遥感图像的目标检测是把海量遥感数据转化为应用成果的重要一环，而光学遥感图像中舰船目标的检测更是遥感图像处理分析的研究热点，具有重要的应用价值.本文的主要目的是研究光学遥感图像中舰船目标检测的各种方法，对目前采用的检测方法做出系统性总结.重点介绍了基于灰度信息统计特征、视觉显著性、模板匹配和分类学习的四种传统舰船目标检测方法和深度学习方法在舰船目标检测中的应用，并分析了各种方法的优缺点和适用性，同时对舰船目标检测的未来发展进行了展望.

由于无网格（grid-less）稀疏重构方法的波达方向（direction of arrival，DOA）估计数学模型为单快拍形式，因此该方法只有在噪声电平趋近于零时才具有优越的性能.为了提高grid-less方法在信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）较低时宽带相干信源的估计性能，提出了一种多快拍grid-less DOA估计方法.首先，对多快拍阵列观测矢量实施奇异值分解（singular value decomposition，SVD）获得观测矩阵的时域信号子空间，通过观测矩阵到时域信号子空间的投影实现观测矩阵的降噪；然后，为了不增加多快拍计算复杂度，将降噪后观测矩阵的列向量加权累加处理得到单快拍形式；最后，从理论上证明了本文提出的GL-SVD方法求解的模型是凸的，能够实现宽带信号DOA的精确重构.仿真结果表明，该方法在低SNR以及宽带相干信源情况下的估计精度都高于L₁范数最小化奇异值分解（L₁-norm minimum singular value decomposition，L₁-SVD）和离格稀疏贝叶斯推断奇异值分解（off-grid sparse Bayesian inference singular value decomposition，OGSBI-SVD），且在较小角度间隔的情况下具有更高的估计概率和分辨率.

为了实现对三维空间中任意期望方向的物理层安全通信，提出了一种基于均匀圆阵的方向调制发射机系统模型，使用迫零波束形成发射有用信号的同时用零空间映射法发射随机的人工噪声干扰非期望方向.针对当前对毫米波信号小尺度衰落刻画较好的波动双径（fluctuating two-ray，FTR）衰落信道，推导了本文模型的平均安全容量（average secrecy capacity，ASC）下界、安全中断概率（secrecy outage probability，SOP）上界的闭合表达式，对比了系统安全性能关于信噪比的变化曲线.仿真结果表明，阵元数为64，信噪比为10 dB，圆阵方向调制在期望方向可以无失真地恢复信号，非期望方向误差向量幅度（error vector magnitude，EVM）高达100%，误比特率高于40%.本文方法能在三维空间实现无需密钥的定向安全传输，提高信噪比可改善其在FTR衰落信道下的安全性能.

为了解决太赫兹波段近场传感器分辨率低和成本高的问题，提出了一种高图像分辨率、高集成度的传感器设计方案.该330 GHz传感器基于55 nm互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）工艺仿真实现，由330~336 GHz调谐范围的单端输出环形振荡器、宽带谐振器和功率探测器在单一硅片下集成.仿真结果表明，环形振荡器在偏置电压为2 V时达到峰值输出功率0.9 dBm@330 GHz，即1.23 mW.根据振荡器调谐范围，设计了一个宽带谐振器用于对待测物进行近场感测，通过放置不同介电常数的物体于其顶端表面，再通过探测器读出输出电压，与未放置物体时探测器的输出电压的差值即为该传感器的响应.此单片集成的传感器可以在单片上实现太赫兹照明、探测、传感以及成像功能，在未来太赫兹近场成像领域有较强的应用潜力.

