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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

用于吸气式电推进系统的射频等离子体推力器实验测试

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航空学报 2024年

作者：郑鹏吴建军张宇钟宇轩国防科技大学空天科学学院

吸气式电推进系统能够摄取稀薄大气作为电推力器的推进工质，有望在不从地面携带推进剂的条件下，满足超低轨道飞行器长期在轨运行期间的推进动力需求。文章基于感性耦合等离子体源，添加了物理喷管和附加增强磁场，设计了一种用于吸气... 详细信息

吸气式电推进系统能够摄取稀薄大气作为电推力器的推进工质，有望在不从地面携带推进剂的条件下，满足超低轨道飞行器长期在轨运行期间的推进动力需求。文章基于感性耦合等离子体源，添加了物理喷管和附加增强磁场，设计了一种用于吸气式电推进系统的射频等离子体推力器。超低轨道大气的主要成分为氮气和原子氧，鉴于原子氧电离能低，且难以在地面条件下储存使用，文章使用氮气工质对推力器在不同工质流量、射频功率和磁场设置条件下的推力性能进行了实验测试。结果表明，使用附加增强磁场能够有效提高推力器的推力和比冲大小，并在一定轨道范围内实现稀薄大气阻力完全补偿，为超低轨道吸气式电推进系统的研制与应用提供了有效技术途径。

关键词：超低轨道感性耦合等离子体增强磁场推力比冲

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合成双射流控制水滴轨迹特性实验研究

航空学报 2024年

作者：高天翔罗振兵周岩彭文强程盼国防科技大学空天科学学院

为进一步发展合成双射流防冰/除冰技术，搭建了合成双射流控制水滴轨迹特性实验台，通过高速摄影研究了合成双射流激励器相对水滴静止以及存在相对运动时激励器驱动电压、驱动信号相位对微水滴轨迹的影响。以水滴受到射流影响375 μs后... 详细信息

为进一步发展合成双射流防冰/除冰技术，搭建了合成双射流控制水滴轨迹特性实验台，通过高速摄影研究了合成双射流激励器相对水滴静止以及存在相对运动时激励器驱动电压、驱动信号相位对微水滴轨迹的影响。以水滴受到射流影响375 μs后的水平速度增量(Vxdroplet)作指标，评估射流对水滴轨迹特性的影响。激励器与水滴不存在相对运动时（转盘静止），Vxdroplet从驱动信号幅值为60 V的0.65 m/s增大至165V的2.29 m/s，增长趋势呈线性。水滴产生时射流所处相位对水滴的轨迹影响较大。保持165V的驱动信号幅值，不同射流初始相位φ下的Vxdroplet可从1.11 m/s变化至4.98 m/s。当合成双射流激励器以4.4 m/s的线速度接近水滴时（通过转盘转动实现），Vxdroplet从驱动信号幅值为60V时的1.57 m/s增大至驱动幅值为165V时的3.67 m/s。并且圆盘本身的转动对Vxdroplet的影响很小。此外，圆盘转动时Vxdroplet随射流初始相位φ的变化相比转盘静止时有一个时间差，但总体变化趋势相近，并且转盘转动时对应的Vxdroplet更大。以上实验中射流均能够使得水滴的速度在极短时间内提升至与水滴产生区域射流速度相近的量级(O（m/s）)。转盘以更高速度转动时（实验中激励器与水滴最大相对线速度可达22 m/s），合成双射流仍对水滴轨迹有明显影响。

关键词：合成双射流水滴轨迹防冰高速摄影 PIV流场测试

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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

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静水压下水声吸声材料研究进展

科学通报 2024年第17期69卷 2368-2379页

作者：韦叶金赵宏刚王洋钟杰孙垚郑周甫杨海滨温激鸿国防科技大学智能科学学院长沙410003

随着声呐技术的快速发展,潜艇等水下装备的声隐身要求变得越来越高.水声吸声材料是实现水下装备声隐身的重要手段之一,多年来持续受到广泛研究.相比空气声,水下声波传播更快、波长更长,低频有效吸声更加困难.此外,水下装备的下潜深度逐... 详细信息

随着声呐技术的快速发展,潜艇等水下装备的声隐身要求变得越来越高.水声吸声材料是实现水下装备声隐身的重要手段之一,多年来持续受到广泛研究.相比空气声,水下声波传播更快、波长更长,低频有效吸声更加困难.此外,水下装备的下潜深度逐步增大,水声材料需要承受很大的静水压力.已有研究表明,静水压力对吸声材料的声学性能影响显著,实现高静水压下低频宽带吸声的材料设计是该领域的技术难题,需进一步深化吸声机理分析和优化设计工作.本文首先介绍了当前水声吸声材料在静水压下的分析方法,总结了材料的主流吸声机理以及静水压力对吸声的影响,并从材料设计方面综述了抗静水压吸声材料的研究现状,最后展望了静水压力下吸声材料的研究趋势和挑战,以期推动静水压下水声吸声材料的发展.

