现代防御技术

杨雪, 董爱, 赵文婷, 邹晓剑

2018, 46(3): 1-8. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.001

摘要 ( 3421 )

PDF (1880KB) ( 1362 )

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现代战争是体系与体系之间的对抗,客观、科学、全面地衡量武器装备的性能,从提出需求、开始设计的源头就注重装备体系的综合性能评估,对降低装备与技术发展风险,提高效益具有重要意义。主要开展未来新型防空导弹武器系统对防空装备体系贡献度的研究,通过分析建立装备体系贡献度评价框架。从功能性能、技术体制、体系结构、对抗效能、经济效益周期5个维度对防空装备体系贡献度进行描述,为进一步评价未来新型防空导弹武器系统性能提供理论支撑。

可拓论的防空导弹武器系统效能的研究

王丰, 张磊

2018, 46(3): 9-17. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.002

摘要 ( 310 )

PDF (1600KB) ( 940 )

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首次运用可拓学的基元理论,建立了防空导弹武器系统拦截方案的形式化可拓模型。利用可扩、发散和蕴含等拓展分析原理与可拓推理知识,对防空导弹武器系统火力转换、拦截方案的生成和筛选进行了形式化的可拓分析和建模,对防空效能的计算进行了仿真。实例仿真分析结果与实际作战过程相符,使防空导弹武器系统拦截方案的生成更加形式化,逻辑性更强,为防空导弹武器系统效能的计算提供了一个新方法和新思路,为下一步编写软件程序,实现智能化处理奠定了基础。

高超声速滑翔弹头防御策略分析与仿真研究

黄梓宸, 张雅声, 刘瑶

2018, 46(3): 18-28. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.003

摘要 ( 307 )

PDF (6623KB) ( 973 )

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为应对高超声速滑翔弹头的威胁,提出了高低轨红外卫星组网的预警探测方法和动能弹高抛增程拦截方案,基于典型滑翔弹头和THAAD拦截弹的性能参数建立了攻防双方的动力学模型,分别运用STK软件和Matlab软件对预警过程和拦截过程进行了仿真研究,仿真结果表明,高低轨红外卫星组网能够对目标实现较好的双星覆盖,高抛增程拦截方案对高超声速滑翔弹头的有效防御范围较大,拦截窗口比较充裕,拦截器的中制导变轨修正能力较强,末制导过载也处于合理的范围之内。

集成时频特征的拖曳式诱饵存在性检测方法

陈安娜

2018, 46(3): 29-34. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.004

摘要 ( 260 )

PDF (2447KB) ( 903 )

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拖曳式诱饵干扰为实现角度欺骗需要通过目标机动来形成导弹、目标、诱饵三角态势,弹目距离的接近以及三角几何关系的剧烈变化导致雷达接收回波中目标与诱饵的多普勒频率呈现时变非平稳特性。传统傅里叶分析方法无法反映频率分量随时间的变化情况,易导致谱线展宽和分辨力下降,使得基于频谱展宽的干扰检测具有很大的局限性。在分析诱饵干扰特点以及时频变化特性的基础上,将目标与干扰的回波分段近似为多分量线性调频模型,利用时频分析展现频率特征随时间的演变规律,采用WVD(Wigner-Ville distribution)与霍夫变换(Hough transform)相结合的方法检测接收回波中的多分量信号峰值,结合干扰特性设计阈值门限,实现了雷达波束内拖曳式诱饵干扰的存在性检测判决。末制导典型场景下的仿真实验验证了方法的有效性。

航迹可编程飞行器航程计算方法

杨华东, 庹红平

2018, 46(3): 35-40. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.005

摘要 ( 4939 )

PDF (1001KB) ( 1391 )

