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电波科学学报  2020年 35卷 4期  刊出日期:2020-08-30
 
前言
“国防科技大学电子科学学院专刊”前言
王雪松
2020, 35(4): 443-443  
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (72 KB)  ( 56 )
摘要
综述
电磁频谱地图构建方法研究综述及展望
夏海洋, 查淞, 黄纪军, 刘继斌, 李冰
2020, 35(4): 445-456  DOI:10.13443/j.cjors.2020040801 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (9939 KB)  ( 62 )
摘要
电磁频谱地图结合地理信息实现电磁环境综合信息的可视化定量描述,是电磁污染防治、电磁频谱管理和电磁频谱作战筹划等应用的基础.本文在简要介绍电磁频谱地图系统构成、功能及典型系统的基础上,重点阐述了电磁频谱地图构建方法研究现状,对比和讨论了现有构建方法性能,分析了电磁频谱地图构建面临的挑战及其发展趋势,最后对电磁频谱地图构建技术进行总结.
毫米波视距MIMO安全通信技术研究
王世练, 朱立, 骆俊杉, 戚宣哲
2020, 35(4): 457-468  DOI:10.13443/j.cjors.2020040601 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (10651 KB)  ( 29 )
摘要
移动通信和信息社会的高速发展对宽带高速数据传输提出了较高的要求,而毫米波多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)技术成为实现高速安全数据传输的重要技术途径.考虑到一些特殊的需求和应用场景,比如对偏远地区的覆盖,构建应急通信系统,特别是军事宽带战术互联网,基于空中移动平台的毫米波MIMO技术成为当前研究的一个热点.本文充分调研国内外相关文献资料,阐述了毫米波视距(line-of-sight,LoS)MIMO信道建模、天线阵列优化、混合波束成形设计以及物理层安全等相关技术的当前进展、存在的挑战,并指出未来的研究方向,推动基于空中平台的毫米波MIMO系统的工程化应用.
低频叶簇穿透雷达成像技术
黄晓涛, 陈乐平, 范崇祎, 安道祥, 李悦丽, 周智敏
2020, 35(4): 469-485  DOI:10.13443/j.cjors.2020041302 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (23477 KB)  ( 26 )
摘要
低频叶簇穿透成像雷达工作于微波频率的低端,拥有远超传统窄带雷达的系统相对带宽,因此具备强的叶簇穿透和高分辨成像能力,经过近三十年来迅速发展,已在战场侦察、反恐维稳以及资源勘查与监测等领域有着广泛应用.文中分别从低频叶簇穿透合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)技术、低频叶簇穿透干涉SAR(interferometric SAR,InSAR)技术和低频叶簇穿透地面动目标指示(ground moving target indicator,GMTI)雷达技术三个具体应用,系统回顾了低频叶簇穿透雷达技术的兴起和研究现状,深入分析了各自的技术特点以及其中涉及的关键技术,最后探讨了低频叶簇穿透雷达技术的未来发展和新兴应用方向.
穿墙雷达人体目标探测技术综述
金添, 宋勇平
2020, 35(4): 486-495  DOI:10.13443/j.cjors.2020040804 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (9781 KB)  ( 41 )
摘要
为获知穿墙雷达技术发展脉络以及预测未来可能的发展趋势,对近年来穿墙雷达研究领域中的墙后人体目标探测技术的发展情况进行了梳理.围绕墙后人体目标探测中的微多普勒谱识别、二维运动目标检测,以及三维人体目标高分辨成像等关键技术,对国内外公开发表的相关文献进行了归纳总结.结果表明,穿墙雷达已经在墙后人体目标的生命特征提取、运动行为监测、动作姿态识别等应用领域取得了长足进步.随着相关研究的深入,穿墙雷达系统开始表现出轻型化、小型化、低成本化的特点,而对应的处理算法则向更加智能化方向发展.
