雷达双层双模健康监视架构设计

雷达设备健康监视主要实现雷达故障预测与健康管理系统的数据解析和显示。传统的监视架构为单一架构层次、面向单一对象的监视架构,并且软件实现与设备紧耦合,其开发和维护成本巨大。文中首次将模型-视图-代理(MVD)模式应用到雷达状态监视架构设计中,提出一种基于MVD的双层双模架构。该架构无需代码定义接口结构体,利用模型工具软件直接编辑设备编号、响应策略,利用高效的封装基类将内置测试设备的状态数据与显示实现挂接;采用“全面+重点”双布局、“用户+专家”双模式设计,可实现目标态势与健康态势同时掌握,并满足用户/专家等不同对象的显示需求。通过工程验证,相比于传统的健康监视架构,该架构提供多样化作战视图,提高了软件可读性、可维护性,节约了软件开发成本,提高了开发效率。

舰载雷达天线稳定平台横摇滚珠丝杠断裂失效分析

针对某型舰载雷达天线稳定平台发生的横摇滚珠丝杠断裂问题,对失效滚珠丝杠开展失效分析。通过综合分析失效滚珠丝杠的断口分析、化学成分检测、金相检测、硬度检测与力学性能检测结果,认为滚珠丝杠螺纹退刀槽过渡圆角区表面残留的氮化白亮层导致表面脆性增加,促进了疲劳源的产生,材料调质处理后的抗拉强度、下屈服强度偏低,降低了材料的疲劳强度,在超过其疲劳承载极限的横摇交变载荷作用下发生疲劳断裂。通过对滚珠丝杠螺纹退刀槽部位采取防渗氮保护或渗氮处理后彻底去除氮化白亮层,同时优化调质处理工艺参数可以提高该滚珠丝杠的疲劳寿命。

基于MATLAB的雷达探测数据处理图形界面设计

由于高数据率雷达设备和高采样频率的差分GPS设备,短时间内产生大量的数据,为快速处理这些数据,采用MATLAB中GUI模块设计了一款快速处理雷达测试数据的测试界面。此软件主要用于进行雷达设备开展远场测试时对差分GPS系统采集的人员合作目标运动坐标数据转化为目标相对于雷达架设位置的方位、速度、距离真值信息;通过对真值进行插值后与雷达探测点迹数据中的方位、速度、距离信息进行比对,剔除杂点信息后进行雷达探测人员合作目标的发现概率、方位精度、速度精度、距离精度及识别正确率的统计计算。此界面成功的计算出雷达测试的各项数值,为调试人员提供数据支持,使得工作效率大幅度提升。

面向6G的基于通信感知一体化的超可靠低时延通信及雷达感知

通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)技术允许设备在相同的硬件设备与频谱上进行雷达感知与数据通信,是6G的关键技术之一。另外,工业自动化以及智能驾驶等业务越发依赖高可靠低时延通信。因此,可以将ISAC技术与超可靠低时延通信(Ultra-Reliable Low Latency Communication,URLLC)技术进行融合,并联合设计雷达感知与URLLC预编码。基于此,提出了一个URLLC下的用户设备和速率最大化问题,且满足雷达感知的性能要求。为了解决该优化问题,首先利用基于二次变换的分式规划方法和连续凸近似方法处理短包容量公式,其次利用一阶泰勒展开方法处理雷达感知性能约束。仿真结果表明,所提设计能够同时满足雷达感知与URLLC要求,具有较好的性能。

基于子区间的雷达探测距离和测距精度分析

探测距离和测距精度是雷达的关键性能指标,在实际服役工况下受雷达系统内部信号传输损耗、外部信号干扰等不确定性因素的影响较大,提高其准确性已成为雷达研究领域的重要课题。为了评估上述不确定性因素对雷达性能的影响程度,开展了雷达探测距离和测距精度的不确定性分析。首先,建立了考虑信号传输损耗和信号干扰的雷达探测距离和测距精度模型;其次,采用区间模型量化不确定性参数,实现内外部参数统一框架下的不确定性度量;然后,构建准确的探测距离和测距精度响应面模型,并采用Sobol'全局敏感性分析方法实现多维参数对探测距离和测距精度影响的排序;最后,采用子区间分解分析方法获取了雷达探测距离和测距精度区间,并与通过蒙特卡洛模拟得到的结果进行对比,验证所提方法的有效性。将雷达探测距离和测距精度设定合理的容限与阈值,可提高雷达性能分析效率,降低性能分析成本。

