浮空式角反射体RCS统计特征及识别模型研究

针对浮空式角反射体新型无源干扰器材的末制导雷达目标识别问题,对其雷达截面积统计特征及识别模型进行研究。采用理论推导方式依次构建浮空式角反射体及其阵列雷达截面积模型,利用SolidWorks建模仿真软件和三维电磁场仿真软件,对两型舰艇目标进行三维建模和电磁仿真;考虑到雷达截面积随观测角度变化起伏性较强的特点,通过统计手段提取浮空式角反射体和舰船目标位置特征、散布特征和分布特征中的9个统计特征参数,作为后续目标识别特征;基于深度神经网络构建浮空式角反射体类目标识别模型。结果表明:多个浮空式角反射 体成阵列使用能够在一定程度上改变单个角反射体固有的雷达截面积方向性,同时优化神经网络模型可作为判别浮空式角反射体类假目标的有效手段,在划分训练集和测试集上分类准确度分别为97.4%和94.3%。     

基于PO/AP的角反射体RCS模型构建及分析

为全面深入掌握角反射体全向雷达截面积(radar cross section, RCS)特性,提出了综合利用物理光学(physical optics, PO)和区域投影(area projection, AP)的混合算法,构建了基于PO/AP的三面角反射体全向RCS模型,研究了包括角反射体形状、尺寸及入射波方位角、俯仰角、频率、极化方式等参数在内的角反射体RCS特性,并对3种反射类型进行了独立分析,最后通过FEKO（一款三维全波电磁仿真软件）仿真对算法的有效性进行了验证。结果表明:所提算法是角反射体全向RCS模型构建及分析行之有效的手段,其在有效保证计算精度的前提下,能够显著提高角反射体RCS的预估效率。     

炮射随机角反射器阵的RCS预估研究

利用炮射角反射器形成伪目标以对抗反舰导弹的无源对抗技术越来越得到广泛应用,从对抗机制出发,依据远场高频环境下雷达散射面积(RCS)的计算原理,提出了一种首先应用FEKO计算软件对单个目标计算,再用Matlab对整个炮射随机诱饵阵所能提供RCS能力进行预估的仿真计算方法,并验证了该算法的有效性,最后针对目前的战场环境给出了实用性结论.     

混合计算方法在无人机RCS预估中的应用

现代军用无人机外形隐身设计时对整机雷达散射截面（RCS）的快速预估分析是一项重要的研究课题。无人机作为一种电大尺寸的目标模型体,采用电磁场的高频计算方法,对于机体面目标散射场贡献采用物理光学算法（PO）,对于由面元结合部所形成的棱边绕射场贡献采用改进的等效电磁流（IMEC）算法分析,散射总场由两部分共同叠加计算生成。利用PO＋IMEC算法完成了对一种无人机目标模型RCS的模拟计算,将模拟结果与暗室实测结果对比获得了较为满意的结果。     

基于火控雷达测试的箔条弹RCS快速预估方法

火控雷达工作的频段是反舰导弹末制导雷达主要工作频段之一,研究箔条弹在该频段的RCS特性对水面舰艇反导作战具有重要意义. 本据火达可以实时跟踪快速小目标的特性,结合外场测量实际和测量原理,提出了一种基控雷达测量的箔条弹RCS快速预估方法. 该方法首先利用火控雷达实时跟踪箔条弹,并箔条弹弹丸开舱前瞬间的雷达回波增益控制电压衰减量和距离; 然后火控雷达转而跟踪后所形成的箔条云,并实时测量箔条云的雷达回波增益控制电压衰减量和距离; 最后利用改雷达截面积比较法快速预估箔条干扰弹的RCS. 外场试验表明: 该方法能快速得到测量数据,现RCS的快速预估. 同时,测试数据可为舰载火控雷达的抗箔条干扰研究提供参考.     

基于混合粒子群算法和快速非均匀平面波算法的介质目标反演

提出了一种重构介质目标的新方法--混合粒子群算法,研究了几何形状已知的介质目标介电参数反演、均匀介质柱的外形轮廓反演及外形轮廓与介电参数均未知时的介质目标反演三类问题。利用快速非均匀平面波算法加速矩量法求解介质目标的雷达散射截面,以介质柱体的散射场的实际测量值与迭代计算值的偏差作为目标函数,通过单纯形法和伪群交叉算法混合的粒子群算法对优化变量进行优化,使目标函数达到最小值来对介质目标的介电特性进行电磁成像。仿真结果表明：混合粒子群算法简单、通用,在反演过程中不用加入正则化处理以确保数值稳定性,比简单遗传算法具有更好收敛性能、更高的成像精度和抗随机噪声干扰的能力。     