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为了精确计算具有航迹可编程能力飞行器从起飞至抵达目的地的航程,提出了一种航程计算方法。根据航迹可编程飞行器飞行过程的特点,将航程计算分解为起飞段和巡航段,分别建立了飞行器水平面内扇面转弯、垂直面内程序下滑和巡航段多航路点曲线转弯航迹描述数学模型,采用几何方法分别给出了各段航程计算方法,并归纳推广至具有N个航路点的复杂航迹的航程计算。系统验证表明:该方法计算的飞行器航程理论值与飞行器导航系统实测真值误差较小,具有计算速度快、精度高的特点。

结合分割和改进SIFT的不同波段SAR图像配准

王延钊, 李彬, 崔剑, 占必超

2018, 46(3): 41-47. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.006

摘要 ( 289 )

PDF (3188KB) ( 1055 )

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针对不同波段SAR图像配准问题,提出一种结合阈值分割和改进SIFT描述子的配准方法。该方法首先基于改进的二维交叉熵进行图像分割,通过形态学处理获得图像的稳定区域;然后利用Sobel算子改进特征点梯度幅值和方向的计算,并通过优化的梯度位置方向直方图(GLOH)特征生成新的关键点描述子;最后采用距离比和快速抽样一致(FSC)算法获得最佳匹配点对,完成图像配准。实验结果表明,该方法在提升算法效率的同时,可以获得较高的配准精度。

高阶DMCKF的BDS/GPS精密单点定位算法

张兆龙, 王跃钢, 腾红磊, 张复建, 刘海洋

2018, 46(3): 48-53. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.007

摘要 ( 269 )

PDF (2146KB) ( 953 )

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为提高BDS/GPS组合定位系统的精确性和稳定性,将高阶容积卡尔曼滤波(CKF)应用于定位参数估计,并利用矩阵对角化(DM)变换替代标准高阶CKF中的Cholesky分解过程。通过DM变换,由协方差矩阵分解得到的平方根矩阵具有状态统计量更加准确、保留原有特征空间信息的特点,从而提高了滤波精度;同时,DM变换的协方差矩阵不要求正定,增强了滤波的稳定性。测试结果表明,该滤波算法在提高定位精度和稳定性上有效、可行。

末制导弹药导引头目标截获概率仿真分析研究

刘振亚, 高敏

2018, 46(3): 54-59. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.008

摘要 ( 288 )

PDF (2060KB) ( 1023 )

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针对全捷联激光末制导弹药导引头视场角范围小的问题,利用计算机仿真方法对末制导弹药目标距离截获及角度概率进行研究。根据导引头视线角成像原理及坐标转换关系建立导引头视线角模型,综合考虑导引头距离截获概率、角度截获概率以及舵机修正能力提出目标截获概率分析方法,得到导引头最佳开机时刻,利用蒙特卡罗方法进行模拟打靶实验。实验结果表明:末制导弹药目标截获概率达到99.87%,视线角变化范围随射角增大而减小,受射角扰动因素影响最大。

低转速条件下的弹丸飞行稳定性分析

吕铁钢, 张亚, 李世中

2018, 46(3): 60-65. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.009

摘要 ( 315 )

PDF (2872KB) ( 891 )

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为了解决制导炮弹引信试验成本高、研制进度慢、试验条件复杂等问题,以制式榴弹为原型设计了模拟试验弹,用于模拟引信的发射环境。由于试验弹转速较低,在不采用尾翼的条件下,出炮口距离200~300 m内,弹丸是否飞行稳定,是一个需要重点考虑的问题。飞行中的弹丸,由于阻力方向与质心运动方向不一致,导致合力不一定通过质心,迫使弹体在空中翻转,所以弹体的旋转速度和气动外形设计是弹体飞行稳定的必要条件。通过对弹丸在一定距离内的飞行稳定性数值计算,用数值计算结果进行稳定性仿真分析,进而说明数值仿真计算对弹丸气动外形设计可以提供有效参考。

第三方引导下的极区超视距目标指示方法

孙永侃, 张萍萍

2018, 46(3): 66-72. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.010

摘要 ( 254 )

PDF (2196KB) ( 1057 )

