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基于平滑矩阵集优化的双基地MIMO雷达相干目标DOD和DOA联合估计

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 268-275页

作者：游致远胡国平周豪郑桂妹空军工程大学防空反导学院西安710051 空军工程大学研究生院西安710051

针对在进行相干目标测向时出现的协方差矩阵秩亏现象,双基地多输入多输出(MIMO)雷达探测相干目标会出现精度差、角度分辨率低等问题,提出一种基于分集平滑优化对相干目标波离方向角(DOD)和波达方向角(DOA)进行联合估计的算法。所提算法... 详细信息

针对在进行相干目标测向时出现的协方差矩阵秩亏现象,双基地多输入多输出(MIMO)雷达探测相干目标会出现精度差、角度分辨率低等问题,提出一种基于分集平滑优化对相干目标波离方向角(DOD)和波达方向角(DOA)进行联合估计的算法。所提算法能通过分集平滑降维协方差矩阵,构造更有效的平滑矩阵集对相干目标进行联合角度估计。将发射阵列和接收阵列进行分集平滑并构建发射子矢量,计算其协方差矩阵;将每个发射子矢量的协方差矩阵进行平滑重构而后进行加权处理得到前向平滑矩阵;对前向平滑矩阵进行共轭翻转等变换后,得到前后向平滑矩阵,再对其进行奇异值(SVD)分解;利用降维多重信号分类(RD-MUSIC)算法对信号进行空间谱估计并实现DOD和DOA自动配对。所提算法有效提高双基地MIMO雷达对相干目标的测向性能,并通过实验证明所提算法的可行性。

关键词：双基地雷达 MIMO雷达相干目标分集平滑角度联合估计

面向空中目标意图识别的时空Transformer模型设计

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西北工业大学学报 2024年第4期42卷 753-763页

作者：王科李成海宋亚飞王鹏李乐民空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

信息化条件下的战争环境瞬息万变,战场态势数据呈现海量、多样化的特点,导致利用专家经验识别空中目标作战意图的难度越来越高。结合目前先进的智能化方法,对Transformer模型进行研究并将其引入空中目标意图识别领域,设计出一种新的意... 详细信息

信息化条件下的战争环境瞬息万变,战场态势数据呈现海量、多样化的特点,导致利用专家经验识别空中目标作战意图的难度越来越高。结合目前先进的智能化方法,对Transformer模型进行研究并将其引入空中目标意图识别领域,设计出一种新的意图识别方法Temporal-Spatial Transformer(TST),可以有效地挖掘战场态势数据中时间域和空间域的深层特征信息,提高空中目标作战意图识别准确率。同时,对4种目前较为先进的神经网络意图识别方法进行效果对比,结果表明,TST模型在各类指标上都取得了突出的效果,优于所有对比的神经网络模型。TST模型不仅有优异的准确率,而且收敛速度极快,可以迅速地抓取战场态势数据中的关键信息进行意图识别。

关键词： Transformer 时空融合空中目标意图识别自注意力机制

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多模式融合的武器目标分配系统模型设计

航空兵器 2024年第1期31卷 45-57页

作者：刘祥雨朱坤王刚郭相科付强李腾达空军工程大学防空反导学院西安710051 空军工程大学研究生院西安710051

目标分配是指挥控制流程中的核心环节,分配模式的优化对于提升防空反导作战能力具有重要意义。为提高防空反导目标分配的鲁棒性、适用性以及博弈对抗性等作战性能,以应对当前复杂多变的战场环境,本文提出建立多模式融合的目标分配体系结... 详细信息