RTCA/DO-160G射频敏感度测试已广泛用于民用航空机载设备的可靠性检定中，然而，目前国内外对基于DO-160G的北斗机载接收机射频敏感度测试的理论分析与实际测试并不多见，对RTCA/DO-160G射频敏感度测试的研究旨在为民用北斗机载接收机的射频敏感度测试提供理论参考和实践依据.文中首先导出了传导敏感度及辐射敏感度校准的理论模型并验证了其有效性，导出模型表明选择满足标准要求的注入探头比高功率放大器的选择更重要，同时得到了远场条件下天线输入功率的估算方法.其次提出了基于敏感概率的半电波暗室与混响室辐射敏感度测试的等效模型，理论及实验结果表明该模型能够较好地预测两种测试方法的差异.最后根据所需的测试信号建立了相应的敏感度评估模型，实际得到的辐射敏感度测试下连续波和脉冲调制阈值最小值为5 V/m、40 V/m，表明接收机对脉冲干扰的耐受性显著高于连续波.

提出了一种基于Polar码的速率兼容调制（rate compatible modulation，RCM）联合设计方案，用于提高无线通信频谱利用率.相应地设计了基于置信度传播（belief propagation，BP）和软抵消（soft cancellation，SCAN）的接收端高效联合迭代译码算法.根据该算法可通过优化变量节点对数似然比（log-likelihood ratio，LLR）信息迭代方式以及采用限制译码符号上限的改进措施，提高译码过程的稳定性与时效性.与距离优化的级联低密度奇偶校验（low-density parity-check codes，LDPC）码RCM方案对比结果表明，提出的高效联合迭代译码算法在低信噪比（signal noise ratio，SNR）下有更低的译码复杂度，并且具有更优的吞吐量和误码率性能.因此，本文所提方案适合在恶劣信道条件下的无线传输.

针对人工提取雷达辐射源信号特征存在提取周期长、特征描述不完备等局限性，提出了一种基于深度学习栈式自编码机和模糊函数主脊的雷达信号识别方法.该方法根据信号模糊函数主脊包含丰富的内在调制信息的特点，从信号中提取用于分类识别的抽象特征.通过对六种雷达辐射源信号进行实验，并对比人工特征提取及其他深度学习方法，结果表明，本文所提方法在信噪比（signal-noise ratio，SNR）为2 dB以上时均能保持100%的识别准确率，SNR为-6 dB时识别准确率仍能保持82.83%以上，明显高于其他方法.即使在包含相同调制类型不同参数的信号环境中，当SNR大于0 dB时识别率均稳定在95.0%以上，SNR降低到-4 dB时识别率也能达到79.0%.证明该方法能有效提取到信号的深层特征，且具有良好的抗噪性能，基本满足实际战场的需求.

针对现有能量收集装置存在易受天气影响、安装复杂、寿命短、绝缘要求高等问题，文中提出采用电容收集高压输电线路来感应电场能量的方法.这种与高压输电线路无直接电器连接的方法，具有供能稳定、能源清洁、操作简便等特点.根据该方法收集能量的原理，建立了相应的等效电路，分析了该方法收集能量的特点.在此基础上，建立了三维场计算模型，计算了高压输电线路电场分布特性，讨论了电容极板尺寸、放置位置、高度等对能量收集的影响.最后，基于理论分析，开展了电容板收集高压输电线路周围电场试验.并采用曲线拟合方式对试验数据进行了分析.理论和试验结果表明：电容极板上的感应电压为与输电线路同相位的正弦波形，最高感应电压幅值可达21.98 kV；感应电压幅值会随着距输电线路距离减小和电容极板尺寸增大而增大，距输电线路距离对感应电压幅值影响更大.

针对飞机直流270 V至直流28 V电源变换器的应用需求，分析了电源变换器输入端的传导及辐射电磁干扰源.通过对电源变换器的电磁干扰（electromagnetic interference，EMI）频谱进行分析，确定了滤波器的参数.为了抑制滤波器振荡，提出在差模电感两端并联电阻电感网络的方法，替代使用液态铝电容的传统方法，提升滤波器的可靠性.根据差模电感中电流直流分量远高于交流分量的特点，提出采用扁铜漆包线来实现绕组的方法，使差模电感的体积降低.根据锰锌铁氧体低频磁导率高，镍锌铁氧体高频磁导率稳定的特点，提出双磁芯共模电感的设计方法，实现共模电感宽频率和小体积.实测结果证明输入电磁干扰滤波器可使电源变换器符合GJB 151中CE102要求.