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在多传感器对目标进行引导时,传统目标方位角以地理北为方位参考,由于极区经线收敛导致地理北迅速收敛于北极点,进而导致目标方位角的误差增大,无法满足极区舰艇作战指挥系统对目指信息的精度需求,为了克服这一问题,提出建立横向地理北作为方位参考,并在此基础上构建大地主题解算模型以及无迹卡尔曼滤波模型,仿真分析的结果表明,提出的方法能够提高第三方引导下的极区超视距目指信息精度,能够满足极区舰艇作战指挥系统对目指信息的精度需求。

一种改进的数字信道化结构设计及检测方法

吕卫祥, 徐鹏, 曹元将

2018, 46(3): 73-79. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.011

摘要 ( 287 )

PDF (2907KB) ( 929 )

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针对在实时性前提下如何高效地实现信道化以及提高子信道检测方法性能的问题,提出一种改进的信道化结构和相应的信道检测方法。利用半带滤波器插值后频谱重复复制的特点,将信号分解为频谱互补且无交叠的2路信号,然后采用奇偶划分的分析滤波器组对2路信号进行均匀信道化,在实现结构上将抽取因子与插值的半带滤波器互换位置;再通过检测门限依据信道环境自适应的变检测长度的检测机制进行信道检测;并进行仿真实验,仿真结果验证了改进的信道化结构的有效性,降低了对硬件的性能要求,而且表明新检测方法在保证实时性的前提下比传统能量检测算法的检测性能提高了2.2 dB。

RIMER的作战行动方案评估方法研究

杨晓, 朱昱, 武健

2018, 46(3): 80-85. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.012

摘要 ( 186 )

PDF (1399KB) ( 982 )

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作战行动方案评估中存在指标种类多,存在不能回溯评估结果的情况。从作战行动所需能力出发,通过“作战任务”到“基本作战行动”再到“能力指标”的转换映射,建立相应的指标体系。然后建立置信规则库,将指标数据多样形式输入转换为一致的信度形式。运用证据推理对激活的规则进行组合,获得作战行动方案评估的结果。

改进加权SVC的雷达信号分选新方法

袁泽恒, 田润澜, 张旭洲

2018, 46(3): 86-92. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.013

摘要 ( 218 )

PDF (1602KB) ( 901 )

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目前基于多参数的雷达信号聚类分选方法得到了广泛应用,但是当雷达信号严重交叠时,存在正确率不高的问题,为此,在支持向量聚类和分层互耦的分选算法基础上,首先利用变精度粗糙集对标准化的雷达信号数据进行加权处理,然后通过分析聚类分选结果构建有效性评价模型,确定最佳的聚类分选参数。仿真表明,当雷达信号数据严重交叠时,相比原始方法,改进的方法正确率显著提高,证明了方法的有效性。

双树复数小波变换在杂波抑制处理中的应用

任渊, 程远, 刘溶

2018, 46(3): 93-97. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.014

摘要 ( 198 )

PDF (1875KB) ( 883 )

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针对湮没在杂波环境下的目标检测,提出一种利用双树复数小波变换对回波信号进行分解,通过相关性滤波再进行信号重构,抑制海杂波,其后采用动目标检测的方法抑制地物杂波信号。只采用动目标检测的方法仍有海杂波的影响,在通过双树复数小波变换的杂波抑制方法后作动目标检测处理能有很好的抑制效果,能检测出湮没在杂波中的小目标。将其应用到某型雷达的信号处理系统中,仿真结果表明该方法能有效降低杂波的影响。

基于距离分辨的多目标同一性识别方法

董爱, 夏芒, 李陟

2018, 46(3): 98-104. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.015

摘要 ( 213 )

PDF (4462KB) ( 762 )

