地波雷达在海面风场探测的应用

高频地波雷达是获取海洋气象探测资料的重要设备.详细介绍了高频地波雷达探测中的几个关键理论,对雷达的探测原理进行了阐述.高频电波可以在地表进行远距离传播,具有垂直极化特征的高频电波能够最大程度抑制传播过程的衰减,使电波能够进行远距离探测.海浪的动力主要来源于风,而海浪具有布拉格散射特性.海面传播的高频电波被海浪后向散射,对散射波进行反演能够得到海面风场的信息.地波雷达能够探测大范围,远距离的海面风向风速资料,并且不受恶劣海况的影响,因此地波雷达将作为一种不可替代的探测数据来源发挥重要作用.     

S波段舰载搜索雷达天线架设高度选择研究

蒸发波导条件下,S波段舰载搜索雷达的超视距探测能力不仅受海面气象水文环境和雷达主要工作参数影响,还与雷达天线架设高度密切相关.采用基于PE方程的电磁波传播衰减计算方法,通过计算分析S波段雷达辐射电磁波在各种蒸发波导条件下的传播衰减值,得出S波段舰载搜索雷达采用高天线架设高度能获取更好的超视距探测效能的结论.同时考虑到在多数蒸发波导条件下,20 m、25 m和30 m天线架设高度对应传播衰减值较为接近,并且采用较低天线架设高度可降低系统建设和使用维护成本,因而S波段舰载搜索雷达天线架设高度在20 m左右可充分发挥雷达探测效能并具有较好的经济性.     

基于小样本的雷达探测距离数据统计方法

为了对小样本条件下机载火控雷达探测距离指标作出合理的验证,并且节约试验成本,本文在分析常用雷达探测距离评定方法不足的基础上,针对雷达探测距离试验的特点,提出了利用数理统计中的t分布理论,按t分布方法对雷达探测距离进行了估计,得到雷达探测距离分布符合非中心t分布特征,同时对试验样本量进行了预测.雷达探测距离的小子样t分布检验法,既能够达到减少飞行试验架次,试验结果也可信.实践证明,该方法有明显的优越性和应用前景.     

地质雷达图像与典型岩溶发育现象对比分析

以广西崇左某电厂岩溶地质雷达探测结果以及后期判译成果的验证分析为基础,从岩溶发育的特点、电磁波反射强弱、同相轴形态、能量团分布及能量衰减速度等多方面进行对比,分析总结几种典型岩溶发育现象的特征地质雷达图像.     

20Cr1Mo1V(Nb)TiB紧固件晶粒级别超声二次底波法检测技术研究

基于材质粗大晶粒对超声波散射衰减原理,使用A型脉冲超声波反射法研究了20Cr1Mo1V(Nb)TiB紧固件Ⅰ类(晶粒级别1、2级)、Ⅱ类(晶粒级别3、4级)和Ⅲ类(晶粒级别5级)晶粒级别的检测方法。结果表明:各晶粒级别对超声波的散射衰减影响显著,且随着探测频率的增加而增大。在相同探测频率下,一次底波波高为满刻度80%时,Ⅰ类与Ⅲ类紧固件相比,二次底波波高平均值低7.61%～28.1%,波幅值平均值高10.6～15.8 dB;Ⅱ类和Ⅲ类紧固件相比,二次底波波高平均值低6.7%～9.4%,波幅值平均值高4～5.6 dB。当探测频率为5 MHz、10 MHz时,粗晶(Ⅰ、Ⅱ类)紧固件对超声波的散射衰减更为明显。用该方法可有效检测20Cr1Mo1V(Nb)TiB紧固件的晶粒级别,检测方法具有效率高、便捷、准确及无损材质等优点。     

海洋环境雷达探测效能评估系统设计

针对海洋环境对雷达探测性能影响评估问题,在电波传播预测模型和雷达探测性能评估模型基础上,分析不同环境要素数据采集处理方法、不同评估模式的选用准则,设计并实现了具有信息处理、环境参数输入、特性数据库查询及设置、装备性能评估和作战辅助决策等功能的海洋环境雷达探测性能评估演示系统,为指挥员进行战场准备、实施正确战略决策提供理论依据和技术支撑.     

