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逆合成孔径成像雷达隐身目标零样本识别
1
作者
周春花
魏维伟
+2 位作者
张学成
郑鑫
程冕之
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期3116-3121,共6页
针对现有算法不具备识别出未在训练过程中出现的新类别目标的能力问题,提出了针对逆合成孔径成像雷达(inverse synthetic aperture imaging radar,ISAR)隐身目标零样本学习识别方法。首先,基于飞行类动态目标三维网络化物理模型,使用FEK...
针对现有算法不具备识别出未在训练过程中出现的新类别目标的能力问题,提出了针对逆合成孔径成像雷达(inverse synthetic aperture imaging radar,ISAR)隐身目标零样本学习识别方法。首先,基于飞行类动态目标三维网络化物理模型,使用FEKO电磁场仿真软件进行编程,实现ISAR可见的源目标图像数据生成;然后,在此基础上形成不同飞机类目标细节属性的文本语义特征表达。所提出的新类型算法网络模型采用两个变分自编码器,分别进行了图像和语义的特征生成,从而让网络学习到模态不变的特征表达。使用可见类别数据训练网络,并获得能够凭借语义信息生成图像特征的模型。训练识别采用该学习模型不可见的未知新类别目标,从不可见未知的新类别文本语义生成不可见未知的新目标图像特征信息,支撑了不可见未知的新目标识别,统计未知的新类别识别正确率为75%。
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关键词
逆合成孔径成像雷达
零样本学习
隐身目标
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职称材料
太赫兹频段雷达探测的冰云微物理参数反演算法模拟研究
被引量:
3
2
作者
丁霞
黄兴友
王海涛
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2019年第1期63-72,共10页
在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下,利用离散偶极子近似法(DDA),计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子,及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响,根据太赫兹波段冰云的雷...
在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下,利用离散偶极子近似法(DDA),计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子,及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响,根据太赫兹波段冰云的雷达反射率因子,基于最优估计理论反演冰云的微物理参数,并验证该算法的可靠性。反演结果表明,当冰云粒子大小在设定的尺度范围内时,有效粒子半径(re)的反演误差小于4%,粒子谱宽(σ)的误差小于2.5%、粒子数密度(NT)的误差小于1%,冰水含量(IWC)的误差小于5%。还分析了当NT和σ为定值时,反演结果随粒子尺寸的变化情况,当冰云粒子尺寸在模拟计算设定的范围内时,re的反演误差小于0.04%,σ的反演误差小于0.02%,NT的反演误差小于0.50%,IWC的反演误差小于0.08%,如果冰云粒子大小超出模拟计算设置的范围,反演误差随着re增加而增大。该结果证明了基于最优估计理论反演得到的冰云微物理参数与模拟设定值有良好的一致性,说明该方法可应用于太赫兹频段云雷达的冰云观测及云微物理参数的反演和研究。
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关键词
太赫兹
冰云
最优估计
云微物理参数
反演
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职称材料
220GHz冰云微物理参数反演算法模拟验证研究
3
作者
丁霞
黄兴友
+2 位作者
何静
霍熠炜
王海涛
《高原气象》
CSCD
北大核心
2020年第5期1080-1088,共9页
本文模拟验证了一种利用雷达反射率因子(Ze)反演得到云中冰晶粒子有效半径(re)、冰水含量(IWC)和粒子数浓度(NT)的算法,该算法基于最优估计理论实现,适用于太赫兹频段(220 GHz)雷达探测的冰云微物理参数反演。假设粒子服从Gamma分布,根...
