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一种基于无人机的对海预警雷达增程方法

雷达科学与技术 2024年

作者：刘齐悦刘涛中国人民解放军海军工程大学电子工程学院中国人民解放军92941部队43分队

本研究探讨了一种利用无人机（UAV）配合数字射频存储器（DRFM）技术来扩展传统雷达系统探测范围的新方法。提出一个改进系统，其中无人机装备了DRFM设备以捕获、处理和重新传输雷达信号。这一设置可以增强雷达对远程或低雷达截面积（RC... 详细信息

本研究探讨了一种利用无人机（UAV）配合数字射频存储器（DRFM）技术来扩展传统雷达系统探测范围的新方法。提出一个改进系统，其中无人机装备了DRFM设备以捕获、处理和重新传输雷达信号。这一设置可以增强雷达对远程或低雷达截面积（RCS）目标的探测能力。研究引入了“得益系数”的概念，为评估和比较不同无人机辅助场景提供了数学框架。模拟了两种情景：（1）扩展大型目标的探测范围；（2）在雷达覆盖范围内增强对低RCS目标的探测能力。仿真考虑了实际约束，如无人机的作用范围、信号处理能力等。仿真结果说明了无人机辅助雷达系统在扩展探测范围和增强探测低RCS目标能力方面的潜力。为未来在精确系统性能评估和优化进行了理论框架的搭建，为后续进一步研究提供了参考。

关键词：雷达无人机数字射频存储预警探测

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基于改进SP算法的多目标DOA估计方法

系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2294-2300页

作者：曹若石赵永波邱雨铖西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

稀疏重构类算法在雷达目标参数估计中的应用一直是近年来的热门,但由于稀疏重构类算法的局限性,在进行目标波达方向(direction of arrival,DOA)估计时受到原子间的互相影响,从而使多目标测角精度降低。针对此问题,提出一种基于信号分离... 详细信息

稀疏重构类算法在雷达目标参数估计中的应用一直是近年来的热门,但由于稀疏重构类算法的局限性,在进行目标波达方向(direction of arrival,DOA)估计时受到原子间的互相影响,从而使多目标测角精度降低。针对此问题,提出一种基于信号分离迭代思想的松弛子空间追踪算法。首先求出回波信号与归一化后字典矩阵相关性最强的多个原子作为初步估计值,再利用初步估计的角度构建代价函数,反复估计直至代价函数收敛。仿真结果表明,所提算法减小了目标个数和相位差的影响,提高了多目标DOA估计的测角精度,同时相较于传统的松弛算法减少了运算量。

关键词：波达方向估计稀疏重构子空间追踪松弛算法

一种新型比率荧光毛细管pH传感器的制备及性能

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发光学报 2024年第1期45卷 177-183页

作者：许盼英李天依王小卉黎喆王贵生北京邮电大学电子工程学院安全生产智能监控北京市重点实验室北京100876 解放军总医院第三医学中心放射诊断科北京100039

实时便捷的pH检测对于环境监测和医学诊断等领域具有重要应用价值。本文通过溶胶-凝胶法制备了一种比率荧光毛细管pH传感器。该传感器以2.8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(8-hydroxy-pyrene-1,3,6-tri-sulfonate,HPTS)作为pH敏感的荧光探针... 详细信息

实时便捷的pH检测对于环境监测和医学诊断等领域具有重要应用价值。本文通过溶胶-凝胶法制备了一种比率荧光毛细管pH传感器。该传感器以2.8-羟基芘-1,3,6-三磺酸三钠盐(8-hydroxy-pyrene-1,3,6-tri-sulfonate,HPTS)作为pH敏感的荧光探针,利用HPTS与十六烷基三甲基溴化铵(hexadecyl trimethyl ammonium bromide,CTAB)结合形成HPTS-IP离子对,然后将离子对分散于溶胶-凝胶中,并将其固定于毛细管内壁即制得比率荧光毛细管pH传感器。该传感器利用HPTS在双激发带下的发射强度比值实现比率荧光检测,当pH从5.0上升至8.0时,HPTS的荧光强度比率随pH值增加逐渐增强,pKa值为6.95,通过分析HPTS的比率荧光强度变化可间接监测pH波动。该传感器具有较好的pH敏感性、稳定性和可逆性,且可快速、灵活、便捷地进行实际操作,在环境保护和生物医学领域的pH监测分析方面拥有良好的应用前景。

关键词：荧光探针光学传感器 pH检测毛细管比率荧光

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一种考虑峰荷-电量分摊机制和风电关键场景的输-配电网协同调度策略

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中国电机工程学报 2024年第2期44卷 597-609,I0013页

作者：涂青宇苗世洪杨志豪姚福星林毓军强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074

风电功率的不确定性问题严重制约其消纳,因此,激发输-配电网积极性并提出合理的风电协同消纳方法具有重要意义。在建立改进峰荷-电量责任模型的基础上,提出一种基于场景法的输-配电网多目标协同调度模型。首先,将传统输-配电网峰荷责任... 详细信息

