雷达识别及反识别技术综述

雷达识别和反雷达识别是现代雷达技术的一个重要发展方面。有关雷达识别的理论研究和技术应用正越来越引起人们的重视。近年来,国内外学者专家在雷达识别的理论研究和技术应用方面,均取得了相当大的进展。本文将对雷达识别及反识别技术作一综述,其中包括对雷达识别的定义、主要应用及分类方法、实施方法举例、雷达识别的发展趋向、反雷达识别及对抗反雷达识别的方法等。     

带实时频谱监测的高频雷达系统设计

高频雷达复杂的电磁环境决定了频谱监测工作的必要性。由于雷达干扰具有随机性和突发性,因此提出实时频谱监测具有重大意义,从高频海洋表面波雷达研究着手,设计了一种具有实时频谱监测功能的雷达接收机系统,该系统能够灵活地对雷达工作时序进行控制,利用雷达的工作时间间隙对雷达的外部噪声环境进行监测和统计,以便选择合适的雷达工作频率,避开较强的外界干扰和噪声,提高雷达的抗干扰性能。     

采用真雷达显示器的航海雷达模拟器的关键技术

传统的雷达模拟器大致可分为全微机化的雷达模拟器及采用真雷达显示器和雷达信号发生器板的雷达模拟器。第一种雷达模拟器的操作界面逼真度尚待进一步提高，第二种雷达模拟器由于受雷达信号发生器板内存等限制，所能模拟的海区不如第一种雷达模拟器多，灵活性欠佳。本文的雷达模拟器采用微机生成雷达视频信号，通过雷达接口板将由计算机模拟的不同海区雷达回波图像显示在真雷达显示器上，具有灵活性大、逼真度高的特点。对该雷达模拟器的几个关键技术：雷达不同显示方式下的坐标变换、岸线回波生成算法、雷达信号接口板的的设计作了详尽介绍。该接口板可产生满足雷达／ARPA显示设备需要的各种信号，并可实时将计算机模拟的雷达视频数据转换成雷达显示设备可以接收的雷达回波信号，显示在真实雷达显示设备上。成功地应用在全任务大型船舶操纵模拟器中。     

雷达信号分选关键技术研究综述

复杂电磁环境下的雷达信号分选是雷达侦察干扰的核心技术,也是雷达截获领域一个从未停止的理论研究与技术实现问题。系统地介绍了国内外近年来在雷达信号分选领域的关键技术研究现状和最新进展,包括雷达对抗电磁环境模拟、基于软件处理的雷达信号主分选计算负担估计、雷达信号分选算法、雷达信号分选的硬件实现技术、基于脉内特征参数的雷达信号分选及雷达信号分选仿真模型及评估。指出了目前这一领域有待进一步深入研究和完善的问题,如高精度雷达参数测量技术、复杂信号分选的并行实现算法与硬件实现技术、高密集雷达脉冲流中的捷变频雷达信号分选与干扰技术等。     

单/双基地雷达的低空探测性能研究

从雷达方程出发,提出单、双基地雷达探测目标的判定式,通过实时采集典型目标的单双站雷达散射截面,计算出单、双基地雷达对该目标的低空探测范围图,得到有价值的结论。通过比较分析,证明双基地雷达在对目标低空探测方面优于单基地雷达,为双基地雷达用于工程实践提供了理论依据。     

提高相控阵制导雷达导引精度的一种新方法——信标法

本文从相控阵雷达测量误差引入的导弹－目标视线角误差的角度分析了雷达导引精度与雷达测量精度的关系,并在此基础上提出了一种提高雷达导引精度的方法——信标法。仿真结果表明,此方法可以明显减小由雷达测量引入的视线角系统误差,提高雷达导引精度。     

组网雷达作战效能模糊综合评定模型

随着现代战争向网络中心战转变,雷达组网作战是防空武器系统发展趋势,其作战效能分析可为防空雷达组网提供辅助决策。为了评估组网雷达作战效能,结合雷达组网的因素分析,运用模糊数学的方法,提出了组网雷达作战效能评价指标体系,建立了三级模糊评判模型,并利用层次分析法确定了各因素的权重,提出了组网雷达作战效能的量化评判方法。并对某重点区域防空两种雷达组网方案作战效能进行了模糊综合评判,实例分析结果表明该组网雷达作战效能模糊评判模型具有实用性,其评估结果可为防空雷达组网提供参考。     

一种计算双基地雷达探测区的新方法

提出了一种计算双基地雷达探测区的新方法.其思路是,基于双基地雷达的雷达方程和干扰方程,通过比较双基地雷达与单基地雷达探测区求解的不同之处,引申出双基地角等值线的概念.分析得出,常规单基地雷达探测区上的任一点必然属于从雷达引出的某一条射线,而双基地雷达探测区上的任一点必然属于某一条双基地角等值线.以此为基础,最终计算出双基地雷达在无干扰和自卫干扰时的探测区,并通过仿真计算,验证了其可行性.     