雷达综合试验台仿真设计

为了解决大型雷达系统的工程验证评估难题,设计了一套雷达综合试验台仿真系统.针对大型雷达工作模式多样化以及电磁环境复杂的特点,利用数字化仿真技术,设计了雷达探测空间目标和干扰的稀疏分布、雷达环境在雷达探测空间的面分布或体分布以及雷达环境回波建模,构建了一套雷达综合试验台仿真系统.试验结果表明,利用数字化仿真技术所设计的雷达综合试验台仿真系统通用性强、成本低、使用方便,解决了现实生活中大型雷达系统评估验证的复杂度和成本逐步上升的问题.     

一种复合微动空间目标窄带成像方法

提出一种复合微动空间目标窄带成像方法。由于窄带雷达在目标检测和跟踪等方面的优势,窄带雷达被广泛用于空间目标探测中。对空间微动目标,微动产生时变多普勒调制,蕴含了目标的重要结构信息,通过对时频图像应用逆约旦变换方法可获取目标各散射点的位置,实现窄带成像。窄带成像降低了对雷达带宽的要求,在空间目标探测上具有优势。然而,在实际探测场景中,目标运动表现为微动和平动的复合叠加,使窄带成像方法失效。在建立复合微动空间目标雷达回波模型的基础上,分析目标的时变多普勒调制特性,提出一种复合微动窄带成像方法,该方法首先基于时频相关系数估计微动周期,利用多普勒相消方法去除平动影响,估计目标平动参数,进而实现平动补偿,最后基于逆约旦变换方法实现窄带成像。所提方法不受目标平动影响,能有效实现复合微动空间目标的窄带成像。     

地质雷达在城市地下管线探测中的应用∗

为了查明地质雷达在不同的管形、管径、埋深、材质的地下管线探测中的有效性和准确性,采用SIR-４０００地质雷达在野外对三个不同的地下管线进行探测.结合探地雷达工作原理对雷达波形进行地质解释,并将得到的管线埋深数据与工程实际数据进行对比.结果表明,地质雷达探测的管线埋深与实际埋深仅存微小偏差,准确率达96.5％,说明地质雷达在地下管线的探测中准确有效.     

激光成像雷达探测隐身目标

本文在分析研究隐身技术的现状和特点的基础上,讨论了隐身目标的探测问题.依据激光扫描成像的原理和特点,提出了利用激光扫描成像探测近距离隐身目标的方法,分析了其可操作性和适用条件,重点讨论了激光扫描成像雷达在探测隐身目标中的优越性.最后介绍了国外欧美国家已有的一些激光成像雷达探测隐身目标的典型应用,并对未来需要的一些关键技术问题进行了展望.     

导航雷达慢速小目标检测方法

针对常用导航雷达在检测强海杂波环境下慢速小目标的困难问题,利用扫描间海杂波非相关特性,提出采取提高天线转速的措施和扫描间信号平滑处理技术,从而抑制或削弱海杂波,增强目标信号强度,改善检测性能。实验表明,本方法显著提高了导航雷达在海杂波环境下检测慢速小目标能力。     

CFAR detection of weak target in clutter using chaos synchronization

In this paper, a novel constant false alarm rate (CFAR) approach for detecting weak targets in sea clutter spectrum based on chaos synchronization is proposed. The weak target signal is detected when the synchronization between two identical chaotic systems is realized, even if the target spectrum lies inside the clutter spectrum. The threshold for the proposed CFAR detection is derived theoretically. The proposed chaos‐synchronization‐based CFAR technique is shown to be able to enhance the detectability of the target when the signal‐to‐clutter ratio and signal‐to‐noise ratio are low. Numerical experiments based on real radar sea clutter data confirm the effectiveness of the proposed chaos‐synchronization‐based CFAR detection method. The performance is superior to those of the standard autoregressive estimation‐based and the cell‐averaging CFAR detectors. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

海杂波背景下的PSO-RBF弱目标检测

海杂波背景下的目标检测是海面雷达信号处理的重要组成部分。海杂波中弱目标的检测，传统方法是基于海杂波统计特性，但是统计特性并不能很好地反映海杂波的内在动力学特性，因此检测效果很不理想。本文根据海杂波的混沌特性，对其进行了相构空间重构，并将粒子群算法算法(PSO)应用到径向基函数(RBF)神经网络核函数参数的优化学习中，利用加拿大McMaster大学采用IPIX雷达在Dartmouth地区海域实测带有目标的海杂波数据对此方法进行验证。结果表明，在混沌海杂波背景下PSO-RBF小目标检测法具有良好的预测性，相比于一般的径向基神经网络，改进算法不仅收敛速度快，且误差精度高。     