本文模拟验证了一种利用雷达反射率因子(Ze)反演得到云中冰晶粒子有效半径(re)、冰水含量(IWC)和粒子数浓度(NT)的算法,该算法基于最优估计理论实现,适用于太赫兹频段(220 GHz)雷达探测的冰云微物理参数反演。假设粒子服从Gamma分布,根据球形、六棱柱、六角板、子弹花四种形状的冰晶粒子在太赫兹频段(220 GHz)的散射特性参数,建立冰云冰晶粒子的散射特性库(Look Up Table,LUT),将LUT中的Ze作为测量向量,对应的re和IWC作为先验数据xa(rea,IWCa),反演得到四种形状冰晶粒子的rere、IWCre和NTre。模拟研究表明,在先验数据xa为真值的情况下可得到准确的反演结果,由于测量向量中包含了待反演参量的信息,在先验数据xa偏离真值的情况下通过多次迭代运算仍可以得到较为准确的反演结果,随着先验数据xa逐步贴近真值,四种形状冰晶粒子的反演误差和算法平均迭代次数基本呈现递减的趋势,说明准确的先验数据可以提高反演结果的准确性和计算效率,同时证明该方法可有效应用于220 GHz云雷达的冰云微物理参数反演研究。
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关键词
太赫兹
冰云
最优估计
反演
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职称材料
运动目标太赫兹干涉三维成像方法
4
作者
付朝伟
王洁
+2 位作者
盛佳恋
沙作金
顾莹
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期38-43,50,共7页
针对太赫兹频段散射敏感性,目标微小的运动会导致回波脉冲间的去相干,现有的微波频段雷达成像方法并不完全适用于太赫兹雷达成像的问题,提出一种基于检测跟踪成像一体化的三维成像方法。该方法利用多脉冲积累实现对远距离微弱目标的检测...
针对太赫兹频段散射敏感性,目标微小的运动会导致回波脉冲间的去相干,现有的微波频段雷达成像方法并不完全适用于太赫兹雷达成像的问题,提出一种基于检测跟踪成像一体化的三维成像方法。该方法利用多脉冲积累实现对远距离微弱目标的检测,然后通过滑窗方式对当前速度进行估计从而实现整个相干时间内高精度的包络对齐和高速运动补偿,在干涉配准和相位解缠的基础上反演出目标的三维结构。通过实验对比证明了该方法的有效性,为提高目标识别能力提供了有效的技术支撑。
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关键词
太赫兹
三维成像
复合探测
跟踪成像
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职称材料
车载毫米波防撞雷达自动化测试系统
被引量:
2
5
作者
黄嘉智
钟馥鸾
+2 位作者
王雄志
涂建
梁影
《微波学报》
CSCD
北大核心
2021年第S01期125-129,共5页
近几年自动驾驶技术蓬勃发展,毫米波雷达作为核心零部件,市场需求越来越大。本文设计了一套车载毫米波防撞雷达的整机测试系统,该系统可自动完成对雷达整机性能的测试评估。上位机界面使用图形化编程语言LabVIEW软件编写,通过CAN数据总...
近几年自动驾驶技术蓬勃发展,毫米波雷达作为核心零部件,市场需求越来越大。本文设计了一套车载毫米波防撞雷达的整机测试系统,该系统可自动完成对雷达整机性能的测试评估。上位机界面使用图形化编程语言LabVIEW软件编写,通过CAN数据总线完成雷达目标信息数据上传,同时对测试环境杂波分布进行分析,搭建了一套毫米波汽车防撞雷达整机的半实物仿真测试环境。通过实际试验结果表明该自动化测试系统能够便捷有效的完成对雷达整机性能的测试。
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关键词
毫米波防撞雷达
LABVIEW软件
杂波分布
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职称材料
一种改进的THz-SAR高频振动误差补偿方法
6
作者
夏慧婷
李银伟
+1 位作者
付朝伟
王海涛
《雷达科学与技术》
北大核心
2018年第5期483-490,共8页
将太赫兹波用于SAR成像可以解决常规SAR成像帧速低、慢动目标检测困难等问题。太赫兹合成孔径雷达(THz-SAR)与传统微波SAR成像最重要的区别在于运动补偿。因为THz-SAR的工作波长比传统微波SAR要短得多,平台的微小振动会影响成像质量,尤...
将太赫兹波用于SAR成像可以解决常规SAR成像帧速低、慢动目标检测困难等问题。太赫兹合成孔径雷达(THz-SAR)与传统微波SAR成像最重要的区别在于运动补偿。因为THz-SAR的工作波长比传统微波SAR要短得多,平台的微小振动会影响成像质量,尤其是高频振动误差。平台的高频振动会在成像结果中引入成对回波,传统SAR成像算法无法实现成对回波的聚焦,也就无法准确估计振动参数,进而构造参考函数补偿高频振动带来的正弦调制相位。首先基于多普勒Keystone变换(DKT)的THzSAR成像算法实现成对回波的聚焦成像;然后提出小波多分辨分析的方法估计高频振动频率,结合参数空间投影法完成振动幅相的估计,并实现高频振动误差的补偿;最后采用点目标的回波数据仿真验证了所提方法的有效性。
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关键词
太赫兹
合成孔径雷达
高频振动误差
小波多分辨分析
振动估计
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职称材料
静电阵列探测理论与数值模拟方法
7
作者
李炜昕
陈若飞
+2 位作者
李建伟
赵文龙
周学安
《弹箭与制导学报》
北大核心
2019年第1期97-100,共4页
针对传统探测体制在反隐身、抗干扰等方面存在一定缺陷等问题,基于目标静电场探测机理,分析了弹目交会感应电荷输出信号特征,建立弹目交会有限元数学模型,讨论了目标静电场分布特性和感应电极表面电荷变化特征,采用参数化建模方法探讨...
