摘要:电磁频谱是继陆、海、空、天、网之后的第六维作战空间，并贯穿于其他五维空间的作战中。为有效应对电磁频谱空间的挑战和威胁，美国国防部提出了电磁频谱作战概念，对未来作战样式乃至战争形态产生深远影响。本文从电磁频谱应用角度出发，系统性介绍了美国国防部对电磁频谱的应用现状和代表性工作。首先，系统性梳理了电磁频谱的传统军事应用，如无线通信、雷达、信号情报、红外传感器、电子战、导航战；其次，重点介绍了电磁频谱的新兴军事应用，如5G通信、人工智能应用、激光通信、定向能武器、反无人机系统以及新兴概念；最后，总结了美国国防部制定的电磁频谱战略和政策，结合国内电磁频谱的发展水平，提出了加强我国电磁频谱作战能力的对策建议。

摘要:在梳理电磁物理空间认知概念模型基础上，针对电磁空间物理域和信息域不能有效融合以及电磁信息应用智能化不足两大问题，提出了智能电磁空间的概念。智能电磁空间必须具有表征、理解、预测和决策4种能力，其特征是以模型为核心，以软件为载体，高度依赖数据驱动，达到对物理世界的精准映射，为作战指挥和部队行动提供智能决策服务。从电磁空间信息组织机理着手，进一步解决多源异构物理—信息数据融合问题的研究思路，构建了智能电磁空间的技术架构，提出了结合GeoSOT的高维电磁网格数据(GeoSOT-ND)模型高维张量建模与计算、多域电磁空间感知与高效存储、全维电磁态势重构与智能推演、基于网格数据驱动的应用方法等亟待突破的关键技术及实现思路。

摘要:针对现有多阵列非圆(NC)信号直接定位方法(DPD)谱峰搜索计算复杂度高，对基站的位置比较敏感，没有考虑信号在空间中传播时的损耗差异，导致估计性能不稳定的问题，提出一种联合降维传播算子与泰勒补偿(JRT-PM)的非圆信号直接定位算法。首先根据非圆信号的椭圆协方差信息扩展阵列孔径，通过降维方法消除非圆相位搜索维度进行粗估计降低计算复杂度，然后联合所有基站的信息进行泰勒补偿提升算法估计性能。仿真实验表明，相比于传统到达角K均值聚类(AOA-clustering)两步定位算法、最小均方无畸变响应(MVDR)直接定位算法、子空间数据融合(SDF)直接定位算法，所提算法在提升定位精确度的同时可以估计更多目标；与非圆传播算子(NC-PM)直接定位相比，所提算法在保证估计性能的同时显著降低了计算复杂度。

摘要:由于射频信号种类多，电磁环境复杂，特征提取难度大，现有的基于人工特征的射频辐射源个体识别方法的鲁棒性、适用性难以满足应用需求。数据驱动的深度学习方法虽然可以提供更灵活的辐射源个体识别模式，但深度学习方法自身可解释性差，而且缺乏通用测试模式来评价一个深度学习方法的优劣。本文在电磁大数据非凡挑战赛目标个体数据集的基础上，探索了基于该数据集的深度学习模型测试方法，提出面向辐射源个体识别神经网络模型的通用测试系统架构。该构架通过信号特征遮掩、生成对抗网络(GAN)、欺骗信号汇集、信道模拟等方法构造仿真测试样本，并把测试样本与原样本数据导入深度模型进行识别结果对比测试。基于测试结果分析了深度模型聚焦的信号关键特征位置，分析模型的鲁棒性，揭示信道环境对识别性能的影响，从而解释了深度学习网络模型的性能。

摘要:通信信号调制识别作为管理、监测电磁频谱的重要手段，具有重要的研究价值和应用前景。本文利用调制信号的频域信息，提出一种基于复数神经网络的信号调制识别方法。首先将I、Q两路信号组合成复信号，经过快速傅里叶变换(FFT)后把得到的实部和虚部组合起来作为输入网络的数据集。其次，设计了一种复数神经网络结构，并引入了注意力机制对网络结构进行改良。仿真结果表明，本文提出的方法可以有效识别9种调制方式，在信噪比为6 dB时，平均正确识别率达到96.33%。