非合作雷达辐射源目标探测系统关键技术分析
鲍庆龙, 王森, 潘嘉蒙, 祝茜
2020, 35(4): 496-503  DOI:10.13443/j.cjors.2020040702 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (8783 KB)  ( 25 )
摘要
非合作雷达辐射源目标探测系统具备极高的理论研究及应用价值.本文首先介绍了非合作雷达辐射源目标探测系统的概念内涵和技术体制优势,然后总结了该领域近年来国内外研究现状,最后对比民用辐射源的外辐射源雷达系统,分析了非合作雷达辐射源目标探测系统在获取和处理信号以及检测和跟踪目标等方面面临的诸多技术瓶颈,探讨了系统同步、直达波抑制、非合作目标检测和目标跟踪等关键技术.
卫星导航信道模型综述
周顺, 林红磊, 王茂磊, 唐小妹, 欧钢
2020, 35(4): 504-514  DOI:10.13443/j.cjors.2020041501 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (7069 KB)  ( 26 )
摘要
卫星导航信道具有宽带、时变和城区复杂多径等特征,为了能够充分挖掘、有效预测和评估全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的性能,需要对各种环境中的卫星信道进行测量和建模研究,文中主要讨论了卫星导航信道的测量和建模及其研究进展.首先给出了信道建模的方法和与卫星导航相关的测量活动的汇总,然后讨论比较了几种常见的卫星导航信道模型,最后探讨了卫星导航信道建模面临的挑战以及未来的研究重点.
论文
曲面共形阵列结构快速数值分析方法
徐延林, 李振, 黄贤俊
2020, 35(4): 515-522  DOI:10.13443/j.cjors.2020022002 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (8498 KB)  ( 16 )
摘要
针对曲面共形阵列结构电磁散射特性的高效、精确仿真分析需求,提出了一种并行综合函数矩量法处理方案.该方法是传统电磁经典数值算法——矩量法的一种改进形式,通过几何区域分解处理和综合基函数的方式极大降低了算法的内存消耗,使得单机分析电大尺寸问题和大规模阵列问题成为可能.更为重要的是,针对周期阵列结构,该方法具备综合函数复用特性和多区域并行处理特性,能够大大提高算法的综合处理效率.一个6×11的柱面共形贴片阵列被用于验证所提方法的性能,仿真结果表明,对于周期阵列结构,该方法的计算精度与多层快速多极子算法相当,虽然计算效率略低于多层快速多极子方法,但内存消耗比多层快速多极子方法低一个数量级.
基于参考阵元的TDM MIMO FMCW雷达运动补偿方法
林沂, 孙占山, 郭敏, 付云起
2020, 35(4): 523-530  DOI:10.13443/j.cjors.2020040803 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (7407 KB)  ( 17 )
摘要
针对时分复用(time division multiplexing,TDM)多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)调频连续波(frequency modulated continuous wave,FMCW)雷达的速度-角度耦合问题,提出一种基于参考阵元的运动补偿方法.把MIMO阵列组合阵元T1/R1等效的虚拟阵元1选定为参考阵元,通过对参考阵元接收的2个调制周期信号进行处理,提取运动引入的相邻阵元相位差,利用该相位差构建相位补偿因子消除运动引入的相位,实现运动目标的精确角度估计.该方法采用固定的基于参考阵元的TDM时序,无需根据工作场景调整TDM时序,且不需要估计目标的速度,避免了模糊速度估计问题.仿真结果和实验结果验证了该方法的有效性.
基于强化学习的定向无线通信网络抗干扰资源调度算法
谢添, 高士顺, 赵海涛, 林沂, 熊俊
2020, 35(4): 531-541  DOI:10.13443/j.cjors.2020041303 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (11169 KB)  ( 17 )
摘要
为了在无线网络中进行高效的链路资源调度、减小网络干扰、提高网络容量,提出了一种利用回溯天线并考虑干扰环境的链路资源分布式智能调度算法.首先,结合通信的路径损耗模型设计卷积核,对节点密度矩阵进行卷积来衡量干扰链路强度,从而避免对所有干扰链路进行信道估计产生巨大的计算代价;然后,结合强化学习的思想设计了与通信环境交互的链路调度学习模型,每个链路利用神经网络进行独立的训练,将训练所得的决策结果反馈到环境中进行状态更新,模型在不断更新的环境中迭代来学习最优的调度策略.该方法能分布式的运行,可有效衡量无线网络中的链路干扰强度,结合衡量结果进行高效的链路资源分布式调度,从而最大化网络容量.仿真结果验证了该调度算法无论是在算法迭代收敛还是网络容量性能上都能很好地逼近全局的调度算法,达到全局算法最优结果的92%~100%.