针对传统探测体制在反隐身、抗干扰等方面存在一定缺陷等问题,基于目标静电场探测机理,分析了弹目交会感应电荷输出信号特征,建立弹目交会有限元数学模型,讨论了目标静电场分布特性和感应电极表面电荷变化特征,采用参数化建模方法探讨了静电探测距离和感应电荷交会曲线。计算结果表明:目标静电场电荷分布与模型曲率相关,弹目距离为8.45m时静电探测系统已具备探测目标的能力,数值仿真计算结果可为静电探测系统的优化设计提供理论支撑。
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关键词
静电探测
有限元
数值模拟
感应电荷
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职称材料
题名
逆合成孔径成像雷达隐身目标零样本识别
1
作者
周春花
魏维伟
张学成
郑鑫
程冕之
机构
上海
无线电设备
研究
所
上海目标识别与环境感知工程技术研究中心
中国航天科技集团交通
感知
雷达
技术
研发
中心
陆军装备部驻
上海
地区第三军事代表室
上海
航天
技术
研究
院
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第10期3116-3121,共6页
基金
上海市自然科学基金(19ZR1454000)资助课题。
文摘
针对现有算法不具备识别出未在训练过程中出现的新类别目标的能力问题,提出了针对逆合成孔径成像雷达(inverse synthetic aperture imaging radar,ISAR)隐身目标零样本学习识别方法。首先,基于飞行类动态目标三维网络化物理模型,使用FEKO电磁场仿真软件进行编程,实现ISAR可见的源目标图像数据生成;然后,在此基础上形成不同飞机类目标细节属性的文本语义特征表达。所提出的新类型算法网络模型采用两个变分自编码器,分别进行了图像和语义的特征生成,从而让网络学习到模态不变的特征表达。使用可见类别数据训练网络,并获得能够凭借语义信息生成图像特征的模型。训练识别采用该学习模型不可见的未知新类别目标,从不可见未知的新类别文本语义生成不可见未知的新目标图像特征信息,支撑了不可见未知的新目标识别,统计未知的新类别识别正确率为75%。
关键词
逆合成孔径成像雷达
零样本学习
隐身目标
Keywords
inverse synthetic aperture imaging radar(ISAR)
zero-shot learning(ZSL)
stealth target
分类号
TN957.52 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
太赫兹频段雷达探测的冰云微物理参数反演算法模拟研究
被引量:
3
2
作者
丁霞
黄兴友
王海涛
机构
上海
无线电设备
研究
所
上海目标识别与环境感知工程技术研究中心
南京信息
工程
大学
出处
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2019年第1期63-72,共10页
基金
国家自然科学基金(41475034)
上海市自然科学基金(16ZR1434900
+1 种基金
17ZR1428700)
上海市科学技术委员会工程技术研究中心建设立项(15DZ2250800)共同资助
文摘
在假设冰云粒子呈球形以及粒子谱服从对数正态分布的条件下,利用离散偶极子近似法(DDA),计算出太赫兹频段(220 GHz)冰云粒子的雷达反射率因子,及其与瑞利假设下雷达反射率因子的比值。忽略衰减和多次散射的影响,根据太赫兹波段冰云的雷达反射率因子,基于最优估计理论反演冰云的微物理参数,并验证该算法的可靠性。反演结果表明,当冰云粒子大小在设定的尺度范围内时,有效粒子半径(re)的反演误差小于4%,粒子谱宽(σ)的误差小于2.5%、粒子数密度(NT)的误差小于1%,冰水含量(IWC)的误差小于5%。还分析了当NT和σ为定值时,反演结果随粒子尺寸的变化情况,当冰云粒子尺寸在模拟计算设定的范围内时,re的反演误差小于0.04%,σ的反演误差小于0.02%,NT的反演误差小于0.50%,IWC的反演误差小于0.08%,如果冰云粒子大小超出模拟计算设置的范围,反演误差随着re增加而增大。该结果证明了基于最优估计理论反演得到的冰云微物理参数与模拟设定值有良好的一致性,说明该方法可应用于太赫兹频段云雷达的冰云观测及云微物理参数的反演和研究。
关键词
太赫兹
冰云
最优估计
云微物理参数
反演
Keywords
THz
ice cloud
optimal estimation theory
cloud microphysical parameters
retrieval algorithm
分类号
P412.25 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