介绍了一款基于55 nm CMOS工艺，带温度补偿电路的Ka波段堆叠高效功率放大器（power amplifier，PA）.采用了一种新型的针对晶体管堆叠结构的温度补偿电路，该补偿电路由两个二极管和四个电阻组成，结构简单，易于实现.通过调整堆叠放大器各个栅极偏置电路中的电压，使得PA随温度变化的增益和输出功率得到有效补偿，增强了电路的可靠性和热稳定性.基于Agilent ADS软件的版图仿真结果显示：电路的最大输出功率为20.1 dBm，频带内功率附加效率（power additional efficiency，PAE）为20%~30%，大信号功率-1 dB带宽为15 GHz（46%）.在-40℃到125℃的温度范围内，采用新型温补偏置电路与传统偏置电路相比，小信号增益的温度波动从2.2 dB改善到0.1 dB，显著提高了功放的热稳定性，证明了所提出的温度补偿电路对于在宽温度范围内校正功率放大器增益变化的有效性.

为进一步提升高频（high frequency，HF）频率预测方法精度，提出了一种适用于东亚区域HF可用频率的精细化频率预测方法.该方法在1948—2006年8个电离层观测站的特征数据统计分析基础上，基于太阳10.7 cm辐射通量进行了F₂层OWF-MUF和HPF-MUF的转化因子时变特性建模，应用改进克里金方法重建东亚地区的空间分布.利用中国境内6条链路2015年4月和2018年1月的观测结果，对ITU方法、中国区域精细化预测方法以及本文所述方法进行对比分析，结果显示本文所述OWF-MUF和HPF-MUF的转化因子在预测精度上较ITU方法提升了0.029 0和0.007 3，较中国区域精细化预测方法提升了0.003 4和0.007 5，证明本研究可为HF频率预测精度提供技术支撑.

为了解决F类和逆F类（F^-1类）功率放大器设计过程中受晶体管寄生参数影响，导致功放效率低以及输出匹配电路结构复杂的问题，提出了一种新型的输出匹配电路结构.首先，在直流偏置线中加入谐波调谐功能，避免单独设计谐波控制电路；其次，为满足F类和F^-1类功放在器件本征漏极端所需的阻抗状态，匹配寄生参数呈现的封装端谐波阻抗，采用一段L型传输线结构代替传统的L-C集总元件寄生补偿方法；最后，由两段串联的传输线实现最优基波阻抗与50 Ω负载间的匹配.为验证方法的有效性，采用CGH40010氮化镓高电子迁移率晶体管（Gallium nitride high electron mobility transistor，GaN HEMT）器件，设计并加工了两款工作在2.4 GHz的F类和F^-1类功放.测试结果显示：F类功放的峰值功率附加效率（power added efficiency，PAE）为75.5%，饱和输出功率为40.8 dBm；F^-1类功放的峰值PAE为77.6%，饱和输出功率为40.3 dBm.该方法降低了电路复杂度和设计难度，可以较容易地补偿晶体管寄生参数，功放在高频工作时的效率得到提升，为利用GaN HEMT器件设计高效功放提供了一种可行的方案.

针对Ka波段被动毫米波成像应用，设计了一种由介质透镜与缝隙天线馈源组成的天线系统.将高斯波束理论与光学透镜中的等光程原理相结合，设计了一种大口径介质透镜，该透镜具有良好的聚焦性能；提出了一种新型的共轭直线渐变缝隙天线作为透镜的馈源，该天线呈现出截面小、增益高的优良性能，可以在焦平面上形成密集的馈源阵列.将所设计的介质透镜与馈源天线进行联合仿真，研究结果表明，该系统在距透镜2.81 m处聚焦焦斑为50 mm，并且在±5°偏焦时聚焦焦斑都小于60 mm.所设计的天线系统具备很好的聚焦性能且具有较大的偏焦工作角度，可以适用于被动毫米波近场成像应用.