风电功率的不确定性问题严重制约其消纳,因此,激发输-配电网积极性并提出合理的风电协同消纳方法具有重要意义。在建立改进峰荷-电量责任模型的基础上,提出一种基于场景法的输-配电网多目标协同调度模型。首先,将传统输-配电网峰荷责任模型、电量责任模型相结合,同时计入风电消纳、需求响应的影响并引入输配电成本分摊机制,建立改进输-配电网峰荷-电量责任模型。其次,针对输-配电网集中式和分布式风电出力的不确定性问题,基于风电功率日前基础预测场景和奇、偶时刻的极限爬坡场景构建关键风电场景集,并在此基础上提出输-配电网柔性资源协同调度策略。然后,将输-配电网改进峰荷-电量责任模型和柔性资源协同调度策略相结合,建立输-配多目标协同优化模型。最后,基于典型T6D2系统进行案例仿真,采用目标级联分析法对所提模型进行求解。结果表明,所提模型有利于支撑并促进输-配电网提升风电消纳水平,而峰荷-电量责任的边际效应有助于输-配电网有序制定对应责任权重,从而实现经济效益、风电消纳和社会效益的合理均衡。

关键词：峰荷-电量责任输-配电网多目标优化风电消纳场景法

时频调制的MIMO-CE-OFDM-LFM雷达通信一体化信号设计

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无线电通信技术 2024年第4期50卷 720-729页

作者：马启成卢建斌耿春波史慧成中国人民解放军91913部队辽宁大连116041 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430032

实际环境中的信道多为参数随时间变化的随参信道。为了更好地适应随参信道环境,设计了4个频率和4个时隙的基于时频调制(Time Frequency Modulation, TFM)的线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)雷达通信一体化(Dual-Functional R... 详细信息

实际环境中的信道多为参数随时间变化的随参信道。为了更好地适应随参信道环境,设计了4个频率和4个时隙的基于时频调制(Time Frequency Modulation, TFM)的线性调频(Linear Frequency Modulation, LFM)雷达通信一体化(Dual-Functional Radar and Communication, DFRC)脉冲信号。为了进一步增强其抗多径衰落的能力,在其基础上引入正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术来生成基于TFM的OFDM-LFM DFRC脉冲信号。为了实现恒模传输一体化脉冲信号,在其基础上引入恒包络(Constant Envelope, CE)技术来生成基于TFM的CE-OFDM-LFM DFRC脉冲信号。为了突破香农信道容量的上限和增大信号的发射能量,在其基础上引入多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术来生成基于TFM的MIMO-CE-OFDM-LFM DFRC脉冲信号。通信误比特率(Bit Error Rate, BER)仿真结果表明,设计的4个信号在通信传输时均具有优良的BER性能。雷达模糊度函数(Radar Ambiguity Function, RAF)仿真结果表明,设计的4个信号在雷达探测中均具备优良的距离和速度分辨率。

关键词：误比特率模糊函数恒包络多输入多输出正交频分复用时频调制

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极区受激电磁辐射实验研究

地球物理学报 2024年第7期67卷 2487-2495页

作者：陈靓杨巨涛何凌磊李清亮郝书吉马广林闫玉波车海琴梁勇敢李海英张文超中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室山东青岛266107 南阳师范学院物理与电子工程学院河南南阳473061

受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions, SEE)复杂的谱线特征,为研究电离层加热物理机制提供了强有力的研究手段.本文基于2017年和2022年我国学者利用EISCAT加热系统开展电离层加热实验期间的SEE数据,分析了加热电磁波的... 详细信息

受激电磁辐射(stimulated electromagnetic emissions, SEE)复杂的谱线特征,为研究电离层加热物理机制提供了强有力的研究手段.本文基于2017年和2022年我国学者利用EISCAT加热系统开展电离层加热实验期间的SEE数据,分析了加热电磁波的极化、频率、功率以及波束指向对SEE谱线特征的影响,研究结果表明:(1)相比于非寻常波,加热波为寻常波实验期间更易观测到丰富的SEE谱线结构,如频率上移分量最大值(upshifted maximum, UM)、热窄带连续谱(thermal narrow continuum, NCth)及向下偏移最大值(downshifted maximum, DM)等;(2)加热频率由4.07 MHz增至4.10 MHz,向下偏移峰值(downshifted peak, DP)频移与加热频率呈强线性相关,当加热频率达到电子回旋倍频时,DP和DM谱消失,上混杂波的产生过程被抑制.因此,结合电离层加热过程中DP和DM谱特征可以实时快速估算加热区内电子回旋频率的大小;(3)加热功率由24 MW增至192 MW,在DM和加热频率之间出现了一种新型下移谱特征,即中间向下偏移最大值(intermediate downshifted maximum, IDM),本实验中观测到UM随功率的变化是IDM相对于加热波频率的镜像行为;(4)结合超高频非相干散射雷达联合探测发现,加热波束指向为垂直方向逆时针夹角6°时,更易激励振荡双流不稳定性的密度纯增长模式,形成更多人工密度不均匀体,从而获得更强DM谱线.