基于 YOLOv5 的多分支注意力 SAR 图像舰船检测

针对合成孔径雷达图像噪声大,成像特征不明显,尤其在面对海陆边界、港口码头、近岸岩礁等复杂场景,通常的检测算 法对 SAR 图像目标特征提取困难,导致检测精度不高,出现误检漏检等问题。 在 YOLOv5 的基础上设计了一种旋转的目标检 测方法,提出了多分支注意力模块可以跨维度的信息融合,能更好地提取 SAR 图像目标中的位置信息和语义信息,以提高检测 精度。 此外,由于旋转目标检测会产生边界不连续问题影响边界框的回归,因此,利用了圆形平滑标签的方法将角度参数从回 归问题转为分类问题,由此提高了精度。 最后在 HRSID、SSDD+数据集上进行了实验,精度分别达到 84. 98%和 90. 13%,比原始 的 YOLOv5 算法分别提升了 1. 29%和 2. 57%,实验结果证明所提算法的有效性。     

一种超宽带相参雷达目标模拟器设计

在舰载、地基等高分辨率雷达的修理或研制过程中,需要对其进行测距、测速标校以检验该雷达系统性能指标。设计了一种超宽带相参雷达目标模拟器,在X波段上实现1.3GHz带宽,并以我国某海基超宽带、高分辨率雷达为适用对象,通过空馈方式接收海基雷达发射的调频步进频信号,对其进行相应的距离、速度、幅度调制后重构发射信号,再由天线辐射给海基雷达,从而模拟空中目标的各种运功状态,完成对高分辨率雷达参数校验及性能测试。     

特高压交流输电线路电磁环境研究

研究特高压交流输电电磁环境问题对我国特高压工程建设具有重要意义。采用逐次镜像法计算酒杯塔、紧凑型和同塔双回直线塔的1000 kV交流输电线路导线表面和线路下方距地面1 m水平线处的电场强度；计算了3种塔型下特高压交流输电线路的电晕损耗、无线电干扰、可听噪声、导线最低对地距离和走廊宽度；分析电晕损耗、无线电干扰和可听噪声随海拔变化的情况。结果表明通过选择合适的线路参数可满足特高压交流输电电磁环境指标要求，电晕损耗随海拔有近似指数增加的变化规律，无线电干扰随海拔有近似线性增加的变化规律。     

基于分布式MIMO雷达的检测前跟踪算法研究

近些年来MIMO雷达技术正在逐步兴起并得到了快速发展.因其能够充分利用空间分集和波形分集,所以对弱小目标和雷达截面积闪烁目标都有很好的检测性能.为达到提升对弱小目标的检测概率,运用动态规划将检测前跟踪思想引入MIMO雷达系统,提出了基于MIMO雷达的检测前跟踪方法.MIMO雷达的空间分集特性能够降低检测前跟踪回波积累的时间,从而提高雷达系统对机动目标的检测概率.仿真实验结果表明,基于MIMO雷达的检测前跟踪方法检测性能良好,有效提升了检测概率,是一种有效检测机动弱目标的方法.     

海面舰船目标微多普勒周期快速估计方法

提出一种海面舰船目标微多普勒周期快速估计方法。受海情影响,舰船目标处于微动状态中,导致雷达回波产生微多普勒调制。舰船微多普勒参数与舰船结构、目标动力等密切相关,是舰船目标识别的重要依据。在建立海面舰船目标雷达回波模型的基础上,分析了回波的调制特性,并提出一种微多普勒周期快速估计方法。该方法首先基于最小熵方法实现舰船目标主体平动的补偿,然后根据微多普勒区域与噪声区域的熵差异实现目标多普勒区间定位,最后计算截取区域的时频相关系数实现微多普勒周期的估计。其中微多普勒区间的定位降低了时频相关系数的计算量,使该方法的运算效率相比原有算法有较大的提升。在典型场景和雷达参数下,该方法计算效率获得2.5倍的提升。     

基于精细复合多尺度散布熵与 XGBoost 的 海面小目标检测方法

针对传统海面漂浮小目标的特征检测方法难以有效提取目标特征的问题,提出了一种基于RCMDE-XGBoost海面小目标检测方法。利用变分模态分解对信号进行去噪预处理,通过精细复合多尺度散布熵提取目标的多尺度特征,构建多维度特征矩阵,输入XGBoost网络进行特征分类,通过模型训练,实现海面小目标检测。利用IPIX雷达实测数据库,在#54、#311、#320海情HV极化方式下检测率分别达到了93.33%、92.38%、95%,相较于图连通密度检测法平均提升12%,证明了RCMDE-XGBoost检测方法有效。