时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用 被引量：9

1

作者 李瀚宇 周海京 廖成 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期199-202,共4页

将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时... 将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。 展开更多

关键词 复杂电磁环境 时域有限差分法 并行计算

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武器装备全寿命复杂电磁环境试验与评估方法 被引量：20

2

作者 阙渭焰 孙永全 +3 位作者 梁景修 岳秀清 肖俊 马弘舸 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期142-146,共5页

介绍了业内普遍接受的电磁环境和武器装备电磁环境效应概念,以及美军电磁环境效应试验的相关内容和理念,说明了电磁环境效应问题与复杂电磁环境问题的关系与本质。通过对复杂电磁环境的分解,从数学上给出武器装备复杂电磁环境适应性试... 介绍了业内普遍接受的电磁环境和武器装备电磁环境效应概念,以及美军电磁环境效应试验的相关内容和理念,说明了电磁环境效应问题与复杂电磁环境问题的关系与本质。通过对复杂电磁环境的分解,从数学上给出武器装备复杂电磁环境适应性试验与评估的理论方法,这种方法在实施效益上具有全面性、完整性、通用性和可操作性,试验与评估结果具有客观稳定性。结合武器装备全寿命周期过程,给出了武器装备论证阶段、技术开发阶段、研制试验阶段、量产和装备部署阶段、形成完全作战能力阶段武器装备复杂电磁环境试验与评估的实施方法。 展开更多

关键词 武器装备 复杂电磁环境 电磁环境效应 试验与评估 电子战

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复杂电磁环境下的信号盲分离方法 被引量：4

3

作者 吴国清 宋磊 沈卫超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期208-212,共5页

介绍了基于盲源分离的信号处理基本思想,阐述了ICA,SOBI,AMUSE三种典型算法的原理、特点,通过仿真实验研究了这三种盲源分离算法对于常见波形信号和真实信号的分离性能及其抗噪能力,验证了算法的有效性和可行性。三种方法对于抑制干扰信... 介绍了基于盲源分离的信号处理基本思想,阐述了ICA,SOBI,AMUSE三种典型算法的原理、特点,通过仿真实验研究了这三种盲源分离算法对于常见波形信号和真实信号的分离性能及其抗噪能力,验证了算法的有效性和可行性。三种方法对于抑制干扰信号,进行信号的有效提取具有实际意义和使用价值。 展开更多

关键词 复杂电磁环境 盲源分离 线性混合 典型算法

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组合振子天线磁偶特性实验研究 被引量：5

4

作者 谢平 廖勇 徐刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期218-222,共5页

通过对组合振子的实验研究,验证了磁偶极子回路所具有的优势:能够极大地改善天线低频传输以及辐射特性,具有明显的低频补偿能力。此外,通过设置磁偶回路周长比,比较了不同磁偶回路状态下的天线特性,发现双磁偶回路对于低频特性的改善要... 通过对组合振子的实验研究,验证了磁偶极子回路所具有的优势:能够极大地改善天线低频传输以及辐射特性,具有明显的低频补偿能力。此外,通过设置磁偶回路周长比,比较了不同磁偶回路状态下的天线特性,发现双磁偶回路对于低频特性的改善要优于单磁偶回路,后者的优势主要体现在高频。根据这一现象,采用单磁偶回路结构设计工作频带为300MHz^5GHz组合振子接收天线。 展开更多

关键词 组合振子 超宽带天线 电偶极子 磁偶极子

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基于随机耦合模型的系统级电磁环境效应分析（英文） 被引量：3

5

作者 闫二艳 孟凡宝 马弘舸 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期227-232,共6页

通过宽频带电磁环境下计算机机箱关键部位感应电压统计分布的实验验证和基于随机矩阵理论的耦合模型的理论计算研究,给出了随机耦合模型(RCM)的应用流程和计算方法;就散射系数、归一化散射和归一化阻抗矩阵的统计特性进行了理论和实验研... 通过宽频带电磁环境下计算机机箱关键部位感应电压统计分布的实验验证和基于随机矩阵理论的耦合模型的理论计算研究,给出了随机耦合模型(RCM)的应用流程和计算方法;就散射系数、归一化散射和归一化阻抗矩阵的统计特性进行了理论和实验研究,实验测量结果与理论分析结果非常一致;针对RCM的应用进行了初步分析,验证了随机耦合模型在复杂电磁环境下系统级效应分析和预测的适用性。结果证明此方法尤其适用于大型的具有非平行面封装腔体电子设备的电磁兼容、效应及评估等研究。 展开更多

