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矩量法的一般波端口电磁建模方法

西安电子科技大学学报 2024年第3期51卷 38-45页

作者：丁宁侯鹏赵勋旺林中朝张玉西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071 陕西省超大规模电磁计算重点实验室陕西西安710071

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则... 详细信息

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则波端口模型拓展为可用于规则及非规则波端口建模的一般波端口模型。在此基础上,使用定义于双线性曲面四边形单元的高阶基函数取代传统低阶基函数,减少了矩量法矩阵的未知量,显著降低了算法的内存需求和计算时间。通过数值算例对方法进行测试,与有限元法的数值结果进行对比,验证了方法的正确性;与低阶矩量法的数值结果对比,验证了方法的高效性。结果表明,该方法进行一般波端口模型建模仿真具有高效率和高数值精度的特点。

关键词：矩量法模式匹配法特征值非规则截面波端口

基于迭代自适应凸优化的天线阵列方向图综合方法

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微波学报 2024年

作者：刘志勇赵勋旺张依轩陈曦西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

针对天线阵列中给定副瓣电平下的波束宽度优化综合问题，本文提出了一种基于迭代自适应凸优化的天线阵列方向图综合方法，并给出了该算法的流程。在给定副瓣电平的情况下，通过凸优化算法对天线阵列方向图进行优化，并使用了二分的策略... 详细信息

针对天线阵列中给定副瓣电平下的波束宽度优化综合问题，本文提出了一种基于迭代自适应凸优化的天线阵列方向图综合方法，并给出了该算法的流程。在给定副瓣电平的情况下，通过凸优化算法对天线阵列方向图进行优化，并使用了二分的策略对波束宽度进行迭代搜索，实现了对控制副瓣电平下的波束宽度优化综合。首先，本文通过对方向图主瓣添加约束条件保证了最大辐射方向指向目标方向；其次，本文采用了切比雪夫激励分布方向图对应的主瓣零功率波束宽度作为初始波束宽度的参考点；最后，当初始化副瓣电平过低导致方向图主瓣发生畸变时，该算法通过优化得到了天线阵列所能实现的最低副瓣电平下的方向图。仿真结果表明，所提算法能够得到合理的给定副瓣电平下的阵列天线最窄笔形波束方向图。在理想点源结果的基础上，引入实际天线阵列进行全波仿真分析，验证了该方法的可行性。

关键词：天线阵列波束宽度优化副瓣电平凸优化二分策略

基于最优解区间预筛选的代理模型辅助天线设计优化算法

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微波学报 2024年第04期 15-19+29页

作者：刘杨张依轩林中朝焦永昌西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室

针对天线优化中全波仿真计算耗时过多的问题，文中提出了一种基于数据约束的代理模型辅助进化算法(SAADC)以实现天线优化设计中效率的提升。首先采用增强随机型差分进化算法，以保证数据生成的随机性与多样性。进一步通过高斯代理模型... 详细信息

针对天线优化中全波仿真计算耗时过多的问题，文中提出了一种基于数据约束的代理模型辅助进化算法(SAADC)以实现天线优化设计中效率的提升。首先采用增强随机型差分进化算法，以保证数据生成的随机性与多样性。进一步通过高斯代理模型对仿真结果进行预测，并利用最优解区间预筛选方法舍弃预测结果中较差的个体，以实现算法收敛速度的提升。最终利用所提出的SAADC,对三个不同拓扑结构E型贴片天线的带宽与增益进行了优化设计与结果分析。结果表明，所提出的算法比现有的代理模型优化算法具有更快的优化速度与更佳的优化结果，可满足天线结构高效优化的实际需求。

关键词：天线优化机器学习差分进化算法代理模型最优解区间预筛选

基于ISAR成像和散射中心提取的目标RCS近场测量方法

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微波学报 2024年

作者：毕志超张依轩王楠杨玉禾林中朝西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室

本文通过结合逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar， ISAR）成像和散射中心提取技术，实现了近场测试距离下目标雷达散射截面积（Radar Cross Section， RCS）的有效测量。利用近场球面波修正技术和探头补偿技术降低了近... 详细信息

本文通过结合逆合成孔径雷达（Inverse Synthetic Aperture Radar， ISAR）成像和散射中心提取技术，实现了近场测试距离下目标雷达散射截面积（Radar Cross Section， RCS）的有效测量。利用近场球面波修正技术和探头补偿技术降低了近场球面波效应和收发探头对成像质量的影响。对目标ISAR图像采用散射中心提取技术，消除了目标ISAR图像中由于有限带宽所导致的旁瓣效应。针对散射中心提取中截断阈值的选取准则进行了深入研究，给出了截断阈值判定的经验公式并结合仿真实验进行了验证。最终利用标准球锥散射体的暗室近场测量数据对本文所研究方法进行了实测验证，并与多层快速多极子方法仿真结果吻合良好，验证了本文方法的有效性。