提出了一种新型多层周期性透射阵（transmission array，TA）单元，该单元由对称C形缝隙结构组成，具有[-503°-167°]的透射相位范围，在Ku频段具有相似的相位曲线且透射相位的线性度较好.根据相位补偿理论，基于此单元设计了一款TA天线，并对其进行了仿真.结果表明，在12.5 GHz处增益可以达到24.74 dBi，天线的口径效率和1 dB增益带宽分别为44.4%和11.2%.对TA天线进行加工测试，得到的测试结果和仿真结果吻合较好.验证了该TA天线具有高增益和宽带的特性，同时也对于构造实用型TA雷达天线具有一定指导意义.

为更好地掌握热带海洋区域无线电信号的衰落特性，采集了南海区域5个频率、25个位置点的电磁信号变化特性，利用Kolmogorov-Smirnov检验方法，分析了此区域无线信道的衰落分布情况，并利用最小二乘法建立了归一化幅值包络的数学模型.分析结果表明：1）热带海洋区域中，以Gauss和Rice分布为主；2）天线极化方式和频率对衰落分布类型影响不大；3）99 MHz、160 MHz、600 MHz、830 MHz、1 000 MHz的衰减模型归一化信号包络幅值的均值μ和标准差σ分别为μ₉₉=0.531 1、σ₉₉=0.265 1，μ₁₆₀=0.545 2、σ₁₆₀=0.275 4，μ₆₀₀=0.523 8、σ₆₀₀=0.280 9，μ₈₃₀=0.546 1、σ₈₃₀=0.275 5，μ₁₀₀₀=0.534 7、σ₁₀₀₀=0.276 6.本文研究为南海区域无线信道本地化建模研究提供了技术支持.

为有效应对现代雷达对人防目标的侦察威胁，提高伪装防护能力，以人防工程口部为研究对象，综合运用模拟仿真与缩比模型实测的方法对口部目标雷达回波特性对比分析.通过获取来自不同威胁方向及不同施工状态下目标的回波热图，结合目标发现概率，研究明确了在回波对比度与方向性两方面存在暴露征候.在此基础上提出伪装思路，即采用随机起伏仿形薄壳与吸波涂层相结合的工程应用方法.经测试验证，该方法在改善回波特性上效果明显，在降低回波对比度的同时也使得各方向回波更为均匀，对雷达波多角度入射威胁起到良好伪装效果，为伪装设计提供了有力技术支撑.

针对导航通信一体化系统面临的在有限带宽内实现高速率信号传输和高精度测量的难题，结合正交频分调制与恒包络调制思想，提出了多载波二进制偏移载波（multi-carrier binary offset carrier，MC-BOC）调制，其能够有效利用频谱资源，提升信号的接收性能，并具备恒包络特性.分析北斗无线电测向卫星业务（radio determination satellite service，RDSS）采用该调制后的性能，结果表明：该调制方式具备优良的通信性能、抗干扰能力、测距性能以及抗多径能力.本文提出的MC-BOC调制技术为导航通信一体化系统信号体制设计和优化提供了一种可行的参考方案，可以用于北斗RDSS和站间时间同步/数据传输网络的信号设计.