关键词 随机耦合模型 电磁环境效应 电磁兼容 波混沌散射 微波腔体

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超宽带折线型TEM喇叭天线实验研究 被引量：3

6

作者 谢平 廖勇 徐刚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期143-148,共6页

基于功率容量和口径匹配的考虑,设计了一种超宽带折线型TEM喇叭天线。相比传统恒阻抗TEM喇叭,主要改进在于采用了同轴到平板过渡的馈入结构,辐射极板改为两段折线形式。通过理论模拟和实验研究对两种天线的输入、辐射特性进行了比较和... 基于功率容量和口径匹配的考虑,设计了一种超宽带折线型TEM喇叭天线。相比传统恒阻抗TEM喇叭,主要改进在于采用了同轴到平板过渡的馈入结构,辐射极板改为两段折线形式。通过理论模拟和实验研究对两种天线的输入、辐射特性进行了比较和分析。结果表明:采用960ps宽度的高斯脉冲激励,同轴平板过渡峰值功率传输效率达到85%;相比于恒阻抗喇叭,折线TEM喇叭辐射峰值电场提高30%,H面方向图主瓣宽度由80°压缩至60°,同时改善了700 MHz频带内的传输辐射特性,瞬态脉冲峰值功率容量达到15GW。 展开更多

关键词 超宽带天线 TEM喇叭 功率容量 电压驻波比 特性阻抗

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耦合近场仿真及初步验模测试实验研究 被引量：2

7

作者 钟龙权 曹学军 +1 位作者 赵刚 林江川 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期139-142,共4页

针对电磁耦合仿真结果的校验需求,建立了基于光纤电场传感器的验模测试实验系统,对某模型的仿真结果进行了近场耦合验模测试。初步实验结果表明,在一定区域内,测试结果与仿真结果呈现趋势性一致,并对部分区域与仿真结果不符合的原因进... 针对电磁耦合仿真结果的校验需求,建立了基于光纤电场传感器的验模测试实验系统,对某模型的仿真结果进行了近场耦合验模测试。初步实验结果表明,在一定区域内,测试结果与仿真结果呈现趋势性一致,并对部分区域与仿真结果不符合的原因进行了分析,为下一步仿真模型优化和测试方法手段改进奠定了基础。 展开更多

关键词 近场测量 光纤电场传感器 耦合 校验测试

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光电子发射引起的系统电磁脉冲模拟研究?

8

作者 孙会芳 董志伟 张芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期218-222,共5页

基于给定光电子的时间、能量谱,分析研究了从有界平面金属向自由空间发射的光电子所引起的系统电磁脉冲效应;采用2.5维全电磁粒子模拟(PIC)程序模拟研究了光电子在空间的运动及分布规律、空间电磁场的组成成分及各组分场的特性。模拟与... 基于给定光电子的时间、能量谱,分析研究了从有界平面金属向自由空间发射的光电子所引起的系统电磁脉冲效应;采用2.5维全电磁粒子模拟(PIC)程序模拟研究了光电子在空间的运动及分布规律、空间电磁场的组成成分及各组分场的特性。模拟与分析表明:系统电磁脉冲的空间电磁场由直流本底场和辐射场两部分组成。直流场是径向场,随距离的增大迅速衰减;而辐射场又由两部分组成,一是电子从金属平板发射过程中产生的超辐射,二是电子在空间运动过程中产生的辐射场。对两种辐射场特性进行了深入的分析和研究。 展开更多

关键词 光电子 PIC程序 系统电磁脉冲 超辐射

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多腔体复杂系统电磁脉冲耦合统计特性 被引量：1

9

作者 刘璐瑶 马弘舸 闫二艳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期40-44,共5页

以双腔体级联系统为实验对象,测量了系统的输出端感应电压,对实验结果进行统计分析,并与随机拓扑模型计算结果进行对比,两者基本吻合,验证了随机拓扑模型的适用性;利用该模型计算分析了不同脉冲参数及不同拓扑结构条件下多混沌腔体复杂... 以双腔体级联系统为实验对象,测量了系统的输出端感应电压,对实验结果进行统计分析,并与随机拓扑模型计算结果进行对比,两者基本吻合,验证了随机拓扑模型的适用性;利用该模型计算分析了不同脉冲参数及不同拓扑结构条件下多混沌腔体复杂系统的电磁耦合统计特性。研究表明,脉冲宽度和脉冲个数与概率峰值处的感应电压均存在一定的谐振特性,且脉冲频率越低,脉冲的耦合效率越高,采用串型的拓扑结构更加有利于系统的防护和加固。 展开更多

