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通信干扰信道和功率智能决策算法

电子与信息学报 2024年第10期46卷 3957-3965页

作者：周成林茜马丛珊应涛满欣海军工程大学电子工程学院武汉430033

智能干扰是一种利用环境反馈自主学习干扰策略,对敌方通信链路进行有效干扰的技术。然而,现有的智能干扰研究大多假设干扰机能够直接获取通信质量反馈(如误码率或丢包率),这在实际对抗环境中难以实现,限制了智能干扰的应用范围。为了解... 详细信息

智能干扰是一种利用环境反馈自主学习干扰策略,对敌方通信链路进行有效干扰的技术。然而,现有的智能干扰研究大多假设干扰机能够直接获取通信质量反馈(如误码率或丢包率),这在实际对抗环境中难以实现,限制了智能干扰的应用范围。为了解决这一问题,该文将通信干扰问题建模为马尔科夫决策过程(MDP),综合考虑干扰基本原则和通信目标行为变化制定干扰效能衡量指标,提出了一种改进的策略爬山算法(IPHC)。该算法按照“观察(Observe)-调整(Orient)-决策(Decide)-行动(Act)”的OODA闭环,实时观察通信目标变化,灵活调整干扰策略,运用混合策略决策,实施通信干扰。仿真结果表明,在通信目标采用确定性规避策略时,所提算法能够较快收敛到最优干扰策略,并且其收敛耗时较Q-learning算法至少缩短2/3;当通信目标变换策略时,能够自适应学习,重新调整到最优干扰策略。在通信目标采用混合性规避策略时,所提算法也能够快速收敛,取得较优的干扰效果。

关键词：智能干扰干扰效能评估混合性策略改进策略爬山算法

水下多格弹性角反射体声反射特性及强度增强方法

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兵工学报 2024年第6期45卷 2025-2033页

作者：罗祎张景卓褚子超吴浩然海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 海军工程大学基础部湖北武汉430033 海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分... 详细信息

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分析不同频率、材料、厚度、入射角度等因素影响下不同类型多格角反射体声反射性能,从便于工程应用角度提出增强其声反射能力的方法。通过典型情况下的水池实验,对仿真计算与实验数据的一致性进行验证。实验结果表明:水下多格弹性角反射体目标强度随入射频率增大而增大,并趋向稳定;目标强度随入射角度改变波动幅度较大,不同类型角反射体目标强度值差异较大;目标强度随平板厚度的增加而增大,但不显著;目标强度随着边长的增加而明显增大;软介质材料构成的多格角反射体,水下声反射性能明显优于金属角反射体。因此,为增强水下多格角反射体声反射能力,增大反射体边长及选用低阻抗材料是更有效的方法。

关键词：水下多格角反射体弹性声反射增强方法

改进Oriented R-CNN的遥感舰船目标细粒度检测方法

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计算机工程与应用 2024年第15期60卷 307-317页

作者：周国庆黄亮孙乔海军工程大学电子工程学院武汉430033

遥感图像舰船目标检测技术在工程上得到广泛应用。但是,目前的研究主要集中在粗粒度检测方法上,面向细粒度检测任务的研究较少。在遥感舰船图像中,细粒度检测面临两类挑战:一是目标任意角度分布,二是目标粗细粒度特征混杂,这些挑战造成... 详细信息

遥感图像舰船目标检测技术在工程上得到广泛应用。但是,目前的研究主要集中在粗粒度检测方法上,面向细粒度检测任务的研究较少。在遥感舰船图像中,细粒度检测面临两类挑战:一是目标任意角度分布,二是目标粗细粒度特征混杂,这些挑战造成现有细粒度检测方法存在检测精度不高的问题。为了解决上述问题,提出基于改进Oriented R-CNN网络的遥感舰船图像旋转目标细粒度检测方法。针对遥感图像中舰船目标任意角度分布的问题,基于Oriented R-CNN网络,提供了新的旋转目标候选框生成方法,有效降低背景冗余信息,提升模型表现。针对粗细粒度混杂的问题,提出特征再融合方法,在二阶段网络特征映射阶段融合FPN多层特征,充分保留目标的粗细粒度特征,提升细粒度检测能力。实验结果显示,改进模型在公开的遥感舰船细粒度检测数据集HRSC2016上,检测精度达到83.57%,取得了较好的检测效果。

关键词：细粒度检测遥感图像旋转检测舰船目标

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基于谱残差法的主动声呐疑似目标自动拾取

哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 174-181页

作者：余杰王平波蔡志明海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033 杭州应用声学研究所浙江杭州310012