关键词：受激电磁辐射电离层加热人工沿场不均匀体振荡双流不稳定性

基于压缩感知的5G雷达目标距离和速度联合估计方法

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信号处理 2024年第9期40卷 1720-1727页

作者：曹成虎赵永波黄海生西安邮电大学电子工程学院陕西西安710121 西安电子科技大学雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071

随着无线通信5G/6G技术的发展,利用5G雷达实现城市环境下低空目标探测已成为新兴业务,而目标参数估计更是5G雷达目标探测的重要任务之一。目前基于5G雷达的目标参数估计采用基于子空间投影的高分辨处理方法,该方法需要大量的采样数据,... 详细信息

随着无线通信5G/6G技术的发展,利用5G雷达实现城市环境下低空目标探测已成为新兴业务,而目标参数估计更是5G雷达目标探测的重要任务之一。目前基于5G雷达的目标参数估计采用基于子空间投影的高分辨处理方法,该方法需要大量的采样数据,计算复杂度比较高,导致目标参数估计性能在工程应用中还不太理想,而且对于相关性比较高的目标,还需解相关处理。本文利用目标距离的时域稀疏性和目标多普勒的频域稀疏性,将目标距离和多普勒估计归结于稀疏表示问题,从而提出一种基于压缩感知的5G雷达目标距离和速度联合估计方法。所提方法首先通过在过完备基的基础上实现阵列协方差矩阵的稀疏表示,然后构建协方差向量的L1-范数约束优化问题,最后利用内点法高效求解二阶锥规划问题,通过联合寻找阵列协方差向量的稀疏系数来实现目标参数的估计。所提算法具有较高的目标参数估计分辨率和较强的相关信号源处理能力。而且所提算法在构建优化问题时还给出了明确的误差抑制准则,该准则使其即使在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)的情况下也具有统计鲁棒性。仿真实验结果表明,所提算法能够有效地实现5G雷达目标距离和速度的高分辨联合估计,同时不需要解相干处理;而且所提算法在较低信噪比环境下能够稳健地实现目标参数估计。

关键词： 5G雷达稀疏表示阵列协方差向量高分辨估计相关信源

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基于卷积神经网络的快速SAR自聚焦方法

测绘学报 2024年第4期53卷 610-619页

作者：刘志杨淑媛于子凡冯志玺高全伟王敏西安电子科技大学人工智能学院智能感知与图像理解教育部重点实验室陕西西安710071 西安电子科技大学电子工程学院雷达信号处理全国重点实验室陕西西安710071

自聚焦是SAR高分辨率成像的关键技术。然而,传统的SAR自聚焦方法均需要迭代多次,实时性差,不适合在轨处理。本文提出了一种基于卷积神经网络的在轨快速SAR自聚焦方法(CNN-AF),该方法采用卷积神经网络来学习失焦图像到聚焦图像的映射,主... 详细信息

自聚焦是SAR高分辨率成像的关键技术。然而,传统的SAR自聚焦方法均需要迭代多次,实时性差,不适合在轨处理。本文提出了一种基于卷积神经网络的在轨快速SAR自聚焦方法(CNN-AF),该方法采用卷积神经网络来学习失焦图像到聚焦图像的映射,主要用于校正方位向的相位误差,由于在测试阶段该方法无须迭代和调整参数,因此该方法实时性好,更加适用于在轨处理。在真实SAR数据上的试验结果表明,本文方法具有较高的聚焦质量和聚焦速度。

关键词：卷积神经网络 SAR 相位误差自聚焦

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基于ML估计的高动态GNSS信号快速捕获检测方法

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电子测量与仪器学报 2024年第08期 87-94页

作者：郝顺义李建文卢航黄国荣空军工程大学航空工程学院飞控与电气工程教研室中国人民解放军31827部队空军勤务学院航空弹药保障系

针对高动态环境下GNSS因频域带宽增加导致捕获难度增大的问题，分析了接收端数字中频采样信号的传输特性及复基带信号经FFT模块处理后的相关峰的检测，提出了基于极大似然(ML)估计的高动态GNSS信号快速捕获检测方法。首先，根据随机信... 详细信息

针对高动态环境下GNSS因频域带宽增加导致捕获难度增大的问题，分析了接收端数字中频采样信号的传输特性及复基带信号经FFT模块处理后的相关峰的检测，提出了基于极大似然(ML)估计的高动态GNSS信号快速捕获检测方法。首先，根据随机信号的统计理论建立二元假设检验条件，构建了奈曼-皮尔逊准则下的GNSS信号捕获判决门限模型；其次，通过判决量的统计特性对等效高斯白噪声方差进行ML估计，根据其估计值计算捕获判决门限，其中通过虚警率的量化放大处理，解决了判决量样本值的增加带来的估计偏差问题；最后，对不同高动态条件下北斗B3I信号进行了捕获检测仿真实验。结果表明采用ML估计方法确定捕获判决门限从而提高高动态GNSS信号捕获的检测方法对高动态适应范围较宽，其频移捕获精度与SINS信息辅助捕获相当，比序贯检测算法提高约28%以上，相同条件下具有更快的平均捕获检测速度。

关键词： GNSS 捕获极大似然判决门限虚警率

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