关键词 随机拓扑模型 电磁脉冲 复杂系统 电磁耦合 统计特性 混沌腔体

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PIN限幅器电磁脉冲效应数值模拟与验证 被引量：11

10

作者 赵振国 周海京 +2 位作者 马弘舸 赵强 钟龙权 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期81-85,共5页

基于电磁脉冲对半导体器件效应的电-热多物理场模型,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN限幅器电磁脉冲效应数值模型,研究了不同峰值功率的电磁脉冲作用下限幅器的输入/输出特性,以及大功率电磁脉冲注入PIN器件热损伤阈值与脉冲宽度的... 基于电磁脉冲对半导体器件效应的电-热多物理场模型,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN限幅器电磁脉冲效应数值模型,研究了不同峰值功率的电磁脉冲作用下限幅器的输入/输出特性,以及大功率电磁脉冲注入PIN器件热损伤阈值与脉冲宽度的关系。模拟与实验结果表明:基于器件热效应影响载流子输运过程的电-热多物理模场型,模拟限幅器在大功率电磁脉冲注入下输入/输出功率的结果与实验结果吻合较好;模拟大功率电磁脉冲注入PIN器件热损伤阈值与脉冲宽度的关系式,与Wunsch-Bell半经验关系式符合较好。 展开更多

关键词 PIN限幅器 电磁脉冲 多物理场模型 器件仿真

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线缆系统电磁脉冲效应测量系统研制和试验 被引量：5

11

作者 周开明 王艳 邓建红 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期169-173,共5页

分析了实验室瞬态X射线产生的系统电磁脉冲(SGEMP)效应测试所面临的技术问题,提出了解决方法、措施以及实验室模拟瞬态X射线的SGEMP模拟试验方法。通过电子屏蔽、电磁屏蔽、光电隔离、信号对称提取等特殊技术处理,解决了SGEMP效应模拟... 分析了实验室瞬态X射线产生的系统电磁脉冲(SGEMP)效应测试所面临的技术问题,提出了解决方法、措施以及实验室模拟瞬态X射线的SGEMP模拟试验方法。通过电子屏蔽、电磁屏蔽、光电隔离、信号对称提取等特殊技术处理,解决了SGEMP效应模拟试验方法和测量系统抗X射线、抗电磁辐射等技术问题,并在大型瞬态X射线模拟源上,测出了瞬态X射线辐照时金属腔内线缆的SGEMP效应波形及幅值。 展开更多

关键词 瞬态X射线 系统电磁脉冲 辐射效应 光纤传输 电流测量系统

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JEMS-FDTD软件在运输机电磁特性仿真中的应用 被引量：3

12

作者 鲍献丰 李瀚宇 周海京 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期78-81,共4页

复杂电磁环境的研究包括多方面内容,其中飞行器的电磁环境效应研究受到了较多的关注。随着计算机技术的飞速发展,利用数值模拟技术获得飞行器电磁特性已经成为飞行器电磁环境效应研究的一个重要手段。我们将自主研发的大规模并行三维时... 复杂电磁环境的研究包括多方面内容,其中飞行器的电磁环境效应研究受到了较多的关注。随着计算机技术的飞速发展,利用数值模拟技术获得飞行器电磁特性已经成为飞行器电磁环境效应研究的一个重要手段。我们将自主研发的大规模并行三维时域全波电磁模拟软件JEMS-FDTD应用于运输机整机电磁特性仿真,计算并分析了飞机的电磁耦合散射特性,获得了飞行器在电磁脉冲照射下的时域/频域、近场/远场等电磁信息。计算中为保证精度采用了非均匀以及高阶FDTD计算技术。 展开更多

关键词 数值模拟 时域有限差分方法 并行计算 非均匀 高阶方法

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TEM喇叭天线设计与实验 被引量：3

13

作者 谢平 廖勇 徐刚 《太赫兹科学与电子信息学报》 2016年第1期68-71,共4页

设计了一种带有机玻璃天线罩的地平板结构横电磁波(TEM)喇叭接收天线,通过对馈入结构和辐射特性的理论分析初步确定关键结构尺寸,然后利用CST建立天线真实模型,完成相关结构参数的仿真优化,实现了快脉冲的较小馈入反射,时频特性良好。... 设计了一种带有机玻璃天线罩的地平板结构横电磁波(TEM)喇叭接收天线,通过对馈入结构和辐射特性的理论分析初步确定关键结构尺寸,然后利用CST建立天线真实模型,完成相关结构参数的仿真优化,实现了快脉冲的较小馈入反射,时频特性良好。最后的天线测试结果表明,该TEM喇叭天线输入阻抗56Ω,有效高度0.024 m,传递函数在3 GHz以内保持稳定,具备较好的时域保真度和馈入反射特性,适于作为超宽带接收天线。 展开更多