220GHz冰云微物理参数反演算法模拟验证研究
3
作者
丁霞
黄兴友
何静
霍熠炜
王海涛
机构
上海
无线电设备
研究
所
上海目标识别与环境感知工程技术研究中心
南京信息
工程
大学
上海
市航空航天器电磁
环境
效应重点实验室
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2020年第5期1080-1088,共9页
基金
国家自然科学基金项目(41475034)
上海市自然科学基金项目(19ZR1453500)。
文摘
本文模拟验证了一种利用雷达反射率因子(Ze)反演得到云中冰晶粒子有效半径(re)、冰水含量(IWC)和粒子数浓度(NT)的算法,该算法基于最优估计理论实现,适用于太赫兹频段(220 GHz)雷达探测的冰云微物理参数反演。假设粒子服从Gamma分布,根据球形、六棱柱、六角板、子弹花四种形状的冰晶粒子在太赫兹频段(220 GHz)的散射特性参数,建立冰云冰晶粒子的散射特性库(Look Up Table,LUT),将LUT中的Ze作为测量向量,对应的re和IWC作为先验数据xa(rea,IWCa),反演得到四种形状冰晶粒子的rere、IWCre和NTre。模拟研究表明,在先验数据xa为真值的情况下可得到准确的反演结果,由于测量向量中包含了待反演参量的信息,在先验数据xa偏离真值的情况下通过多次迭代运算仍可以得到较为准确的反演结果,随着先验数据xa逐步贴近真值,四种形状冰晶粒子的反演误差和算法平均迭代次数基本呈现递减的趋势,说明准确的先验数据可以提高反演结果的准确性和计算效率,同时证明该方法可有效应用于220 GHz云雷达的冰云微物理参数反演研究。
关键词
太赫兹
冰云
最优估计
反演
Keywords
Terahertz
ice cloud
optimal estimation theory
retrieval
分类号
P412 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
运动目标太赫兹干涉三维成像方法
4
作者
付朝伟
王洁
盛佳恋
沙作金
顾莹
机构
上海
无线电设备
研究
所
上海目标识别与环境感知工程技术研究中心
中国航天科技集团有限公司交通
感知
雷达
技术
研发
中心
出处
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2022年第3期38-43,50,共7页
文摘
针对太赫兹频段散射敏感性,目标微小的运动会导致回波脉冲间的去相干,现有的微波频段雷达成像方法并不完全适用于太赫兹雷达成像的问题,提出一种基于检测跟踪成像一体化的三维成像方法。该方法利用多脉冲积累实现对远距离微弱目标的检测,然后通过滑窗方式对当前速度进行估计从而实现整个相干时间内高精度的包络对齐和高速运动补偿,在干涉配准和相位解缠的基础上反演出目标的三维结构。通过实验对比证明了该方法的有效性,为提高目标识别能力提供了有效的技术支撑。
关键词
太赫兹
三维成像
复合探测
跟踪成像
Keywords
Terahertz
3D imaging
integration of detection
tracking and imaging
分类号
TN957 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
车载毫米波防撞雷达自动化测试系统
被引量:
2
5
作者
黄嘉智
钟馥鸾
王雄志
涂建
梁影
机构
中国航天科技集团
上海
无线电设备
研究
所
上海目标识别与环境感知工程技术研究中心
中国航天科技集团有限公司交通
感知
雷达
技术
研发
中心
出处
《微波学报》
CSCD
北大核心
2021年第S01期125-129,共5页
文摘
近几年自动驾驶技术蓬勃发展,毫米波雷达作为核心零部件,市场需求越来越大。本文设计了一套车载毫米波防撞雷达的整机测试系统,该系统可自动完成对雷达整机性能的测试评估。上位机界面使用图形化编程语言LabVIEW软件编写,通过CAN数据总线完成雷达目标信息数据上传,同时对测试环境杂波分布进行分析,搭建了一套毫米波汽车防撞雷达整机的半实物仿真测试环境。通过实际试验结果表明该自动化测试系统能够便捷有效的完成对雷达整机性能的测试。
关键词
毫米波防撞雷达
LABVIEW软件
杂波分布
Keywords
millimeter wave anti-collision radar
LaVIEW software
clutter distribution
分类号
TN958 [电子电信—信号与信息处理]
U463.67 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
一种改进的THz-SAR高频振动误差补偿方法
6
作者
夏慧婷
李银伟
付朝伟
王海涛
机构
上海
无线电设备
研究
所
上海目标识别与环境感知工程技术研究中心
出处