超短波频段复杂城区场景的信道测量与建模
孔凌劲, 刘月玲, 张校晨, 张晓瀛, 赵海涛, 魏急波
2020, 35(4): 542-550  DOI:10.13443/j.cjors.2020041101 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (9665 KB)  ( 30 )
摘要
为了准确反映复杂城区环境下移动自组织网络(mobile ad hoc network,MANET)通信节点间的无线信道传播特性,以150 MHz频点为例对山东省青岛市典型城区场景的超短波无线信道进行了外场测量.基于测量数据开展统计分析,提取了路径损耗指数、阴影衰落标准差、多径时延拓展以及频率相关性等信道参数,并针对准视距(quasi-light-of-sight,QLOS)区和非视距(non-light-of-sight,NLOS)区建立了大尺度衰落模型和小尺度抽头延迟线模型.分析和建模结果表明:在MANET城市通信场景下,路径损耗指数随距离增加呈现出双斜率特性;当累积分布函数(cumulative distribution function,CDF)为0.9时,均方根时延在QLOS区为726 ns,在阻挡严重的NLOS区为967 ns;相关带宽在QLOS区和NLOS区分别为700 kHz和300 kHz.论文所建信道模型有利于准确衡量MANET通信设备在复杂城区的通信性能,并为相关通信系统设计提供参考.
雷达目标多维特性分析与应用
周剑雄, 鲍庆龙, 吴文振, 胡卫东
2020, 35(4): 551-562  DOI:10.13443/j.cjors.2020040901 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (12442 KB)  ( 38 )
摘要
实际目标的雷达特性是多维空间中的函数,但雷达观测只能获得多维特性在低维空间中的切片或投影,深入分析有限的雷达观测数据蕴含的目标特性信息,对提升目标检测识别性能有重要意义.从三维散射率分布函数出发,推导了不同维度雷达图像与散射率分布函数积分投影的傅里叶变换对关系,并通过分析该关系所隐含的近似条件,指出实际目标散射特性的复杂性,得出了多维空间中形式化的散射模型.基于散射中心和雷达图像从不同的角度对多维散射模型的低维映射进行分析,给出了若干目标特性分析实例,包括棱形结构的相位逆转现象、多次散射的极化相位关系、空间目标腔体结构的色散现象、柔性结构的图像散焦效应等.形式化多维散射模型和低维映射研究方法为分析复杂目标的雷达散射特性提供了参考.
非线性目标谐波散射特性建模研究
李远哲, 胡卫东, 范红旗, 朱畅, 杜小勇
2020, 35(4): 563-570  DOI:10.13443/j.cjors.2020041301 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (7227 KB)  ( 27 )
摘要
非线性目标的入射功率-散射谐波功率曲线(后文简称为谐波散射特性)对增强非线性探测系统的鲁棒性和后续的目标分类识别具有重大意义.本文研究了非线性目标谐波散射特性的建模方法和对应的参数求解方法.文章通过建立等效电路,导出了非线性伏安特性曲线与散射参数的关系模型,并提出一种基于优化的递进求精解法来提高模型参数的求解效率;以齐纳二极管的实测基波数据作为建模求解的测试示例,结果表明建模参数的仿真谐波曲线与测量的谐波曲线在测量功率段均符合较好.故本文建模方法可为后续更多非线性目标(如PIN管、三极管等)谐波散射特性的获取提供有益指导.