PPI雷达光栅扫描显示器的应用及发展

本文在回顾雷达显示器发展的基础上,提出了雷达显示器的发展趋势——雷达光栅扫描显示器,论述了雷达光栅扫描显示器的优点,提出了一种先进的雷达光栅扫描显示器的基本组成及几个关键技术的解决方法。     

基于DEM和SAR的航海雷达地形回波仿真

由于仿真地形数据库制图工作量巨大,因此目前航海雷达仿真中物标雷达反射率模拟的工程应用受到极大限制。提出基于DEM(Digital Elevation Model)和同波段SAR(Synthetic Aperture Radar)数据反演,获取物标反射率信息,作为地表雷达反射率仿真的依据,结合雷达方程,建立航海雷达地表反射率模型;考虑雷达回波地形的高程遮挡关系,给出了航海雷达地形回波生成算法,GPU编程实现。通过与传统仿真方法和真实雷达回波图像的比较,表明该算法与真实雷达回波更接近,更能体现地表回波图像的雷达反射率细节和不同量程下的回波图像变化。     

小样本条件下SCGAN+CNN低分辨雷达目标一步识别算法

现有低分辨雷达目标识别方法,通常采用先特征提取、再进行目标分类的两步识别算法,这种算法存在识别率难以提高和方法泛化性不足的问题,对此,提出一种增强条件生成对抗网络（strengthening condition generative adversarial network,SCGAN）+卷积神经网络（convolutional neural network,CNN）的低分辨雷达目标一步识别算法。该算法利用CNN自动获取采样数据深层本质特征,无需特征提取,实现对目标的一步识别。为进一步提高小样本条件下的识别效果,基于CGAN理论来提高样本在特征空间的覆盖程度,并对CGAN的判别器进行改进,在损失函数中增加混叠惩戒项,通过SCGAN生成不混叠的生成样本来更好地训练CNN,提高其在小样本条件下的识别能力。仿真对比实验校验了一步识别算法较传统两步识别算法的优越性,以及SCGAN+CNN的低分辨雷达目标一步识别算法在小样本条件下的有效性。     

超宽带雷达目标及环境仿真技术的研究

超宽带雷达是一种用途广泛的新体制雷达,它与经典雷达有着很大的差异。为了有效地分析和设计超宽带雷达系统,有必要建立超宽带雷达系统模型。雷达系统建模中最重要的工作是仿真雷达目标及环境。本文,我们基于时域有限差分法(FDTD),提出了一种雷达目标的仿真算法,并根据这种算法,仿真了几种简单几何形状的雷达目标实例。在第三节,介绍了一种仿真超宽带海杂波的方法。     

空间探测相控阵雷达系统中的任务规划算法

针对空间探测相控阵雷达系统,提出了一种观测任务规划算法。首先,建立了观测任务模型和观测任务资源占用模型;其次提出一种多任务并行截止期越早越优先(multi-task parallel earliest deadline first,MTPEDF)调度算法来解决观测任务规划,该算法综合考虑雷达的搜索任务与跟踪任务来进行系统资源的分配。对于跟踪任务,算法结合目标的过境时间以及当前系统的负载情况,以此来确定雷达对该目标的观测时间段;最后给出了算法的评估方法。利用在轨的2 886个空间目标进行仿真验证,仿真结果表明算法可以较好地利用系统时间资源,合理安排雷达观测任务。     