信号到达角的快速估计算法研究

针对将FFT算法用于空域信号处理中存在受空间阵元数的限制,分辨率不高,无法识别相距较近的两个目标的问题,对等距线阵的DoA估计算法进行了研究,提出了基于空间分割的快速MUSIC算法。此算法在FFT算法粗略估计的若干局域子空间内进行谱峰搜索,可大大减小MUSIC算法全空间谱峰搜索的计算量。在单一期望信号的情况下,提出了基于最小二范数的快速DoA估计算法,它可进一步减小计算量。仿真结果证明了对DoA估计的快速算法理论分析的正确性和算法的有效性。     

任意理想导电目标的NURBS曲面建模与RCS预估

少量的NURBS参数曲面足够描述任意目标的几何形状,通过Cox-De Boor变换算法可将任意NURBS曲面拆分为Bezier曲面。针对NURBS曲面目标模型,提出了非常适合于工程应用的目标电磁散射建模方法。该方法使用CAD软件(如UG等)进行复杂目标几何建模,通过其IGES接口传递模型数据;应用驻相法计算Bezier曲面上的物理光学(PO)散射场积分,快速、准确地获得任意复杂目标的RCS;讨论了NURBS曲面目标几何建模及其RCS计算中的关键技术。最后通过算例验证了理论算法和计算程序的有效性。     

基于粒子群-遗传的混合优化算法

提出了一种基于实数编码的粒子群优化和遗传算法的混合优化算法,该算法首先由粒子群优化进化一定代数后,将最优的M个粒子保留,去掉适应度较差的pop_size M个粒子。然后以这最优的M个粒子的位置值为基础,选择复制得到pop_size M个个体,并进行交叉、变异等遗传算法运算。最后将保留的M个粒子位置值与遗传算法进化得到新的pop_size M个体合并形成新的粒子种群,进行下一代进化运算。该算法在进化过程中能进行多次信息交换,使两种算法互补性得到更充分的发挥。通过5个函数优化实例与其他多种算法的对比研究,表明该算法收敛性能好,运算速度快,优化能力强。此外,还研究了最优粒子保留规模M以及粒子群优化进化较少代数规模对算法性能的影响。     

雷达目标的角闪烁及RCS的计算

雷达目标的角闪烁及ＲＣＳ的计算，过去采用的方法是用各种简单形状的物体来近似目标的各个部件，再用几何光学法计算这些典型体的ＲＣＳ值。这种方法的明显的缺点是计算的模型与实际目标外形的差别较大，而用几何光学法计算目标散射场，又受到诸多的限制。本文提出的板块元的算法，是用一系列小的平面板元逼近目标外形，使计算模型建立的较为准确，另外，给出了计算任意多边形平板散射场的简化公式，把积分运算化成代数运算。克服了几何光学法只能计算具有双曲率表面的缺点，同时具有计算准确和速度快的优点。     

Modal-FEM混合法对复杂终端进气道RCS的计算

对带有复杂结构终端进气道的电磁散射问题进行了研究.给出一种高效的Modal-FEM分析方法,采用改进的模式法处理前端空腔部分,而复杂终端则只需有限元法进行一次求解;最后,在分界面上耦合得到整体的散射结果.与其他数值算法相比,计算结果表明:混合算法在保证精度的前提下减少了计算时间和所需内存,为计算带复杂终端进气道的RCS找到了一条可行的路径.     

基于姿态修正的目标RCS动态测量方法

相比于暗室和固定雷达平台的目标雷达散射截面(radar cross section,RCS)精确测量方法,提出了基于姿态修正的目标RCS动态测量方法。该方法适用于机载、艇载、球载等移动雷达平台,以有源标准目标作为参考目标,创建了雷达天线方向性因子修正方法、有源标准目标天线方向性因子修正方法、极化不一致性估算方法以及空间几何关系计算方法,实现对目标RCS的动态测量。利用S波段机载雷达对方法的有效性进行验证,结果表明:该方法具有较高的测量精度和试验可操作性,可为外场目标RCS的动态测量提供重要的技术支持。     

复杂海事安全条件下的船舶应急航线决策方法

针对船舶作业需要满足的复杂海事安全条件,提出一种基于改进智能水滴-交互速度障碍的船舶应急航线自主决策方法.通过引入最优解邻域扩张机制增加解的多样性,对基本智能水滴算法进行改进,避免算法在寻优过程中陷入局部最优解导致算法"早熟".利用改进的智能水滴算法对已知环境进行全局航线决策,再利用交互速度障碍法根据遇到的动态障碍物进行局部航线重规划.仿真实验证明航线决策方法可以快速有效地规划出最优航线并实现实时动态避碰.     