针对主动声呐干扰遍布的B显画面上目标亮点难以拾取的问题,本文提出一种基于谱残差法视觉显著性处理的疑似目标自动拾取方法。在主动声呐图像的概念之下,研讨了自然图像中视觉显著体的发现与主动声呐图像中疑似目标拾取的相似机理,依此... 详细信息

针对主动声呐干扰遍布的B显画面上目标亮点难以拾取的问题,本文提出一种基于谱残差法视觉显著性处理的疑似目标自动拾取方法。在主动声呐图像的概念之下,研讨了自然图像中视觉显著体的发现与主动声呐图像中疑似目标拾取的相似机理,依此进而说明了本文方法的机理、核心框架以及关键处理环节,包括预处理声呐图像、生成显著图、估算拾取阈值以及标定疑似目标等。海试数据处理结果表明:相较于基于局部相对能量分析的对照方法,本文方法对已知目标具有更低的漏报率,同时亮点拾取数量减少约40%,且处理耗时减少约37%。

关键词：主动声呐疑似目标自动拾取视觉显著性谱残差法声呐图像显著性检测后置处理

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复杂水文微弱多目标激光探测仿真与实验

中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 560-571页

作者：宗思光杨劭鹏张鑫彭丹段子科陈报海军工程大学电子工程学院湖北武汉430034 海军航空大学青岛校区山东青岛266041

为了探究在近岸复杂水体中激光探测对微弱目标的探测能力,研究水质、目标特征、目标距离对水下激光探测的影响具有重要理论和应用价值。论文建立了水下微弱目标激光探测模型,采用蒙特卡洛仿真验证了不同浊度微弱多目标激光探测性能,模... 详细信息

为了探究在近岸复杂水体中激光探测对微弱目标的探测能力,研究水质、目标特征、目标距离对水下激光探测的影响具有重要理论和应用价值。论文建立了水下微弱目标激光探测模型,采用蒙特卡洛仿真验证了不同浊度微弱多目标激光探测性能,模拟了不同距离下微弱目标的激光后向散射回波信号,对多个不同反射系数的目标后向散射回波特性进行了分析。同时设计并研制了灵巧便携式水下微弱目标激光探测系统,进行了实验室及外场湖泊环境下的多目标探测、测距测试验证。在浊度为12.87 NTU的近岸湖泊水域,该系统可在10 m范围内对3~4个直径为80~400μm的不同低反射系数的混合小目标进行有效探测,平均测量误差为±0.11 m,与理论仿真结果一致。本文研究结果可为蓝绿激光水下多微弱目标探测链路计算、系统设计及参数优化提供参考,可以支撑近海浑浊水体下水下障碍物激光探测工程实践。

关键词：激光探测与测距微弱多目标复杂水文蒙特卡洛

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可抑制端向干扰的线阵恒低旁瓣加权波束形成方法研究

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系统工程与电子技术 2024年

作者：王平波贾耀君卫红凯陈强海军工程大学电子工程学院

针对线阵旁瓣高且端向干扰抑制能力差的问题，把虚源干扰法加权改进引入至均匀线阵波束形成，提出一套通用易行的虚源空间分布和参数初始化方案，改进寻优迭代中的主瓣引导、协方差估计、权系数归一等方法，可达成全空间方位（包括端向... 详细信息

针对线阵旁瓣高且端向干扰抑制能力差的问题，把虚源干扰法加权改进引入至均匀线阵波束形成，提出一套通用易行的虚源空间分布和参数初始化方案，改进寻优迭代中的主瓣引导、协方差估计、权系数归一等方法，可达成全空间方位（包括端向）上的恒低旁瓣加权波束形成，且可自动抑制来自端射方向的连续强干扰，特别适合于拖线阵应用。通过仿真和海试数据实例分析，对比常规的无加权和加权波束形成方法，从指向性图、二维空间谱、预成波束输出等方面，演示验证本文方法的有效性。

关键词：恒低旁瓣加权波束形成虚源干扰法均匀线阵端向干扰

基于广义循环相关熵的改进MSK载波估计方法研究

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信号处理 2024年

作者：孔垚付天晖海军工程大学电子工程学院海军工程大学电子工程学院

针对甚低频通信中常用的最小频移键控(Minimum shift keying，MSK)信号在传输过程中由于雷击引起的强脉冲性的噪声干扰，原有的基于广义循环相关熵的估计算法对这种强脉冲噪声的抑制性能下降，导致载波参数估计能力的退化甚至失效的问... 详细信息