基于Faster R-CNN的电子海图和雷达图像的数据融合

船载导航雷达和电子海图(electronic navigational chart, ENC)是船舶重要的导航仪器,雷达图像和ENC图像的融合能够给出更加丰富的航行和避碰信息。为此,提出了一种基于深度学习理论的提取雷达图像中鲁棒特征的数据融合算法,实现了ENC和雷达图像较高层次的数据融合。首先,利用深度学习算法对雷达图像进行目标检测,识别船舶雷达的特征目标。其次,对检测到的特征区域执行图像处理,并确定用于ENC和船舶雷达图像配准的参考点。最后,根据参考点进行仿射变换,实现融合算法。利用连续时间段的狭窄水域中的真实船舶雷达图像数据对融合算法进行验证,结果显示船舶雷达图像和ENC的海岸线边缘信息匹配良好且满足实时性要求。该算法与简单的像素级图像融合算法相比鲁棒性更强,实现了ENC与雷达图像的特征级融合。     

雷达高重频波形运动累积测距算法

提出了一类新的称为运动累积测距的测距算法,该测距算法基于运动效应通过雷达与目标间不同时刻的距离特点确定目标的距离值。运动累积测距算法工作在高重频(pulse repetition frequency, PRF)脉冲多普勒模式下,通过计算雷达接收回波的信号强度变化确定目标的位置。给出运动累积测距算法的理论、计算方法并在实验部分给出运动累积测距算法的仿真结果。实验结果表明雷达高重频波形运动累积测距算法可以准确地估计目标的距离值。     

基于雷达的导航信息传递技术

针对小型智能飞行器(miniature intelligent air-vehicle, MIA)低精度微惯导系统的动态初始对准和校准问题, 提出了基于雷达的导航信息传递技术。将雷达及其载体当作一个刚体, 设计了基于雷达的导航信息传递系统; 基于雷达被动测向原理, 提出了测定雷达主瓣波达方向(direction of arrival, DOA)的多重镜像压缩的传播算子(multiple image compression-propagator method, MIC-PM)估计算法。理论与仿真分析表明, 相对于PM算法, MIC-PM算法计算量明显减少, DOA估计时间可达到9.3×10^-3s, 满足MIA导航信息传递的实时性要求; 同时, 在低信噪比情况下的估计精度有所提高。     

VTS雷达及岸基溢油雷达组合选址优化

针对实际建址时存在障碍物遮挡和雷达传递衰减的船舶交通管理系统（Vessel Traffic Service，VTS）雷达及岸基溢油雷达组合选址问题，基于空间几何方法，在三维空间中提出了障碍物遮挡判断方法，并引入衰减函数进行雷达衰减测度，以建站成本最小和水域面积覆盖率最大为目标建立多目标选址模型。根据问题设计了自适应混沌多目标粒子群算法，在满足位置约束时生成初始解，提高算法求解速度；引入混沌机制和飞蛾火焰算法的螺旋搜索机制对粒子速度及位置更新策略进行改进，增强算法的局部和全局搜索能力。通过算例验证了本文所提出的判断方法及模型的有效性。研究成果不仅深化和拓展了VTS雷达选址及溢油问题的相关研究，也为海事主管机构在进行VTS雷达站及溢油雷达选址时提供理论依据。     

一种基于随机动态线性模型的重频分选的改进算法

分析了几种基于随机动态线性模型的重频分选算法,并在随机动态线性模型的基础上,提出了一种利用Kalman滤波进行重频分选的新算法。与传统的重频分选算法相比,该算法非常适用于对抖动PRI脉冲列的分选,尤其适用于多列脉冲交织在一起的情形。仿真结果表明,该算法在PRI变化范围已知的情况下对抖动PRI脉冲列的分选效果良好。     

基于小波分析的雷达引信故障诊断和预报算法

提出了一种雷达引信故障诊断和预报的新算法。该算法利用时间序列的信息熵构造信息花费函数,以雷达引信的实测数据为基础选取好小波基,利用小波的多尺度分辨分析对雷达引信的漏脉冲进行分析,以互相关和统计算法分别建立了雷达引信正常工作和故障状态下的模型。实验结果表明,该算法能定量地分析雷达引信的工作状态,准确地预报雷达引信的故障程度。     

基于优化序列提取的相控阵雷达识别方法

针对相控阵雷达工作模式识别的问题,提出一种基于优化序列提取的雷达识别方法.首先,对相控阵雷达搜索和跟踪的工作模式进行分析,建立工作模式序列模型.其次,通过剔除Needleman-Wunsch方法中的多余数据简化运算流程,提出一种优化的雷达信号公共序列提取算法.然后,通过理论证明了所提算法的高效性,并给出算法识别效果的评...