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电磁频谱空间应用及发展趋势综述

电子科技大学学报 2024年第2期53卷 161-173页

作者：谢春茂张川黄明刘红军李恩杨仕文电子科技大学电子科学与工程学院成都611731 中国西南电子技术研究所成都610036

近年来,电磁频谱空间已逐步发展成为大国博弈的必争领域,成为国家的战略稀缺资源。在民用电磁频谱领域,电磁频谱拥挤、应用业务激增,在宽带频谱监测、频谱安全、频谱大数据及智能化应用方面面临着巨大挑战;军用电磁频谱博弈对抗愈加激烈... 详细信息

近年来,电磁频谱空间已逐步发展成为大国博弈的必争领域,成为国家的战略稀缺资源。在民用电磁频谱领域,电磁频谱拥挤、应用业务激增,在宽带频谱监测、频谱安全、频谱大数据及智能化应用方面面临着巨大挑战;军用电磁频谱博弈对抗愈加激烈,电磁频谱感知、监测及影响效应评估面临感知手段有限、频谱管控和协同应用能力不足等难题。该文首先回顾了典型电磁频谱应用现状、面临的挑战及国外发展趋势。然后,分析了国内电磁频谱空间总体设计和规划管理、典型工程实践和关键技术突破情况。最后,给出了我国电磁频谱空间应用的发展思路。

关键词：电磁频谱空间频谱应用频谱管控频谱监测

基于神经网络的FDA-MIMO低截获发射波形和接收波束形成联合设计

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雷达学报 2024年

作者：刘德顺夏德平陈露马艳峰南京电子技术研究所

针对传统相控阵或多输入多输出（MIMO）体制的低截获概率（LPI）阵列雷达仅能控制特定角度的辐射能量，而无法实现特定区域（距离、角度）能量控制的问题，该文提出一种基于神经网络的频控阵-多输入多输出（FDA-MIMO）雷达低截获概率发... 详细信息

针对传统相控阵或多输入多输出（MIMO）体制的低截获概率（LPI）阵列雷达仅能控制特定角度的辐射能量，而无法实现特定区域（距离、角度）能量控制的问题，该文提出一种基于神经网络的频控阵-多输入多输出（FDA-MIMO）雷达低截获概率发射波形设计方法。该方法通过对FDA-MIMO雷达的发射波形和接收波束形成联合设计，在确保雷达对目标检测概率的情况下，将雷达辐射能量均匀地分散到空域当中，并尽可能降低辐射到目标位置的能量，从而减小雷达信号被截获的概率。首先，建立了最小化方向图匹配误差准则下LPI性能发射波形设计和接收波束形成的优化目标函数；然后，将目标函数作为神经网络的损失函数；最后，通过迭代训练最小化神经网络的损失函数，直至网络收敛，求解出发射信号波形和对应的接收加权矢量。仿真结果表明，该文所提方法能更好地控制雷达功率分布，相比于传统算法，在控制发射方向图在非目标区域的波束能量分布方面有5d B的改善；此外，在接收端形成的接收方向图波束能量也更为集中，且在多个干扰位置均产生了-50 dB以下的零陷，具有很好的干扰抑制效果。

关键词： FDA-MIMO雷达 LPI雷达残差神经网络波形设计波束形成

局域分布式多功能一体化信号级博弈对抗仿真系统设计

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系统仿真学报 2024年

作者：李维谦杨天玉李宗阳陈建军南京电子技术研究所

未来战争的特征是体系化、一体化，现代化作战传感器电子设备已从单一功能向多功能一体化的方向转变，从单装对抗向体系对抗转变。为了研究区域内多个多功能一体化电子装备资源集约管控、自组织协同应用方式，构建了一种支持区域内多个... 详细信息

未来战争的特征是体系化、一体化，现代化作战传感器电子设备已从单一功能向多功能一体化的方向转变，从单装对抗向体系对抗转变。为了研究区域内多个多功能一体化电子装备资源集约管控、自组织协同应用方式，构建了一种支持区域内多个分布式多功能一体化电子装备开展协同作战/博弈对抗的信号级数字仿真系统。并针对博弈对抗仿真系统中多个装备工作模式不同、调度时序不同带来的仿真架构、仿真时序及节拍推进方式等仿真系统设计困难，提出一种“基于帧调度的变步长时间推进”与“独立事件驱动的时间推进”的联合时间推进机制，能够即保证每个装备每帧探测仿真数据的完整性，又能实现系统内多个装备按照自身的时序同时有序推进。仿真结果表明，该仿真系统能够实现对抗场景想定、博弈对抗仿真及结果显示，可为多功能一体化装备作战应用方式研究提供研究理论依据和试验平台支撑。