关键词：雷达散射截面积(RCS) 二维ISAR成像近场测量探头补偿 CLEAN算法

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基于归一化循环前缀相关谱的无人机识别技术

西安电子科技大学学报 2024年第2期51卷 68-75页

作者：张涵硕李涛李勇朝温志津西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 电磁空间认知与智能控制技术实验室北京100191

基于射频的无人机识别技术具有探测距离长、环境依赖性低的优点,已成为无人机监控系统不可或缺的技术手段。如何在低信噪比条件下有效识别无人机是当前热点问题。为保证良好的图传质量,无人机通常采用带有循环前缀结构的正交频分复用(OF... 详细信息

基于射频的无人机识别技术具有探测距离长、环境依赖性低的优点,已成为无人机监控系统不可或缺的技术手段。如何在低信噪比条件下有效识别无人机是当前热点问题。为保证良好的图传质量,无人机通常采用带有循环前缀结构的正交频分复用(OFDM)调制作为图传链路的调制方式。据此特性,首先提出一种基于归一化循环前缀相关谱和卷积神经网络的无人机识别算法。依据对无人机信号的OFDM符号周期和循环前缀长度的分析结果,计算信号归一化循环前缀相关谱。当归一化循环前缀相关谱的计算参数与无人机信号的调制参数匹配时,谱线中会出现若干相关峰,峰的位置分布反映了无人机信号帧结构、突发规则等协议特征。然后,利用卷积神经网络对归一化循环前缀相关谱进行特征分析和提取,从而识别无人机。最后,利用通用软件无线电平台USRP X310对5款无人机的射频信号进行采集,构建实验数据集。实验结果表明,该算法优于基于频谱和基于时频谱的算法,且在低信噪比下仍然有效。

关键词：无人机射频信号 OFDM 归一化循环前缀相关谱

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结合区域引导和双注意力机制的高光谱目标检测判别式学习网络

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电子学报 2024年第5期52卷 1716-1729页

作者：钟佳平李云松谢卫莹雷杰 Paolo Gamba 西安电子科技大学综合业务网全国重点实验室陕西西安710071 帕维亚大学意大利帕维亚27100

高光谱图像(HyperSpectral Images,HSIs)具有高光谱分辨率和丰富的光谱信息,其具有的大量窄波段电磁波有利于获取感兴趣目标的理化信息,并根据对应的光谱特征对不同物质进行有效区分,从而完成目标检测任务.然而有限样本、少量先验信息... 详细信息

高光谱图像(HyperSpectral Images,HSIs)具有高光谱分辨率和丰富的光谱信息,其具有的大量窄波段电磁波有利于获取感兴趣目标的理化信息,并根据对应的光谱特征对不同物质进行有效区分,从而完成目标检测任务.然而有限样本、少量先验信息、高维相似背景及不同类别差异小所导致的目标和背景混淆问题使得高光谱目标检测(Hyperspectral Target Detection,HTD)面临挑战.为此,本文提出结合区域引导和双注意力机制的高光谱目标检测判别式学习网络(Region-guided and dual-Attention Discriminative learning Network,RADN),以缓解标记样本少的条件下不同类别相似度高和相同类别差异性大导致的背景和目标不易区分的问题,减少高维冗余特征带来的计算复杂度,同时提升检测精度.本文使用经验性区域引导网络训练,采用光谱约束的无监督聚类方法确定网络输入,选择性地关注高光谱图像中的显著性特征和感兴趣区域.此外,本文在网络中添加双通道注意力机制来辅助复杂背景分布的估计,并在网络中引入不同类别光谱先验损失函数,进一步减少高维复杂背景以及光谱变化对于目标的干扰.实验结果和分析表明,RADN在不同数据集上的性能优于现有先进的算法.