基于SBR和像素法的复杂目标的RCS计算

介绍了计算空腔内部高频电磁散射的射线跟踪法,推导了未进行简化处理的口径积分公式。与已有的计算结果相比,矩形截面直进气道的计算结果与参考值的吻合效果更好。从散射中心的观点出发,将像素法和射线跟踪法结合应用,给出了计算公式,通过软件实现了这些算法。给出了某无人机利用该算法得出的计算结果,并与实验值进行了比较分析。     

装备调配保障能力评估混合算法

分析了装备调配保障的主要影响因素,研究了武器装备、弹药和器材等调配保障的特点和规律,提出了运用指数法、排队网络和模糊综合评判相结合的方法,预测和评估装备调配保障能力,其中指数法能够充分体现各要素之间的关联性。给出了仿真评估实例,验证了方法的实用性,为装备保障指挥决策和系统优化设计提供了理论依据和技术支持。     

基于动态RCS的无人机航迹实时规划方法研究

为了提高无人机的生存能力,针对不确定飞行环境的无人机航迹规划问题展开研究,提出了一种基于RCS的无人机航迹实时规划方法,建立了相关计算模型,提出合理的代价函数,并采用多阶段分析博弈评估算法对航迹进行优化。仿真结果表明,基于动态RCS的无人机航迹实时规划方法能够比较好的解决无人机的航迹规划问题。     

高机动小RCS目标长时间相参积累检测新方法

相参积累可以提高小雷达散射截面（radar cross section, RCS）目标的信噪比,但由于目标的高速高机动性,长时间相参积累会导致回波的越距离单元走动和越多普勒单元走动问题。首先建立了高机动小RCS目标的回波信号模型,并分析了目标回波信号的二维频域特性,在此基础上,提出了一种长时间相参积累检测新方法。基本思想是在距离频域方位时域利用Keystone变换,校正由一次相位引起的越距离单元走动问题,然后乘以二次相位补偿函数解决越多普勒单元走动问题,通过构造目标函数对补偿函数中的加速度进行搜索,获得的目标函数的最大值即为相参积累值。仿真结果验证了该算法的有效性。     

面向不确定多任务场景的海上联合作战装备体系贡献率评估方法

针对海上联合作战装备型种多样、体系构成复杂、能力生成涉及因素多等特点, 提出了一种面向不确定任务场景的装备体系贡献率评估方法。首先, 分析了海上联合作战装备体系结构、不确定型多任务场景组成和装备体系效能评估指标构成; 然后, 基于直觉模糊综合评估提出了面向不确定多任务场景的装备体系贡献率评估方法; 最后, 通过一个实例对体系贡献率评估方法的计算过程进行分析, 说明了本文所提方法针对海上联合作战装备体系贡献率评估的有效性。     

混合Jobshop炼钢-连铸重调度方法及其应用

炼钢-连铸生产过程中加工设备起、停时间经常会出现严重延迟,导致调度计划不可行. 目前人工调整,存在响应速度慢和调整结果不优化的问题. 对炼钢-连铸混合Jobshop重调度问题进行了分析,提出了正在作业炉次已分配设备不变的重调度方法. 并提出了求解策略,将原调度分解为两个子调度问题. 引入炉次操作状态参数β,建立了正在作业炉次的时间修正模型,构造了启发式方法进行求解.对于未作业炉次,建立了多目标非线性0-1 整数规划模型,构造了并行逆推启发式算法进行设备指派,采用线性规划求解各操作的开工时间.基于上述方法开发了动态调度软件应用于国内某大型钢铁企业,在缩短动态调度时间、减少钢水冗余等待时间方面取得了显著成效.     

一种基于规划系统的计划识别混合求解方法

基于智能规划领域中机器人动作规划的思想,给出了一种求解计划识别问题的混合方法。首先讨论了规划及计划识别系统的一阶谓词逻辑知识表示,然后建立了一种基于智能规划的计划识别模型,并提出了一种计划序列的生成算法,再结合D-S证据理论来实现计划识别的不确定性推理。最后以一个例子说明了采用该方法进行规划推理和计划识别的过程,表明了使用该方法求解计划识别问题的可行性。