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针对分布式多站探测系统在跟踪多目标过程中所面临的测量数据组合模糊问题,分析了T/R-R³分布式时差测量系统设备的多目标分辨能力,并从理论上证明了基于距离分辨、通过时序组合进行多目标同一性识别方法的正确性。仿真试验验证,在典型飞机编队情况下,各接收站回波不会出现不一致情况,验证了该方法的正确性,具有很高的工程应用价值。

Radon变换的雷达低慢小目标检测方法

张宏伟, 许道明, 马俊涛, 冉宏远

2018, 46(3): 105-111. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.016

摘要 ( 312 )

PDF (3040KB) ( 986 )

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近年来,由于军民领域应用需求的爆发增长,以无人机和轻型直升机等为代表的低空慢速小目标得到了迅猛发展。与此同时,由于此类目标具有“飞行高度低、飞行速度慢以及散射截面积小”等特点,目标回波常常淹没于强地/海杂波中且在频域与慢速杂波混叠严重,致使基于频域滤波的传统检测技术难以对其有效探测,这为防空预警雷达带来了新的严峻挑战。首先在综合考虑了多路径干涉、大气衰减以及系统损耗等因素的情况下,构建了雷达“低慢小”目标回波模型,然后在通过Kalmus滤波器进行强杂波抑制的基础上,对长时间观测下的多帧雷达回波数据所合成的距离-慢时间像进行慢时间域降维平滑处理,最后结合Radon变换,在变换后的参数域通过设置门限完成目标检测,实验仿真结果表明了该方法的有效性。

分布式孔径相参合成雷达系统设计与试验研究

周宝亮, 周东明, 高红卫, 鲁耀兵

2018, 46(3): 112-119. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.017

摘要 ( 301 )

PDF (3843KB) ( 1116 )

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分布式孔径相参合成雷达通过多雷达相参合成联合探测,巧妙解决了雷达大威力探测与机动性之间的矛盾,具有生存能力强、效费比高、角分辨率高、扩展性强和实现性好等诸多优势,可应用于防空反导、精密测量和空间目标监视等领域,适用于车载、舰载、机载和弹载等多个平台。针对分布式孔径相参合成雷达系统设计较传统雷达更为复杂,影响因素更多的情况,从雷达个数选择、基线长度选择和频段选择等方面给出了分布式孔径相参合成雷达系统设计需考虑的因素和设计准则。在此基础上,提出了分布式孔径相参合成雷达系统拓扑结构并给出了相参合成目标探测流程设计。通过雷达原理样机对飞机目标和实装雷达改造对卫星目标开展的相参合成探测试验,验证了分布式孔径相参合成雷达系统设计的正确性与工程可实现性。

数字电视直播卫星信号用于无源雷达性能分析

王天云, 刘冰, 凌晓冬, 刘勇, 陈卫东

2018, 46(3): 120-126. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.018

摘要 ( 215 )

PDF (4283KB) ( 914 )

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以我国上空的数字电视直播卫星信号作为研究对象,从信号产生方式,频谱特性,模糊函数时延维和多普勒维特性、系统链路预算出发,详细分析其用于无源雷达的性能。理论分析和实测结果表明基于数字电视直播卫星信号的无源雷达具有良好的目标探测能力。

系统级电磁脉冲模拟试验技术

傅海军, 张维刚, 岳思橙, 吴冰

2018, 46(3): 127-132. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.019

摘要 ( 244 )

PDF (1911KB) ( 1072 )

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阐述了2种大型系统级电磁脉冲模拟试验系统设计和研制方法。2种电磁脉冲模拟试验系统采用不同的技术方案。有界波电磁脉冲模拟试验系统由平行板传输线、脉冲功率源和匹配负载等组成。试验表明,有界波模拟试验系统能产生垂直极化电场,电场波形上升沿平均值达2.7 ns,电场波形半高宽平均值达25.6 ns。有界波电磁脉冲模拟试验系统工作空间8.4 m×8.4 m×8.4 m,电场强度峰值大于50 kV/m。辐射波电磁脉冲模拟试验系统由辐射天线和脉冲功率源等组成。辐射波电磁脉冲模拟试验系统可生成水平极化电场,电场波形上升沿平均值小于10 ns,电场波形半高宽平均值约为30 ns。辐射波电磁脉冲模拟试验系统工作空间,距离天线水平距离20 m处电场强度峰值大于15 kV/m。