文中提出并设计了一款应用于5G微基站的双频双极化电磁偶极子天线，工作带宽完整覆盖了长期演进（long term evolution，LTE）技术的主要频段和5G的全部中频段.该天线首先采用正交放置的渐变式Γ形馈电线对两个交叉放置的电磁偶极子馈电实现双频双极化，随后通过在电偶极子上添加H形缝隙有效扩展了低频段的带宽，最后创新性地引进具有电容性质的圆形寄生贴片将高频频点降低.此外，利用一款添加金属围栏的反射板来改善天线增益和辐射方向图的稳定性.测试结果表明：该天线S_11，22<-10 dB的阻抗带宽为58.2%（2.11~3.84 GHz）和8.9%（4.72~5.16 GHz），端口隔离度（|S₁₂|）高于25 dB，双频段内的平均增益分别为8.7 dBi和7.2 dBi；天线E面的半功率波瓣宽度在整个工作频带内的变化为61°±6°，交叉极化比高于20 dB.仿真与测试结果达到了良好的一致性.该天线结构简单、性能优良，可以作为LTE/5G室内基站天线的良好的候选.

随着高速铁路近几年的迅猛发展，下一代交通技术也正渐渐突破桎梏.当前制约轮轨高铁发展的关键因素是稠密大气，真空管道高速飞行列车是一种新型轨道交通技术，它突破了介质限制，利用磁浮技术，可实现列车在接近真空的密闭管道中超高速（大于1 000 km/h）行驶.为解决列车运行在全封闭金属管道中，路边基站信号无法穿透管道壁与列车建立无线链路的问题，文中采用漏泄波导方式来实现管道内无线覆盖.通过特殊的漏泄波导缝隙设计，使得漏泄电磁波在管道腔体内以柱面波形式向列车辐射，从而有效抑制超高速带来的极高Doppler频移.在列车侧，提出一种车顶电磁介质透镜结构，漏泄波导辐射信号可透过透镜直达车内用户，从而实现车载结构与漏泄波导间有效的、无缝的上、下行通信.基于人工介质厚度与相位的定量关系来设计电磁透镜，使得电磁波透过透镜后从柱面波转化为平面波，从而实现更均匀的车厢内无线覆盖.

利用2005—2007年广州、海口和重庆三个台站的f_oF₂数据，研究了f_oF₂日变化、季节变化和f_oF₂随太阳活动的变化规律，以及空间天气事件如磁暴对f_oF₂的影响.结果发现：f_oF₂的日变化规律体现在日出前出现最小值，海口和广州两站在14：00—16：00出现最大值，重庆站在12：00—14：00出现最大值；春秋季f_oF₂均值高于夏冬季节，春季高于秋季，冬季高于夏季（重庆站不明显）；从2005年开始，临频值整体下降，与太阳黑子数呈现正的线性关系；在2005-08-24开始的磁暴期间在磁暴的主相发生f_oF₂的正向扰动，在磁暴发生的第二天f_oF₂整体呈现负向扰动.综合以上信息可知，我国低纬地区可以划分为赤道异常区和非赤道异常区，两个地区f_oF₂有所相似但仍有不同，应结合太阳活动具体分析.

为了准确地测量电磁脉冲（electromagnetic pulse，EMP）的波形，开展低频/甚低频（low-frequency/very low-frequency，LF/VLF）EMP的形成和传播机理研究，识别不同EMP的特征，并以此为依据来识别、确认雷电及核爆炸等现象，提出了一种高分辨率的EMP原始波形测量系统方案，同时针对LF/VLF这一较低的频段提出了一套有效的系统标校方法，实现了对EMP的连续、准确测量和快速有效判别，并能通过网络实时上传数据.系统采用正交环磁场天线和平板电容电场天线实现信号的接收，设计了低噪声高保真的信道调理电路和高速数据采集电路来实现信号的采集，利用高精度的授时模块为EMP信号标记时间戳，最后结合多点监测波形实现EMP定位估计.实测结果表明：该系统能够给出高分辨率、高精度的LF/VLF EMP波形；利用该系统组网可以实现远距离EMP源的定位，定位精度与目前近距离的定位手段相当.通过长期的运行，验证了该系统具有高可靠、低失真、判别准确、实时性强等特点.