关键词：高光谱目标检测无监督聚类通道注意力机制感兴趣区域光谱分辨率

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基于误差分治的神经网络验证

软件学报 2024年第5期35卷 2307-2324页

作者：董彦松刘月浩董旭乾赵亮田聪于斌段振华西安电子科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710071

随着神经网络技术的快速发展,其在自动驾驶、智能制造、医疗诊断等安全攸关领域得到了广泛应用,神经网络的可信保障变得至关重要.然而,由于神经网络具有脆弱性,轻微的扰动经常会导致错误的结果,因此采用形式化验证的手段来保障神经网络... 详细信息

随着神经网络技术的快速发展,其在自动驾驶、智能制造、医疗诊断等安全攸关领域得到了广泛应用,神经网络的可信保障变得至关重要.然而,由于神经网络具有脆弱性,轻微的扰动经常会导致错误的结果,因此采用形式化验证的手段来保障神经网络安全可信是非常重要的.目前神经网络的验证方法主要关注分析的精度,而易忽略运行效率.在验证一些复杂网络的安全性质时,较大规模的状态空间可能会导致验证方法不可行或者无法求解等问题.为了减少神经网络的状态空间,提高验证效率,提出一种基于过近似误差分治的神经网络形式化验证方法.该方法利用可达性分析技术计算非线性节点的上下界,并采用一种改进的符号线性松弛方法减少了非线性节点边界计算过程中的过近似误差.通过计算节点过近似误差的直接和间接影响,将节点的约束进行细化,从而将原始验证问题划分为一组子问题,其混合整数规划(MILP)公式具有较少的约束数量.所提方法已实现为工具NNVerifier,并通过实验在经典的3个数据集上训练的4个基于ReLU的全连接基准网络进行性质验证和评估.实验结果表明,NNVerifier的验证效率比现有的完备验证技术提高了37.18%.

关键词：神经网络模型抽象符号传播线性近似分治

基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计

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测绘学报 2024年第4期53卷 689-699页

作者：刘薇刘松林郭子博刘凯张荔哲智慧地球重点实验室北京100029 西安测绘研究所陕西西安710054 西安电子科技大学陕西西安710071 中国空间技术研究院西安分院陕西西安710000

本文提出了一种基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计方法,构建了“硬件资源-算子模块-通用处理核-典型应用”的星上处理任务行为模型范式。在硬件层面,采用星上异构嵌入式计算平台,将多处理器一体化设计,通过标准化高速数据互连... 详细信息

本文提出了一种基于模型定义的光学遥感卫星星上处理系统设计方法,构建了“硬件资源-算子模块-通用处理核-典型应用”的星上处理任务行为模型范式。在硬件层面,采用星上异构嵌入式计算平台,将多处理器一体化设计,通过标准化高速数据互连,完成高速信号传输和数据处理;通过网络拓扑实现良好的扩展性,支持设备规模及数据处理复杂性的变化;在软件层面,针对星上智能处理任务中频繁数据读写操作、大量重复计算操作、卷积神经网络的通用计算与加速等需求,设计了星上平台指令集、星上算法通用算子和星上智能网络组件组成的可配置算子模块,并基于该模块可快速实现特定算法的硬件IP核。经仿真试验验证,本文方法可根据卫星平台和星上处理任务需求,按需适配最佳软硬件解决方案,并有效提高了计算资源利用率;提出的结合云检测的实时流水压缩编码方案,显著提升了压缩性能;设计的轻量化目标检测识别方法,计算资源效率达到91.5%;以高分一号、高分七号原始数据率为例进行分析,相比常规方案整体计算资源利用率分别提高了16.51%、17.77%。实现了星上处理系统研制过程模型化、工作模式可定义、逻辑资源共享化,是适应卫星小型化、快速部署的一种合理优化选择。

关键词：遥感卫星星上处理模型定义按需适配异构计算

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电火工品的电磁场安全阈值

含能材料 2024年第1期32卷 76-82页

作者：姚洪志章云杜敬利赵团纪向飞赵甲李瑞西安电子科技大学机电工程学院陕西西安710061 陕西应用物理化学研究所应用物理化学国家重点实验室陕西西安710061

为探索电火工品电磁场安全阈值,为电火工品电磁兼容和电磁环境效应研究提供敏感度评价基准,以电火工品电磁‐热耦合模型为基础,采用白光干涉法测试了14号电火工品电磁场响应特征,研究了电火工品电磁场耦合、自身敏感性以及电磁响应三者... 详细信息

为探索电火工品电磁场安全阈值,为电火工品电磁兼容和电磁环境效应研究提供敏感度评价基准,以电火工品电磁‐热耦合模型为基础,采用白光干涉法测试了14号电火工品电磁场响应特征,研究了电火工品电磁场耦合、自身敏感性以及电磁响应三者之间的效应关系,形成了电火工品电磁场安全阈值的试验方法和计算方法,获得了10 kHz~18 GHz频率范围内14号电火工品电磁场安全阈值。结果表明14号电火工品的敏感频率范围为40 MHz~1 GHz。

关键词：电火工品电磁场耦合模型白光干涉安全阈值