目标分配是指挥控制流程中的核心环节,分配模式的优化对于提升防空反导作战能力具有重要意义。为提高防空反导目标分配的鲁棒性、适用性以及博弈对抗性等作战性能,以应对当前复杂多变的战场环境,本文提出建立多模式融合的目标分配体系结构,对商用订单式的服务模式进行适应性改进,将“派单”“抢单”“抢派单融合”三种模型改进定义为军事模型;通过使用美国国防部体系结构框架(Department of Defense Architecture Framework,DoDAF)建立“他分配”“自分配”“他分配与自分配结合”的新型目标分配体系结构;引入Perti网模型,构建并分析Petri网模型的可达图,通过仿真实验平台,构建复杂作战场景,验证了分配策略机制的可行性。结果表明三种策略各具优势,本文设计的多策略结合在匹配时间、成功率以及效用值方面相较传统的单一策略具有较大优势。

关键词：目标分配美国国防部体系架构框架 Petri网他分配自分配指挥控制模型设计

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线圈感应型电磁发射系统能量转换机理研究

兵器装备工程学报 2024年第6期45卷 87-95页

作者：刘俊杰时建明空军工程大学防空反导学院西安710051

为了获得线圈感应型电磁发射系统能量转换机理,依据动量守恒定律,将非线性负反馈闭环系统在特定条件下转换为开环系统,从推力产生的原理出发,使用数值计算方法求解驱动线圈磁场分布数据,并通过多项式拟合和高斯拟合将分布数据拟合为磁... 详细信息

为了获得线圈感应型电磁发射系统能量转换机理,依据动量守恒定律,将非线性负反馈闭环系统在特定条件下转换为开环系统,从推力产生的原理出发,使用数值计算方法求解驱动线圈磁场分布数据,并通过多项式拟合和高斯拟合将分布数据拟合为磁场分布函数,再根据分布函数求解电枢轴向推力系数。磁场分布数据结果表明,最大轴向磁感应强度比最大径向磁感应强度大1.6倍,且最大轴向磁感应强度位置与最大径向磁感应强位置相差1/2个驱动线圈的长度,推力系数数据表明,绕组电枢系统电磁力系数比环柱电枢系统电磁力系数大20倍,通过进一步分析得到了驱动线圈磁场分布特性和推力与系统效率的关系,通过对3种系统的有限元仿真验证结论的有效性,给出了最大推力位置与最佳触发位置的基本关系,形成了驱动线圈和电枢结构设计的基本指导原则。

关键词：电磁力电磁发射系统转换效率永磁增强型数值计算有限元仿真

低地球轨道卫星星座地球固定足印模式覆盖域切换方法

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通信学报 2024年第7期45卷 10-20页

作者：齐晓鑫宋宝军李勋空军工程大学防空反导学院陕西西安710100

在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持... 详细信息

在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持规则性;然后,以最大限度地增大波束对地面的最小仰角为目标,设计了切换时刻选择机制和目标覆盖域选择机制。所提方法考虑了极轨星座和倾斜轨星座的差异,同时支持2种星座。以OneWeb和Telesat星座为仿真场景,验证了所提方法。仿真结果表明,所提方法能够有效增大波束对地面覆盖的最小仰角,从而有助于提升链路质量。

关键词：低地球轨道卫星星座地球固定足印覆盖域波束切换

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基于准对称性的超宽带八端口和差器设计

微波学报 2024年第3期40卷 46-52页

作者：黄洁瑜谢军伟张旭春空军工程大学防空反导学院西安710051

和差器在雷达领域具有广泛的应用。文中首先对八端口和差器的工作原理进行了介绍,同时提出了端口准对称性的新概念,并进行了理论分析和论证。在端口准对称性的基础上提出一种超宽带八端口和差器的整体设计方案,使多个设计参数简化为一... 详细信息

和差器在雷达领域具有广泛的应用。文中首先对八端口和差器的工作原理进行了介绍,同时提出了端口准对称性的新概念,并进行了理论分析和论证。在端口准对称性的基础上提出一种超宽带八端口和差器的整体设计方案,使多个设计参数简化为一个设计参数,极大地简化了八端口和差器的设计。实际加工了一款基于双面平行带线的超宽带八端口和差器,中心频率为3 GHz,工作频率为1.5 GHz~4.5 GHz(-10 dB以下),相对带宽为100%,相位误差在±4°以内。测试结果与仿真结果和理论分析结果相符,验证了所提理论的正确性。