导弹武器系统精度类数据误差统计方法研究

单时卓, 张南, 兰洪光, 张艳

2018, 46(3): 133-138. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.020

摘要 ( 242 )

PDF (1078KB) ( 909 )

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雷达测量误差是影响防空导弹武器系统中末制导交班精度的重要因素,误差合成方法是武器系统研究的重点内容。针对常用误差合成方法,详细分析了每种误差合成方法的统计结果,研究了不同误差合成方式的适用性,并利用雷达检飞数据进行了验证,可为武器系统精度链分析提供参考。

空靶固定航路跟踪算法设计与实现

丁军辉

2018, 46(3): 139-145. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.021

摘要 ( 198 )

PDF (3244KB) ( 902 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对控制空中靶标沿给定顺序衔接直线段轨迹供靶飞行问题,提出一种跟踪预置顺序航路点的导航控制算法。该算法利用最大侧向可用过载确定空靶最小转弯半径,推算空靶前向探测距离,提取空靶速度偏差角和航线偏差角并输出至PID飞控系统,使空靶沿预定轨迹飞行的同时高度及倾斜保持稳定。某型飞控系统数字仿真结果表明本算法能很好地控制空靶跟踪单调顺时针或单调逆时针衔接的预置航迹。

无动力滑翔高超声速飞行器轨迹预测方法

韩春耀, 熊家军, 张凯

2018, 46(3): 146-151. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.022

摘要 ( 266 )

PDF (1126KB) ( 1018 )

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针对无动力滑翔高超声速飞行器轨迹预测问题及其应用需求,提出了基于动力学模型简化的轨迹预测方法。阐述了无动力滑翔高超声速飞行器预警探测面临的难点及轨迹预测在预警探测中的作用,说明了轨迹预测的必要性。分析了无动力滑翔高超声速飞行器的受力情况,通过合理的化简,得到简化的动力学模型,获得了运动轨迹的解析形式。设计了轨迹预测算法流程和轨迹预测精度的评价指标,通过仿真实验验证轨迹预测算法的有效性,并分析了引起轨迹预测误差的主要原因。

弹地时差测向定位方法及精度分析

徐菁, 刘海军, 李琳

2018, 46(3): 152-158. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.023

摘要 ( 194 )

PDF (2621KB) ( 954 )

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

针对防空导弹作战过程,基于时差－测向定位技术的理论基础,分析了导弹与地面站的时差－测向定位最小二乘法定位原理,比较弹地协同多种定位方法,提出了导弹与地面双站时差-测向定位提高干扰源跟踪精度的方法,通过仿真对不同的方法的定位精度进行了对比分析。

最大化信干噪比的双基地MIMO雷达波形设计

吴磊, 李小波, 周青松, 李磊

2018, 46(3): 159-164. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.024

摘要 ( 227 )

PDF (888KB) ( 821 )

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为提高双基地MIMO雷达在信号相关干扰条件下对区域目标的探测能力,同时兼顾降低接收端回波信号处理的难度,以雷达输出信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR)最大化为准则,提出了一种信号相关干扰条件下的双基地MIMO雷达发射波形设计方法。首先,基于基波束思想将发射波形的设计转换为对发射加权矩阵的设计,然后采用循环优化方法对发射加权矩阵和接收机权值进行联合优化,通过广义Rayleigh商、半正定松弛技术及Charnes-Cooper变换求解问题,并利用高斯随机生成法得到最优发射加权矩阵向量解,最终通过矩阵化操作得到最优发射加权矩阵。实验仿真验证了所提方法的有效性。

Matlab实现ADAMS三维随机路面建模

黄志强, 郑旺辉

2018, 46(3): 165-170. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.025

摘要 ( 327 )