关键词：多功能一体化电子系统对抗仿真信号级仿真时间推进方式事件驱动

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一种小型化脉冲行波管高压电源设计与实现

强激光与粒子束 2024年第2期36卷 70-76页

作者：刘银川高文雷王桠枫刘期辉陈银杏北京真空电子技术研究所北京100015

为满足雷达整机对发射机小型化的需求,针对8~18 GHz宽带脉冲行波管设计了一种小型化高压电源。采用脉冲峰值功率设计方法,结合高压电容储能,实现了行波管在脉冲工作期间高压稳定输出。同时主功率逆变电路采用了移相全桥拓扑结构,高压整... 详细信息

为满足雷达整机对发射机小型化的需求,针对8~18 GHz宽带脉冲行波管设计了一种小型化高压电源。采用脉冲峰值功率设计方法,结合高压电容储能,实现了行波管在脉冲工作期间高压稳定输出。同时主功率逆变电路采用了移相全桥拓扑结构,高压整流电路采用了碳化硅二极管,这可减轻电源的散热压力,提高高压电源的功率密度。研制的小型化脉冲高压电源,阴极电压-6.5 kV,最大工作脉宽2 ms,峰值功率最大1600 W。与某型号脉冲行波管联调,在脉冲工作期间行波管输出射频信号功率稳定,测试结果验证了该设计方法的可行性。

关键词：小型化脉冲高压电源行波管碳化硅二极管微波功率模块

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大频率动态微弱MPSK信号高精度测频算法

系统工程与电子技术 2024年

作者：金磊曾富华蒋友邦王媛中国西南电子技术研究所

传统测频方法对多进制相移键控（Multiple Phase Shift Keying， MPSK）信号采样数据非线性变换后直接进行快速傅里叶变换，方法简单易实现，但频率测量范围小且精度差，无法适应目标高速机动、通信距离远导致MPSK信号频率动态大、信噪... 详细信息

传统测频方法对多进制相移键控（Multiple Phase Shift Keying， MPSK）信号采样数据非线性变换后直接进行快速傅里叶变换，方法简单易实现，但频率测量范围小且精度差，无法适应目标高速机动、通信距离远导致MPSK信号频率动态大、信噪比低的应用场景。针对该难题，提出了一种“粗+精”处理架构的高精度测频算法，粗测状态采用功率谱加窗法粗略测量多普勒频移，精捕状态采用变化率分槽修正和滑动分组平均压缩实现多普勒频移及其变化率的双重精确测量。试验与分析表明：所提算法在大频率动态、低信噪比条件下多普勒频移测量精度达到Hz级、多普勒变化率测量精度达到Hz/s级，显著提高MPSK信号的测频精度和检测灵敏度。

关键词：微弱MPSK信号大频率动态低信噪比高精度测频快速傅里叶变换

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基于磁耦合谐振腔的可重构宽带匹配电路

电讯技术 2024年第7期64卷 1147-1155页

作者：李航标中国西南电子技术研究所成都610036

为了降低工艺波动、版图二阶效应、模型偏差等非理想因素对射频集成电路(Radio Frequency Integrated Circuit,RFIC)性能造成的不良影响,提出了一种基于磁耦合谐振腔的可重构宽带匹配电路(Reconfigurable Wideband Matching Network Bas... 详细信息

为了降低工艺波动、版图二阶效应、模型偏差等非理想因素对射频集成电路(Radio Frequency Integrated Circuit,RFIC)性能造成的不良影响,提出了一种基于磁耦合谐振腔的可重构宽带匹配电路(Reconfigurable Wideband Matching Network Based on Magnetically Coupled Resonator Tank,MCR-RWM)。通过数字控制电路配置可调电阻阵列和可调电容阵列,改变匹配电路增益、带宽、增益平坦度、纹波等参数,实现宽带匹配电路重构。在65 nm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺设计了一款基于MCR-RWM的驱动放大器并集成于接收芯片。测试结果显示,在18.2~20.2 GHz频率范围,通过数字控制电路重构驱动放大器的宽带匹配,接收通道的S_(22)改善了3.5 dB,S_(21)提升了0.5 dB,增益平坦度改善了0.1 dB,-3 dB带宽增大了113 MHz。