关键词：水声吸声材料抗静水压吸声机理分析方法材料设计

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基于分式二次规划的互模糊函数赋形方法

雷达学报（中英文） 2024年第1期13卷 174-186页

作者：杨晨吴蕾杨威姜卫东刘永祥国防科技大学电子科学学院长沙410073 北京跟踪与通信技术研究所北京100094

在开展认知雷达波形设计时,由于发射波形与接收滤波器的非匹配体制,互模糊函数赋形相比传统模糊函数赋形优化自由度更高。该文针对强杂波条件下微弱运动目标检测问题,以最大化信干噪比为优化准则,提出了一种联合发射相位编码序列与接收... 详细信息

在开展认知雷达波形设计时,由于发射波形与接收滤波器的非匹配体制,互模糊函数赋形相比传统模糊函数赋形优化自由度更高。该文针对强杂波条件下微弱运动目标检测问题,以最大化信干噪比为优化准则,提出了一种联合发射相位编码序列与接收滤波器设计的互模糊函数赋形方法。在恒模约束下,优化问题被建模为二次分式规划形式;然后通过引入辅助变量,并利用共轭梯度法求解Stiefel流形空间上的最小化问题,非凸优化据此转化为恒模约束二次优化问题;通过交替循环和类幂迭代算法求得最优解。此外考虑到发射波形受硬件限制而难以实现严格恒模,该文构建了一种低峰均比约束二次优化问题模型,并利用最近邻向量法求得最优解。最后,不同参数下的仿真与实测数据实验表明,该文赋形方法相较于传统方法具有较高的信干噪比增益和收敛速度。

关键词：认知雷达波形设计互模糊函数信干噪比最大化恒模约束低峰均比约束

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基于码重奇偶性的扩展BCH码盲识别

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1783-1791页

作者：尤红雨王垚王翔黄知涛国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

实际应用中的扩展BCH(Bose Chaudhuri Hocquenghem)码具有码率高、码长多变、结构复合等特点,在编码识别领域,对高码率编码码长估计、特定码型识别等方面仍缺乏研究成果。针对上述问题,提出了一种基于码重奇偶性的码长估计方法,在此基础... 详细信息

实际应用中的扩展BCH(Bose Chaudhuri Hocquenghem)码具有码率高、码长多变、结构复合等特点,在编码识别领域,对高码率编码码长估计、特定码型识别等方面仍缺乏研究成果。针对上述问题,提出了一种基于码重奇偶性的码长估计方法,在此基础上,利用有限域傅氏变换识别编码码型,实现了扩展BCH码的识别。该识别过程有别于其他文献中已知码型、再识别其他参数的方法,更加符合实际情况。仿真结果表明,所提方法能够实现二进制对称信道下的高码率扩展BCH码的识别。当误码率小于1.5×10^(-2)时,除了码长为128的编码,对其他码长的编码识别准确率能达到94%以上,当误码率小于7×10^(-3)时,识别准确率接近100%,识别性能优于现有算法。所提方法能有效实现对扩展BCH码的识别,具有较好的误码适应能力。

关键词：信道编码扩展BCH码码重奇偶性有限域傅氏变换识别

一种基于谱连续的极化-多普勒气象雷达信号重构方法

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2285-2293页

作者：安孟昀殷加鹏黄建开李永祯王雪松国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073

谱极化滤波技术广泛应用于气象雷达杂波抑制中,但是当地杂波与降雨目标混叠时,这些方法在滤除杂波的同时会损失气象信息。针对这一问题,提出一种基于谱连续的极化-多普勒气象雷达信号重构方法。该方法利用气象回波和杂波在距离-多普勒... 详细信息

谱极化滤波技术广泛应用于气象雷达杂波抑制中,但是当地杂波与降雨目标混叠时,这些方法在滤除杂波的同时会损失气象信息。针对这一问题,提出一种基于谱连续的极化-多普勒气象雷达信号重构方法。该方法利用气象回波和杂波在距离-多普勒图上的特征差异实现气象目标的保留和杂波的滤除。具体是利用气象目标的多普勒速度和谱宽的空间连续性,采用多项式拟合和高斯拟合的方法补偿降雨区域。业务气象雷达实测数据验证了所提方法的有效性。

关键词：极化-多普勒气象雷达杂波抑制信号恢复谱连续

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

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