一种坐标轴型箔条的设计及散射特性研究
杨坤龙, 刘鑫, 周坚, 王伟东, 李健兵
2020, 35(4): 571-584  DOI:10.13443/j.cjors.2020041403 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (17310 KB)  ( 19 )
摘要
针对传统箔条干扰性能受指向、极化、雷达视角等因素影响严重的问题,提出了一种坐标轴构型的新型箔条结构,并采用电磁仿真软件计算其在不同频率、极化和入射角度情况下的散射特性.该类箔条由考虑了缩短效应的三根传统箔条相互正交连接组成三维直角坐标轴形状,连接点为三根传统箔条的中点.仿真实验和暗室测量结果表明:针对X波段(9.5~10.5 GHz)雷达设计的这种新型箔条,当雷达波以不同线极化方式从不同角度入射时,单个坐标轴型箔条的雷达散射截面积(radar cross section,RCS)(其是干扰效能的主要量度)变化幅度不超过3 dB,在5°的角度制作误差范围内仍具有较稳定的RCS;单个坐标轴型箔条的平均RCS比相同质量的传统箔条高约2.61 dB,但是对圆极化雷达的同极化干扰能力较弱;数量为5万且呈随机分布的坐标轴型箔条云RCS保持在-10 dBsm以上,并且在线极化和入射角度上具有较好的稳定性,具备掩护典型隐身目标的能力.
基于精细分割的SAR图像舰船目标几何结构特征提取
孙忠镇, 熊博莅, 冷祥光, 计科峰
2020, 35(4): 585-593  DOI:10.13443/j.cjors.2020041402 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (6403 KB)  ( 26 )
摘要
随着高分辨率星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统的研制和使用,利用SAR图像实现快速准确的舰船目标识别分类成为了海上目标侦察监视的重要手段.文中针对SAR舰船目标切片图像,提出一种基于精细分割的SAR图像舰船目标几何结构特征提取方法.首先,采用基于Radon变换的分割方法将舰船目标和成像干扰区域进行分离,对分离出的舰船目标切片进行阈值分割处理,并利用形态学手段处理分割图像,减小旁瓣影响,准确提取目标主区域;然后基于椭圆形状约束进行目标区域的细化分割,解决分割区域"毛刺"现象和区域断裂现象,得到舰船目标的最佳图像分割区域;最后,通过逼近目标区域获得其对应的最小外接矩形(minimum enclosing rectangle,MER),进而实现目标区域几何结构特征的精确提取.通过对获取的高分三号卫星SAR图像数据进行仿真实验,证明了本文方法提取舰船目标几何结构特征的高准确性和强稳定性,对海上舰船目标的识别与分类具有重要意义.
复杂环境大场景SAR图像飞机目标快速检测
赵琰, 赵凌君, 匡纲要
2020, 35(4): 594-602  DOI:10.13443/j.cjors.2020040602 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (13495 KB)  ( 21 )
摘要
随着人工智能与合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)技术的发展,基于卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的SAR图像自动目标识别技术取得了一定的突破.然而,由于飞机自身结构以及SAR成像机制的复杂性,在复杂环境大场景SAR图像中对飞机目标进行快速准确的检测依然存在挑战.为提升算法的检测能力,本文对现有检测算法的处理流程进行了分析与总结,并提出了一种复杂环境大场景SAR图像飞机目标快速检测算法.算法优化了整体检测流程,设计了基于灰度特征的机场区域精细化提取和基于CNN的飞机目标粗检测两大子模块,并采用了YOLOv3网络对机场区域以及飞机目标分别进行初步的提取与检测.实验结果表明,本文算法对复杂环境大场景SAR图像中的飞机目标具有高效的检测能力.
新构型下多环路反向交叉眼干扰分析
刘芳, 陈嘉贝, 吕欢, 王青平, 王超
2020, 35(4): 603-613  DOI:10.13443/j.cjors.2020022003 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (9223 KB)  ( 21 )
摘要
提出一种由四个干扰阵元呈线阵不等间隔排布而构成的全新多环路反向交叉眼干扰构型,并借助通道回波、矢量合成和角度因子,分别对新构型下多环路反向交叉眼干扰的诱骗角度、诱骗距离和参数容限进行了详细的理论推导和仿真验证.仿真结果表明,在Ku波段,搭载于大型平台上的新环路构型不仅可产生很大的交叉眼增益,引导单脉冲雷达产生更大的诱骗距离和诱骗角度,而且在给定角度因子的情况下,随着干扰距离和干扰机转角的增大,角度因子等高线明显减小,多环路反向交叉眼干扰对参数容限的要求也越来越严苛.