摘要:随着电磁信号环境日趋复杂以及通信设备数量的不断增加，电磁信号受到干扰问题逐渐加剧。因此，对于信号在不同噪声环境下的接收与处理技术的研究以及在复杂的电磁环境中对信号各项数据指标及其携带信息的利用十分关键。为了解在不同电磁环境下含噪信号的性能表现，提高信号的利用质量及可靠性，本文提出一种基于时间序列分解的电磁数据处理方法。建立了基于加法季节性时间序列分解的含噪信号处理模型，并利用该模型对信号在有噪环境下的表现与规律性、趋势、误码率等性能进行分析与评估，对原始信息、载波信息进行挖掘预测。与传统方法相比，本文提出的基于时间序列分解的信号挖掘与预测模型在高噪环境下对信号预测更为准确。

摘要:伴随着6G通信的发展，雷达遥感、检测成像等多个领域向太赫兹频段拓展，获取材料在该频段的介电常数显得愈发重要。本文基于NR迭代法提取了太赫兹频率下样品的复介电常数，分析了迭代法的初值选取对提取结果的影响。在325~500 GHz频段(Y频段)搭建了一套由矢量网络分析仪(VNA)、扩频模块和四抛物面镜组成的8f准光系统，实现散射参数S₂₁的自由空间测量。由电磁波传输模型推导出复介电常数与S₂₁之间的关系式，利用迭代法提取出了特氟龙(Teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)样品的复介电常数谱，与其他文献报道的结果一致，验证了系统和方法的有效性。

摘要:太赫兹波具有安全性好、透射性强、指纹特性等特点，在无损探测、雷达成像、空间通信等领域展现出巨大的应用前景，在现阶段的科学研究中热度不减。狄拉克半金属具有量子反常霍尔效应、零带隙受拓扑保护和超高迁移率等特性，在太赫兹探测领域展现出非凡特性，为探索实现室温太赫兹探测提供了新思路。本文介绍了基于狄拉克半金属材料太赫兹光电探测器的研究现状，讨论了器件性能与探测机理，并对其在太赫兹光电探测领域的发展前景进行了展望。

摘要:为实现高数据传输率、强抗干扰性和超低误码率的目标，采用光纤通信技术传输高帧频、高分辨力的数字图像数据。本设计针对Cameralink接口红外图像数据源，设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)控制的自适应分辨率和帧频的光纤收发系统，采用了低成本SPARTAN6器件XC6SLX45、串并转换芯片组DS90UB903/904、小型化单模小封装可插拔(SFP)单纤双向收发光模块，实现了双路图像光纤收发功能。其中FPGA接收Cameralink接口图像数据，进行图像转换处理，再通过内部集成电路(I²C)总线控制串并转芯片组实现自适应图像串行化和解串功能，并驱动光模块实现光电转换。本设计实现了分辨率640×512、帧频100 Hz红外图像数据的发送和接收功能，并通过了各项环境试验，已应用于实际型号项目中。

摘要:现有无人机(UAV)测控终端设备综合化程度不高，互通能力较差，不能满足未来无人机的模块化、综合化、通用化发展趋势。针对上述问题，采用“系统高度集成+功能综合可重构”的模式，提出一种可适用于机载，也可适用于地面的无人机综合一体化测控终端设计。采用标准模块构建开放式硬件平台，实现高集成综合处理能力；设计了动态重构的通信波形加载机制，完成通用测控链路中通信体制的在线更新及升级；进行标准化通信协议研究，提供不同型号测控链路的互联互通基础。实测结果表明，该设计可在数分钟内完成动态重构并有效支撑不同任务。

摘要:在传统多假设跟踪(MHT)算法中通常会假设杂波强度先验已知，当观测场景中杂波未知且空变时，该假设将会导致跟踪算法性能急剧下降。针对这一问题，本文提出一种基于自适应高斯混合模型(GMM)在线估计未知杂波的改进MHT算法。首先利用自适应GMM拟合未知杂波空间分布，并自适应地估计出波门内的杂波强度；然后将其应用于MHT处理中，有效改善航迹得分计算和最优假设航迹估计的准确性，进而实现在杂波未知场景中的稳定跟踪。仿真结果表明，在未知杂波观测场景中，所提算法相比传统MHT算法和MHT-GMM算法获得了更好的数据关联准确性和航迹维持性能。