关键词：端口准对称性八端口和差器整体设计方案 HFSS仿真

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基于复杂网络的防空反导体系拓扑特性

火力与指挥控制 2024年第7期49卷 30-35页

作者：李腾达王刚郭相科唐冬丽刘祥雨空军工程大学防空反导学院西安710051

信息技术和军用物联网技术的发展不断推动着作战样式的变革,网络复杂性正逐渐成为研究的重要问题之一。基于复杂网络理论,构建防空反导网络模型,并对网络模型的拓扑特性进行仿真分析。结果表明,防空反导网络模型具有较大的平均集群系数... 详细信息

信息技术和军用物联网技术的发展不断推动着作战样式的变革,网络复杂性正逐渐成为研究的重要问题之一。基于复杂网络理论,构建防空反导网络模型,并对网络模型的拓扑特性进行仿真分析。结果表明,防空反导网络模型具有较大的平均集群系数和较小的平均路径长度,符合小世界特性,且网络效能系数与网络模型结构有较大关系。仿真结果对防空反导网络模型的建立并揭示其内部机理具有一定的理论意义。

关键词：复杂网络理论防空反导体系指挥控制拓扑特性小世界

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输入受限乘波体飞行器无估计预设性能控制

空军工程大学学报 2024年第2期25卷 39-47页

作者：罗瑞宁何广军卜祥伟孙昭空军工程大学防空反导学院西安710051

针对输入受限的乘波体飞行器跟踪控制问题,提出了一种无估计的预设性能控制方法。首先,针对可能发生的执行器饱和问题,设计了一种新型抗饱和补偿系统。然后,利用补偿系统状态构造新的预设性能转换误差,基于预设性能控制与反演控制的方法... 详细信息

针对输入受限的乘波体飞行器跟踪控制问题,提出了一种无估计的预设性能控制方法。首先,针对可能发生的执行器饱和问题,设计了一种新型抗饱和补偿系统。然后,利用补偿系统状态构造新的预设性能转换误差,基于预设性能控制与反演控制的方法,为速度子系统与高度子系统设计了无需估计的低复杂度控制器。该设计方法的优越性在于无需状态估计与神经逼近,显著降低了控制的复杂度与计算量。基于Lyapunov稳定理论证明了所有转换误差与跟踪误差最终一致有界。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。

关键词：乘波体飞行器预设性能控制反演控制抗饱和补偿系统输入受限无估计控制

基于跨域小样本学习的SAR图像目标识别方法

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计算机科学 2024年第S01期51卷 453-459页

作者：史松昊王晓丹杨春晓王艺菲空军工程大学防空反导学院西安710051

由于SAR图像获取难度大,可供研究的样本数量较少,解决有限样本条件下SAR图像目标识别问题成为业界公认的挑战。随着深度学习在计算机视觉领域的发展,衍生出了多种小样本图像分类方法,因此考虑采用跨域小样本学习范式解决小样本SAR图像... 详细信息

由于SAR图像获取难度大,可供研究的样本数量较少,解决有限样本条件下SAR图像目标识别问题成为业界公认的挑战。随着深度学习在计算机视觉领域的发展,衍生出了多种小样本图像分类方法,因此考虑采用跨域小样本学习范式解决小样本SAR图像目标识别问题。具体地,先在多个源域中训练得到不同域的特征提取器,而后通过知识蒸馏的方法获取一个通用的特征提取器,这里采用中心核对齐的方法,将提取的特征映射到一个更高维的空间,从而更好地区分原特征之间的非线性相似性;通过上一阶段获得的通用特征提取器提取目标域图像特征,最后采用原型网络的方法预测样本的类别。实验证明,该方法在缩减模型参数的同时,获得了88.61%的准确率,为解决小样本SAR图像目标识别问题提供了新的思路。

关键词：深度学习元学习跨域小样本学习 SAR图像目标识别知识蒸馏