针对甚低频通信中常用的最小频移键控(Minimum shift keying，MSK)信号在传输过程中由于雷击引起的强脉冲性的噪声干扰，原有的基于广义循环相关熵的估计算法对这种强脉冲噪声的抑制性能下降，导致载波参数估计能力的退化甚至失效的问题，本文算法通过引入非线性函数Sigmoid，提出一种基于广义循环相关熵的改进的载波估计(Sigmoid-generalized cyclic correntropy，SGCCE)方法。首先，指出广义循环相关熵算法在脉冲噪声背景下实现载波估计的特性，以及算法退化甚至失效的原因。然后根据Sigmoid函数可以有效抑制强脉冲噪声且保持MSK信号特征不变的特性，利用Sigmoid函数改进广义循环相关熵算法中的广义高斯核函数，再通过数学建模推导出MSK信号的SGCCE函数，并由此推出MSK信号的广义循环相关熵谱(Sigmoid-generalized cyclic correntropy spectrum ，SGCCES)，在SGCCES的基础上验证谱截面上循环频率和载波频率的关系，并检索正半轴中最大谱峰位置实现载波频率估计。本文算法使用有界非线性函数对原信号中的强脉冲噪声进行幅度抑制，实现对原算法载波估计性能的改进，通过与不同的谱函数对比，计算机仿真结果表明，本文改进的载波估计算法相比原有算法在Alpha稳定分布噪声特征指数较小，信号的广义信噪比(GSNR)较低时具有较高的估计准确度，能保持良好的估计性能，并能够实现对载波频率的有效估计，验证了该算法对强脉冲环境下载波频率估计的性能的影响。

关键词：脉冲噪声广义循环相关熵 Alpha稳定分布 Sigmoid 载波估计

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高功率微波频率对PIN限幅器的影响分析

电子科技大学学报 2024年第3期53卷 321-326页

作者：张兵方子璇彭帅陆凤波高文泽赵银峰王树龙中国船舶集团有限公司系统工程研究院北京100094 海军研究院北京100161 西安电子科技大学微电子学院西安710071

通过TCAD器件建模,建立了PIN二极管的电热耦合模型,搭建PIN限幅器HPM耦合仿真电路以进行高功率微波效应仿真。仿真得到了不同频率下PIN限幅器瞬态电压响应以及PIN二极管内部电场、载流子、结温分布。仿真结果表明,在HPM耦合电压作用下,... 详细信息

通过TCAD器件建模,建立了PIN二极管的电热耦合模型,搭建PIN限幅器HPM耦合仿真电路以进行高功率微波效应仿真。仿真得到了不同频率下PIN限幅器瞬态电压响应以及PIN二极管内部电场、载流子、结温分布。仿真结果表明,在HPM耦合电压作用下,PIN限幅器平顶泄漏负向电压随频率增大而降低,PIN限幅器平顶泄漏正向电压随频率增大而降低。PIN二极管内部PIN限幅器的限幅能力随微波频率增加先增强后减弱。HPM频率较低时PIN二极管内部晶格温度积累集中于I层界面处,随着频率升高,晶格温度积累集中于I层中间位置,因此频率变化会造成PIN限幅器的HPM毁伤敏感位置变化。

关键词：高功率微波 PIN限幅器电热耦合模型平顶泄漏电压

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多子阵SAS方位空变运动补偿子孔径算法

系统工程与电子技术 2024年第10期46卷 3293-3302页

作者：田振张森庞立伟唐劲松海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033 海军工程大学研究生院湖北武汉430033

为解决方位空变的侧摆和偏航误差存在情形下合成孔径声纳的快速运动补偿与成像问题,提出一种多子阵合成孔径声纳方位空变运动补偿子孔径算法。首先,建立运动误差存在情形下的双程距离历程模型,并利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程... 详细信息

为解决方位空变的侧摆和偏航误差存在情形下合成孔径声纳的快速运动补偿与成像问题,提出一种多子阵合成孔径声纳方位空变运动补偿子孔径算法。首先,建立运动误差存在情形下的双程距离历程模型,并利用泰勒级数展开对双根号形式距离历程进行近似;然后,利用子孔径运动补偿和单基等效处理,将含有方位空变的侧摆和偏航误差的多子阵回波数据转换为理想的单阵回波数据;最后,利用经典的单阵频域逐线成像算法,实现快速运动补偿和高分辨成像。仿真实验与实测数据成像结果均验证了所提算法的有效性。

关键词：运动补偿合成孔径声纳子孔径算法成像算法方位空变