关键词 横电磁波(TEM)喇叭 超宽带天线 优化设计 馈入反射

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球面电磁波斜入射建筑物内场的数值分析

14

作者 曹学军 马弘舸 叶宏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期180-185,共6页

为了分析窄带电磁脉冲源近、远场辐照大型建筑物内部空间电磁场分布特点,采用时域有限差分方法,对比分析平面波、球面波场源正面斜入射多层多单元建筑物的计算结果,并较为全面地分析了各房间各水平面中心电场强度幅值、各层各水平面电... 为了分析窄带电磁脉冲源近、远场辐照大型建筑物内部空间电磁场分布特点,采用时域有限差分方法,对比分析平面波、球面波场源正面斜入射多层多单元建筑物的计算结果,并较为全面地分析了各房间各水平面中心电场强度幅值、各层各水平面电场强度最大值分布情况。建筑物各层相对应高度面上场强分布近似,在电磁波传播方向上窗户房间内部区域场强较强,两种波场源入射结果基本一致;在其余区域场强较弱,特别是在较大空间内的区域,球面波场源入射下场强相对更弱。其中通过与待模拟建筑物外形相紧凑性匹配的球面波场源构建,模拟仿真了窄带球面电磁波在真空空间的辐射传播,计算结果验证所构建球面波近场源准确可行。 展开更多

关键词 建筑物 球面波 电磁脉冲 电场强度 场分布

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SiC表面电磁模态及其非线性优化

15

作者 王卫杰 周海京 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期26-30,共5页

基于特殊的SiC周期性结构,理论分析了SiC表面特殊电磁模态的激发特性,并利用数值模拟的方法研究了该周期性结构的红外辐射/吸收特性。模拟结果表明该周期性结构在电磁波照射下可以支持多种电磁模态的激发,并且多种电磁模态之间存在相互... 基于特殊的SiC周期性结构,理论分析了SiC表面特殊电磁模态的激发特性,并利用数值模拟的方法研究了该周期性结构的红外辐射/吸收特性。模拟结果表明该周期性结构在电磁波照射下可以支持多种电磁模态的激发,并且多种电磁模态之间存在相互耦合现象,证实了理论分析的结果。基于非线性优化算法,分别对结构在单个频率整个角度范围内的红外辐射/吸收特性,以及整个研究频段内的垂直方向红外辐射/吸收特性进行了优化。优化的结果显示,相比于原来的结构,优化后结构的等效发射率/吸收率有较显著地提升。 展开更多

关键词 表面电磁模态 SIC 非线性算法

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并行时域电场积分方程方法在动态海面二维电磁散射中的应用 被引量：2

16

作者 郭星月 刘阳 周海京 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期72-77,共6页

采用并行时域电场积分方程方法对动态海面的二维瞬态散射特性进行研究。为了保证该方法的后期稳定性,时间基函数和空间基函数采用二阶B样条基函数和三角基函数,矩阵元素采用时间维度精确解析、空间奇异部分精确解析进行计算;为了减少对... 采用并行时域电场积分方程方法对动态海面的二维瞬态散射特性进行研究。为了保证该方法的后期稳定性,时间基函数和空间基函数采用二阶B样条基函数和三角基函数,矩阵元素采用时间维度精确解析、空间奇异部分精确解析进行计算;为了减少对无限海面进行截断带来的边缘效应,入射波采用锥形调制高斯脉冲;结合信息传递接口(MPI)技术和稀疏矩阵压缩存储技术,对不同时刻的海面进行瞬态散射分析。大量的数值算例证明了该方法在计算动态海面的二维瞬态散射问题时的正确性,还可以保证后期的稳定性,提高计算效率,减少对计算机内存需求。 展开更多

关键词 时域电场积分方程方法 时间步进方法 动态海面 并行计算 电磁散射

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微波脉冲频率与重频对限幅器热损伤效应的影响 被引量：7

17

作者 赵振国 周海京 +1 位作者 马弘舸 王艳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期195-199,共5页