摘要:为助力我国铁路数字化转型升级，需加快推进智能铁路的总体建设。以厦门北高铁车站为目标场景，结合我国铁路实际，采用射线跟踪(RT)技术对932 MHz、2.1 GHz、41 GHz和93.2 GHz 4个频段的铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)、铁路5G(5G-R)、毫米波通信系统3种制式的信道特性展开研究。依托高性能射线跟踪仿真，精准刻画了不同频段下高铁车站场景的电波传播特性，对多频段、多制式下的多维度信道特性进行比较和研究。结果表明，电波频率越高，无线信号覆盖范围越小；且经由散射体产生的多径越少，多径信号在时间域和空间域的色散程度越弱。本文研究基于高铁车站的应用场景，为铁路专用移动通信系统的设计与改善提供了相应的理论依据、数据支持。

摘要:在大气环境模拟实验平台上，利用S波段高功率微波(HPM)击穿大气产生等离子体，开展Ka波段电磁波在等离子体中的传输特性实验研究，得到不同频率电磁波下等离子体传输衰减规律，并发现电磁波与大气等离子互作用呈现透射新颖现象：Ka频段透射增强或减弱呈振荡形式，透射增强最大增幅接近2倍，最大增强频点附近透射增强以周期性规律出现，间隔周期约为80 MHz。随着气压升高，透射增强现象仍然存在，但增强幅度随之减小。理论分析了可能引起透射增强的原因，该试验研究成果为HPM大气等离子体在隐身、黑障通信等方面的应用提供了可能。

摘要:提出一种基于探针加载的互补开口谐振环(CSRR)的复合左右手传输线(CRLH TL)结构。利用CSRR+CRLH结构的谐振特性，并通过延长CRLH耦合缝隙的长度以及增加CSRR中短路探针的数量，在引入传输零点的同时缩小了滤波器的尺寸。经过仿真优化，实现了滤波器宽频带、高选择性和小型化设计。加工了基于该结构的带通滤波器样机，样机整体尺寸为30 mm×15 mm×1.35 mm。测试结果表明，滤波器的中心频率及插入损耗分别为6.6 GHz和0.65 dB，3 dB带宽为9.3 GHz，在无线通信、导航等微波系统中具有良好的应用前景。

摘要:随着电子系统中逻辑和时钟频率的迅速提高以及信号边沿的不断变抖，串扰成为印刷电路板(PCB)设计人员必须关心的问题。高速电路仿真软件帮助设计人员降低了一定的设计成本，但对串扰的仿真预测仍需花费大量时间。为提高PCB串扰预测的效率，提出一种用于描述PCB的统一数据结构，全面分析了PCB产生串扰的因素，选用自然语言处理(NLP)模型构建了用于PCB串扰预测的系统，成功将PCB串扰预测的时间降至秒级，并拥有73.2%的准确率。

摘要:基于5G基站前向功率控制和波束赋形等关键技术，设计单用户情况下5G基站电磁辐射测试方案。该方案根据电磁辐射功率密度随着距离平方减小的规律布点，可以在一定程度上提高宏基站测试效率。对本文所提监测方案进行现场实测，监测结果远小于国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)标准限值，表明5G基站电磁辐射水平总体可控。利用高频结构仿真器(HFSS)设计5G基站天线模型获取大规模多输入多输出(MIMO)天线阵方向图，基于实际场景电磁参数分析搭建场景，通过射线追踪算法对5G基站的电磁辐射进行预测。预测与监测结果相比误差不大，证明预测方法可靠。

摘要:目标或目标组成部分的机械振动或旋转产生微多普勒效应，在目标分类和识别中起着重要作用。然而，环境中许多物体(例如风力涡轮机、空调等)的微多普勒效应对雷达系统而言就像时变的杂波，导致雷达探测性能下降。本文针对外辐射源雷达微动杂波影响目标检测的问题，提出了一种基于稀疏度自适应匹配追踪改进算法(SAMP)的微动杂波抑制方法。考虑到微动杂波的稀疏特性，将复杂的微动杂波抑制问题转化为稀疏信号表示问题，分离微动杂波并将其抑制，便于目标观测。相比于原SAMP算法，改进后的SAMP算法能自动调整步长并在残差达到自适应阈值后快速停止迭代。仿真和实测数据验证了所提方法的有效性。

摘要:针对时间飞行(TOF)获取的三维点云数据噪声点多、有效目标在点云中所占比例较小的问题，提出一种适用于TOF点云数据的基于强度特征匹配的迭代最近点配准算法。首先使用强度特征进行有效区域提取，然后对有效区域进行配准，最后使用有效区域的变化矩阵对整个点云数据进行配准。实验结果表明，该方法能在不影响配准速度的情况下，有效提高真实点云配准的精确度。