《雷达科学与技术》
北大核心
2018年第5期483-490,共8页
基金
上海市自然科学基金(No.15ZR1439500
16ZR1434900
+1 种基金
17ZR1428700)
国家自然科学基金青年科学基金(No.41601508)
文摘
将太赫兹波用于SAR成像可以解决常规SAR成像帧速低、慢动目标检测困难等问题。太赫兹合成孔径雷达(THz-SAR)与传统微波SAR成像最重要的区别在于运动补偿。因为THz-SAR的工作波长比传统微波SAR要短得多,平台的微小振动会影响成像质量,尤其是高频振动误差。平台的高频振动会在成像结果中引入成对回波,传统SAR成像算法无法实现成对回波的聚焦,也就无法准确估计振动参数,进而构造参考函数补偿高频振动带来的正弦调制相位。首先基于多普勒Keystone变换(DKT)的THzSAR成像算法实现成对回波的聚焦成像;然后提出小波多分辨分析的方法估计高频振动频率,结合参数空间投影法完成振动幅相的估计,并实现高频振动误差的补偿;最后采用点目标的回波数据仿真验证了所提方法的有效性。
关键词
太赫兹
合成孔径雷达
高频振动误差
小波多分辨分析
振动估计
Keywords
terahertz
synthetic aperture radar(SAR)
high frequency vibration error
wavelet multi-resolution analysis
vibration estimation
分类号
TN958 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
静电阵列探测理论与数值模拟方法
7
作者
李炜昕
陈若飞
李建伟
赵文龙
周学安
机构
上海
无线电设备
研究
所
上海
市
目标
识别与
环境
感知
工程技术
研究
中心
上海
机电
工程
研究
所
出处
《弹箭与制导学报》
北大核心
2019年第1期97-100,共4页
基金
上海市科委工程技术研究中心建设基金(15DZ2250800)资助
文摘
针对传统探测体制在反隐身、抗干扰等方面存在一定缺陷等问题,基于目标静电场探测机理,分析了弹目交会感应电荷输出信号特征,建立弹目交会有限元数学模型,讨论了目标静电场分布特性和感应电极表面电荷变化特征,采用参数化建模方法探讨了静电探测距离和感应电荷交会曲线。计算结果表明:目标静电场电荷分布与模型曲率相关,弹目距离为8.45m时静电探测系统已具备探测目标的能力,数值仿真计算结果可为静电探测系统的优化设计提供理论支撑。
关键词
静电探测
有限元
数值模拟
感应电荷
Keywords
electrostatic induction
FEM
numerical simulation
induced charge
分类号
TJ43.4 [兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
逆合成孔径成像雷达隐身目标零样本识别
周春花
魏维伟
张学成
郑鑫
程冕之
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
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职称材料
2
太赫兹频段雷达探测的冰云微物理参数反演算法模拟研究
丁霞
黄兴友
王海涛
《热带气象学报》
CSCD
北大核心
2019
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
220GHz冰云微物理参数反演算法模拟验证研究
丁霞
黄兴友
何静
霍熠炜
王海涛
《高原气象》
CSCD
北大核心
2020
0
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下载PDF
职称材料
4
运动目标太赫兹干涉三维成像方法
付朝伟
王洁
盛佳恋
沙作金
顾莹
《探测与控制学报》
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
5
车载毫米波防撞雷达自动化测试系统
黄嘉智
钟馥鸾
王雄志
涂建
梁影
《微波学报》
CSCD
北大核心
2021
2
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下载PDF
职称材料
6
一种改进的THz-SAR高频振动误差补偿方法
夏慧婷
李银伟
付朝伟
王海涛
《雷达科学与技术》
北大核心
2018
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
7
静电阵列探测理论与数值模拟方法
李炜昕
陈若飞
李建伟
赵文龙
周学安
《弹箭与制导学报》
北大核心
2019
0
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