PDF (2416KB) ( 1099 )

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根据谐波叠加法得到二维随机路面谱,通过改进的谐波叠加法将二维路面谱扩展到三维,形成三维随机路面谱的建模方法。详解了ADAMS中三维随机路面文件的编制规则,通过Matlab编程计算出路面文件中的路面点高程值阵列,生成ADAMS三维随机路面模型文件,仿真计算过程表明路面可用于仿真计算研究。

考虑初始相位角影响的空间飞越发射窗口研究

李人杰, 陈杨, 向开恒

2018, 46(3): 171-176. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.026

摘要 ( 193 )

PDF (1531KB) ( 884 )

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为了研究空间飞越问题中发射窗口的计算方法,并分析不同初始相位角对发射窗口的影响,首先研究了Lambert问题的普适变量解法,在此基础上,分析了空间飞越任务的流程与时序,提出了一种考虑初始相位角影响的、满足燃料消耗与飞越时间约束的发射窗口计算方法,该方法能够得出不同初始相位角条件下的发射窗口长度和区间。仿真结果表明,所提出的方法切实有效,可以为空间飞越轨道规划与设计提供理论依据和参考。

弹载小卫星应急发射入轨方法设计与优化

马特, 刘刚, 何兵

2018, 46(3): 177-183. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.027

摘要 ( 223 )

PDF (1809KB) ( 986 )

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针对大型卫星技术复杂、研制周期较长、成本过高的问题,以卫星应急发射、迅速组网为背景,提出利用现有型号弹道导弹,通过改造导弹的末修舱,加装高集成紧耦合小卫星,从而实现小卫星的机动发射入轨。在导弹动力学模型的基础上,建立弹载卫星机动发射优化模型,设计小卫星发射飞行程序角,并采用遗传算法对弹载卫星机动发射模型进行求解。仿真结果表明,通过改装导弹末修舱能实现小卫星的机动发射以及精准入轨。

ReliefF内容相似度的雷达情报按需分发

古秦弋, 杨瑞娟, 黄美荣, 杨云飞, 叶伟, 李玥

2018, 46(3): 184-190. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.028

摘要 ( 216 )

PDF (1910KB) ( 903 )

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基于内容相似度的情报按需分发通过相似度计算形成用户的信息推荐,但是传统的相似度算法假定所有特征具有相同的重要程度,与目前已知事实相悖。为此,提出一种特征加权的内容相似度计算方法,该方法考虑各维特征对结果的不同影响,利用ReliefF算法赋予特征权值,并根据特征的重要程度进行特征选择,最后通过计算情报之间的内容相似度,形成基于加权内容相似度的最近邻区,在此基础上预测新情报对用户的推荐度,并按兴趣程度实现雷达情报的按需分发。实验表明,该算法具有较好的推荐性能,预测效果优于传统的内容相似度推荐方法。

基于MDCFT的天空双基地雷达机动目标检测方法

王万田, 袁俊泉, 王力宝, 陈阿磊

2018, 46(3): 191-198. doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2018.03.029

摘要 ( 235 )

PDF (4905KB) ( 1011 )

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针对天空双基地雷达高速机动目标的距离徙动和多普勒频谱扩展问题,在建立目标回波信号模型及分析目标距离和多普勒徙动特性的基础上,提出了一种适用于该体制雷达的高速机动目标检测方法。首先对脉压回波信号采用Keystone变换校正距离徙动;其次对离散线性调频傅里叶变换(discrete chirp-Fourier transform,DCFT)进行修正,完成对目标加速度大小和频率因子的估计;然后根据构造的二次相位补偿函数,实现多普勒徙动补偿;最后对补偿后回波信号进行相参积累检测。仿真结果表明,所提方法对目标径向加速度的估计更准确,能有效对高速机动目标回波能量进行相参积累,提高了在低信噪比条件下的检测性能。

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