基于PIN限幅器的电路与器件物理混合模式(Mixed-Mode)模型,考虑大功率微波作用下器件的高温强电场多物理过程,模拟分析了频率及重频等微波脉冲参数对限幅器热损伤过程的影响,数值模拟结果表明,不同频率的微波脉冲损伤PIN限幅器存在"... 基于PIN限幅器的电路与器件物理混合模式(Mixed-Mode)模型,考虑大功率微波作用下器件的高温强电场多物理过程,模拟分析了频率及重频等微波脉冲参数对限幅器热损伤过程的影响,数值模拟结果表明,不同频率的微波脉冲损伤PIN限幅器存在"拐点"频率,"拐点"频率的微波脉冲附近需要更多的能量(脉宽)损伤器件;重频脉冲前一个脉冲作用后,器件峰值温度近似负指数关系快速下降,器件处于高温时更容易损伤,热积累效应使重频脉冲较单个脉冲更容易毁伤器件。 展开更多

关键词 载波频率 重频 热积累损伤 PIN限幅器

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受损限幅器的非线性效应对成像雷达的影响 被引量：4

18

作者 张海 杨晓炜 +1 位作者 江舸 徐晶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期190-194,共5页

在复杂电磁环境下,当电子学系统的关键器件遭受功能或物理损伤而发生非线性效应时,会导致电子学系统的探测性能下降,严重时可能使系统无法实现预期的功能。以一种对地成像雷达的限幅器为对象,研究了限幅器损伤后的非线性特性信号模型构... 在复杂电磁环境下,当电子学系统的关键器件遭受功能或物理损伤而发生非线性效应时,会导致电子学系统的探测性能下降,严重时可能使系统无法实现预期的功能。以一种对地成像雷达的限幅器为对象,研究了限幅器损伤后的非线性特性信号模型构建方法,较为深入地研究了它对雷达信号处理的影响。理论和仿真分析结果表明,典型电子学系统在关键器件发生非线性变化的情况下,会明显降低成像雷达的性能,如成像不能聚焦和分辨率下降等。 展开更多

关键词 非线性效应 限幅器 成像雷达 复杂电磁环境

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特征提取方法在多源混合信号分选中的应用 被引量：4

19

作者 沈卫超 黄雨佳 +1 位作者 宋磊 陈虹 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期213-217,共5页

在复杂电磁环境中,脉冲的大量丢失(数据缺失)及信号参数空间的严重交叠,破坏了传统分选方法所利用的信号规律性,最终导致现有信号分选算法很难获得令人满意的分选效果甚至完全失效。在同时考虑多个关键特征指标(脉冲宽度、载波频率、到... 在复杂电磁环境中,脉冲的大量丢失(数据缺失)及信号参数空间的严重交叠,破坏了传统分选方法所利用的信号规律性,最终导致现有信号分选算法很难获得令人满意的分选效果甚至完全失效。在同时考虑多个关键特征指标(脉冲宽度、载波频率、到达时间)的基础上,设计多参数五层互耦的分选算法;特别是提出新的关键特征指标提取方法,研究数据内部蕴含的特征向量,建立相应的数学模型,最终应用于对各种通信信号的分选。通过数值结果可以看出,引入的五步分选法可以实现对严重交叠和部分数据缺失的信号的分选。 展开更多

关键词 复杂电磁环境 信号分选 特征提取 五步分选法 综合分选算法

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基于非参数方法的频率密度分布计算及其并行优化 被引量：2

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作者 宋磊 尹俊平 沈卫超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期239-242,共4页

跳频序列预测是信息对抗的关键问题之一。基于跳频序列具有的伪随机特性和数据之间连续分布的相似性,采用非参数密度估计方法计算并预测出频率的大概率分布区间,进而用于引导通信的梳状灵巧干扰。针对实际应用对实时性的要求,在多结点... 跳频序列预测是信息对抗的关键问题之一。基于跳频序列具有的伪随机特性和数据之间连续分布的相似性,采用非参数密度估计方法计算并预测出频率的大概率分布区间,进而用于引导通信的梳状灵巧干扰。针对实际应用对实时性的要求,在多结点多核平台上实现了基于消息传递机制的可扩展计算。测试表明,并行程序计算结果正确,并且具有较好的可扩展性。 展开更多

关键词 复杂电磁环境 跳频序列预测 非参数密度估计 R 消息传递 并行优化

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