关键词：射频集成电路可重构宽带匹配磁耦合谐振腔驱动放大器工艺波动

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星载轻量化区块链边缘节点多级安全架构设计

电讯技术 2024年第10期64卷 1684-1690页

作者：张小苗惠怀海李铮王迪何嘉洪罗艺中国西南电子技术研究所成都610036

在卫星节点上构建区块链系统可有效消除星载数据协同的地域限制,同时减少数据泄露的风险,为卫星互联网提供信任机制的保障。针对区块链和卫星互联网深度融合时存在的网络拓扑高动态、计算资源和链路资源受限、存在蓄意攻击与破坏等问题... 详细信息

在卫星节点上构建区块链系统可有效消除星载数据协同的地域限制,同时减少数据泄露的风险,为卫星互联网提供信任机制的保障。针对区块链和卫星互联网深度融合时存在的网络拓扑高动态、计算资源和链路资源受限、存在蓄意攻击与破坏等问题,基于TrustZone构建了星载区块链边缘节点的多级安全架构,可有针对性地提高星载区块链边缘节点的物理节点、信息系统和可信数据的多级安全性,并在多级安全架构下从星载区块链边缘节点的计算、存储、传输和密码等方面开展了轻量化设计,进而通过星载区块链边缘节点多级安全模拟实验、轻量化设计效果对比分析和数据可信协同模拟实验验证了所提架构的有效性,可为下一步开展基于星载区块链边缘节点的卫星互联网数据应用研究提供技术参考。

关键词：卫星互联网星载区块链边缘节点多级安全架构数据协同

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基于子阵结构的卫通抗干扰天线技术

固体电子学研究与进展 2024年第3期44卷 224-228页

作者：何凌云胡大成中国西南电子技术研究所成都610036

与传统的自适应抗干扰天线不同,提出了在子阵内进行相控阵波束指向,子阵间再完成自适应抗干扰的天线结构,能满足中、大规模天线阵列指向约束和抗干扰的需求。以25单元S卫通天线为研究对象,采用5子阵结构设计。仿真和测试结果表明,子阵... 详细信息

与传统的自适应抗干扰天线不同,提出了在子阵内进行相控阵波束指向,子阵间再完成自适应抗干扰的天线结构,能满足中、大规模天线阵列指向约束和抗干扰的需求。以25单元S卫通天线为研究对象,采用5子阵结构设计。仿真和测试结果表明,子阵结构的抗干扰天线技术能在自适应抗3个干扰的同时,输出信噪比的损失不超过3 dB。相比全阵结构的抗干扰天线,这种子阵结构极大地减少了下变频、数字采样、抗干扰算法的软硬件规模,降低了天线成本、重量和功耗。

关键词：卫通天线子阵抗干扰

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一种最长扩展公共子序列新算法

电讯技术 2024年第8期64卷 1307-1314页

作者：王前东中国西南电子技术研究所成都610036

在最长填充公共子序列问题中提出一种新问题:假设有一个完整序列C和一个不完整序列Q,长度分别为m和n,Q中丢失的元素为相邻的相同元素,要求寻找一个丢失前的序列Q,使得C和Q具有最长的公共子序列。针对此问题,首先将Q中每个元素复制m-1个... 详细信息

在最长填充公共子序列问题中提出一种新问题:假设有一个完整序列C和一个不完整序列Q,长度分别为m和n,Q中丢失的元素为相邻的相同元素,要求寻找一个丢失前的序列Q,使得C和Q具有最长的公共子序列。针对此问题,首先将Q中每个元素复制m-1个并插入Q中原来的位置,生成长度为mn的扩展序列Q^(*),然后证明了C和Q的最长扩展公共子序列是两序列C和Q^(*)的最长公共子序列,最后提出一种时空复杂度为O(mn)的最长扩展公共子序列求解新算法,并用轨迹实验证明了该算法对强噪声干扰和轨迹点丢失的同时有效性。

关键词：最长公共子序列(LCS) 最长填充公共子序列(LFCS) 扩展公共子序列(ECS) 最长扩展公共子序列(LECS)