模糊,获得高分宽幅SAR图像。针对此特殊的多通道重构处理方式,研究了传统SAR方位向调制干扰对高分宽幅多通道SAR的影响,包括多普勒调制干扰和... 详细信息

多通道合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)能够利用方位向多通道重构处理去除多普勒模糊,获得高分宽幅SAR图像。针对此特殊的多通道重构处理方式,研究了传统SAR方位向调制干扰对高分宽幅多通道SAR的影响,包括多普勒调制干扰和脉冲延迟转发干扰两种类型的方位向调制干扰方式,为高分宽幅多通道SAR干扰决策提供理论基础。理论分析指出,多普勒调制干扰信号经成像处理后将在方位向生成等间隔分布的虚假目标,并且幅度受与多普勒调制频率相关的正弦函数和匹配滤波损失联合调制;而脉冲延迟转发干扰信号在成像后将只有单个干扰目标出现,且目标的方位位置仅与延迟的脉冲数有关。仿真实验验证了理论分析的正确性。

关键词：合成孔径雷达高分宽幅多普勒调制干扰脉冲延迟调制干扰

基于精细极化分解的PolSAR车辆目标检测方法

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中国科学：信息科学 2024年第6期54卷 1516-1532页

作者：全斯农段颜翠王威邢世其徐振海肖顺平国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室长沙410073 国防科技大学电子科学学院自动目标识别国防科技重点实验室长沙410073

极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)能够获取目标丰富的极化信息,在人造目标的散射机理解译和检测、分类、识别等领域发挥着重要的作用.PolSAR车辆目标检测对环境侦察监视、道路交通监管等应用来说尤为关... 详细信息

极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)能够获取目标丰富的极化信息,在人造目标的散射机理解译和检测、分类、识别等领域发挥着重要的作用.PolSAR车辆目标检测对环境侦察监视、道路交通监管等应用来说尤为关键.不同于海上的舰船目标,车辆目标所处的地面背景包括草地、树木、建筑、道路等,背景杂波较为复杂,人造杂波干扰较强,这给PolSAR车辆目标的检测带来了一定的挑战.车辆目标散射机理的准确解译是后续极化特征提取和目标检测方法设计的基础.为了准确描述车辆目标的散射行为,本文构建了旋转二面角散射模型,并由此提出了一种精细五分量极化分解方法.在此基础上,通过分析车辆目标与其地面背景的散射特性差异,本文提出了一种散射功率复合特征检测器,用于车辆目标的检测.在两景实测无人机载SAR数据上的实验结果证明,本文方法能够显著提高车辆目标处的目标杂波比(target-to-clutter ratio,TCR),获得了优异的检测性能.此外,本文方法能够保留车辆目标完整的轮廓和细节信息,有助于后续的分类、识别等应用.

关键词：极化合成孔径雷达车辆目标检测旋转二面角散射精细极化分解散射功率复合特征

基于耗散稀释理论的声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器设计与实现

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中国科学：技术科学 2024年第5期54卷 898-910页

作者：刘瑛郑贤德徐博巫佳琦王曾晖吕克洪邱静刘冠军国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 电子科技大学基础与前沿研究院成都610054

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯... 详细信息

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯类二维材料体系.本文基于Zener滞弹性理论,对比分析高应力石墨烯薄板-薄膜模型下的能量分布与耗散特性,揭示边界处弯曲势能在总弯曲势能中的主导作用,指出薄板模型更适宜分析谐振器能量耗散特性.基于耗散稀释理论,结合石墨烯弯曲刚度特性,构建石墨烯纳机电谐振器耗散稀释理论模型,提出声子晶体软支撑耗散稀释机制.采用三角晶格晶胞构建声子晶体,并以此构建声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器,仿真验证局域态的存在且其品质因数放大因子高于非局域态近5倍,证明了声子晶体软支撑设计提高品质因数的有效性.通过分析局域态的振幅与曲率分布,解释了声子晶体软支撑局域振动能量、抑制耗散的机制.仿真分析品质因数放大因子与软支撑声子晶体层数关系,研究发现仅需2~3层声子晶体即可实现较优局域效果,对谐振器设计具有重要指导意义.针对设计方案,提出了大规模悬空石墨烯背浮法制备工艺与石墨烯声子晶体软支撑结构FIB刻蚀工艺,成功实现了声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器的制备.扫频测试结果表明,声子晶体软支撑石墨烯谐振器品质因数为圆形鼓膜石墨烯谐振器的2.5倍,验证了声子晶体软支撑结构抑制耗散提高品质因数的有效性.本文所建立石墨烯耗散稀释理论模型与声子晶体软支撑耗散稀释机制为石墨烯纳机电谐振器耗散特性研究提供了新思路,所研制声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器为石墨烯纳机电谐振器谐振特性分析、耗散机制研究提供了新平台和新方法.

关键词：石墨烯耗散稀释品质因数声子晶体聚焦离子束