卫星导航信号频域抗干扰后相关峰建模及对捕获性能影响分析
吴健, 刘哲, 倪少杰, 王飞雪
2020, 35(4): 614-621  DOI:10.13443/j.cjors.2020042201 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (6523 KB)  ( 14 )
摘要
卫星导航信号容易受到强干扰的影响,频域抗干扰算法是常用的抗干扰算法之一,但该方法实现有效干扰抑制的同时也会导致信号相关峰的畸变,从而造成导航信号接收性能下降.为了分析频域抗干扰算法对导航信号接收性能的影响,建立了抗干扰后信号相关峰畸变模型,并从信噪比损耗、第一旁瓣位置、峰值旁瓣比三个参数对相关峰模型进行深入分析,进一步建立了抗干扰后信号的捕获性能模型,同时对比了不同捕获策略下的捕获概率.理论分析和数值仿真结果表明,频域抗干扰后的相关峰的信噪比下降且出现了旁瓣,畸变参数与干扰参数密切相关,抗干扰滤波器会导致信号捕获性能下降.该研究成果对干扰场景下提高导航信号捕获性能提供了重要的模型支撑.
接收机参数对北斗三号卫星伪距偏差影响研究
李磊, 肖伟, 唐小妹, 倪少杰, 刘小汇
2020, 35(4): 622-631  DOI:10.13443/j.cjors.2020040802 
Full text:   [HTML]( ) | PDF   PDF (8201 KB)  ( 18 )
摘要
伪距偏差是抑制北斗系统服务能力提升的重要误差源,影响用户实时定位性能和卫星精密定轨处理.目前对北斗三号伪距偏差的分析研究与测量较少,文章首先从理论上分析了接收机的前端滤波带宽和相关器间隔对伪距偏差的影响,并对理论分析结果进行了仿真.然后在此基础上利用7.5 m大口径天线对北斗三号在轨卫星信号进行采集,使用软件接收机对卫星实测数据的伪距偏差进行测试验证,全面分析了前端滤波带宽和相关器间隔对北斗三号卫星信号伪距偏差的影响.根据理论分析和实测验证的结果,得到了接收机的相关器间隔和前端滤波带宽对北斗三号卫星B1I、B3I和B1C信号的伪距偏差影响范围.研究表明,通过合理设置接收机相关器间隔和前端滤波带宽,可有效减小北斗三号卫星信号伪距偏差,提升用户定位精度.
 
  期刊信息  
1986年创刊,双月刊
主管单位:中国科学技术协会
主办单位:中国电子学会
主  编:董庆生
ISSN:1005-0388
CN:41-1185/TN
通信地址:河南省新乡市牧野区建设东路84号
邮政编码:453000
电  话:0373-3712411
传  真:0373-3052232
E-mail:dbkxxb@126.com
邮发代号:36-260
国外发行代号: BM1942
  新闻公告
《电波科学学报》2020年第35卷第2期优秀论文评选结果
《电波科学学报》2020年第35卷第3期优秀论文评选结果
第十六届全国电波传播年会中文征文通知-
2020年中国电磁兼容及电磁环境效应技术及产业创新大会通知
《电波科学学报》2020年第35卷第1期优秀论文评选结果
“基于机器学习的5G与B5G信道建模及仿真技术”专刊征文通知
2020年全国电磁散射与逆散射学术交流会暨专委会成立30周年和谢处方教授诞辰100周年纪念会征文通知
《电波科学学报》2019年第34卷第6期优秀论文评选结果
恭贺我刊编委崔铁军教授和姚富强教授当选为院士并祝元旦快乐
《电波科学学报》2019年第34卷第5期优秀论文评选结果
“无线电气象”专刊征稿通知
《电波科学学报》2019年第34卷第4期优秀论文评选结果
《电波科学学报》第六届编委会2019年工作会议及评优颁奖仪式在合肥举行
关于举办“2019复杂电磁环境效应技术研讨会”的通知
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