基于ANP和优化隶属度函数的雷达质量评估研究

为检验雷达系统质量状况,依据其应用需求和功能特性,构建了雷达质量状况评价的指标体系。针对各层级指标因素间可能存在一定关联性的情况,文中采用网络层次分析法确定指标权重。针对单一隶属度函数可能产生隶属度突变的问题,提出了组合隶属度函数的方法,通过计算各指标在不同隶属函数下的评价信息,而后对多种隶属函数的评价信息进行优化组合,使得评估结果具有更高的可信性。运用模糊综合评判的方法,对某雷达系统质量进行了实例评价分析,结果表明该方法简易可行,能够较为准确地评估雷达装备的质量状况。

雷达旁瓣对消系统角度敏感性分析

旁瓣对消(Sidelobe Cancellation, SLC)作为雷达抗干扰的重要措施之一,在电子对抗中起着重要的作用。为了深入分析不同参量对旁瓣对消性能的影响,越来越多的学者开展旁瓣对消技术研究并根据研究结果进行SLC系统改进或研究攻击旁瓣对消系统薄弱环节的新型干扰技术。目前,研究主要针对干扰个数、干扰形式、辅助阵元位置、通道一致性等因素对旁瓣对消系统性能的影响,而分析多干扰角度分布对旁瓣对消系统性能影响的较少。对此,首先建立SLC系统干扰抑制比数学理论模型,然后通过仿真分析多干扰角度分布对旁瓣对消系统性能的影响,为实际分布式支援干扰角度参数优化提供理论支撑。

雷达调试与CAN总线通信问题排查研究

为解决雷达系统在CAN总线通信中的调试问题,分析了CAN总线通信中的问题,提出了解决方法和途径,确保雷达系统在通信中的稳定性和容错性。以CAN总线通信异常为例,对故障诊断及排除方法进行了研究分析。为解决雷达系统与CAN总线集成调试中的技术难题提供了一系列创新性的解决方案。

雷达超宽带数字接收子阵自动测试系统设计

针对有源相控阵雷达超宽带数字接收子阵自动测试系统应用需求,设计一型基于Matlab软件、通过LAN接口实现工控机与测试仪表及待测子阵间通信和控制的可视化、自动化测试系统。该自动测试系统减少了人力,缩减了反复拆装的繁杂过程,提高了数字接收子阵的测试效率,为雷达超宽带数字接收子阵的研制生产提供了重要的技术保障。

基于CINRAD/CC在线自动标定数据的雷达探测精度提升方法的研究

文章利用吉林白山和云南西双版纳(双偏振)两部天气雷达的在线自动标定数据,通过统计指标最大值、最小值、均值、标准差、合格率及不合格数据的数量等方法进行数据的分析和研究,以此查找雷达存在的问题。结果表明吉林白山和云南西双版纳(双偏振)两部天气雷达在运行过程中存在数据缺测、超限等问题。对存在问题进行整改后,标定数据质量有了明显的提升,有效提升了雷达的探测精度。

雷达目标识别评估中的数据可分性度量方法

以机器学习为主的雷达目标识别模型性能由模型与数据共同决定。当前雷达目标识别评估依赖于准确性评估指标,缺乏数据质量对识别性能影响的评估指标。数据可分性描述了属于不同类别样本的混合程度。数据可分性指标独立于模型识别过程,将其引入识别评估过程,可以量化数据识别难度,预先为识别结果提供评判基准。因此该文基于率失真理论提出一种数据可分性度量,通过仿真数据验证所提度量能够衡量多维高斯分布数据的可分性优劣。进一步结合高斯混合模型,设计的度量方法能够突破率失真函数的局限性,捕捉数据局部特性,提高对数据整体可分性的评估精度。接着将所提度量应用于实测数据识别难度评估中,验证了其与平均识别率的强相关性。而在卷积神经网络模块效能评估实验中,首先在测试阶段量化分析了各卷积模块提取特征的可分性变化趋势,进一步在训练阶段将所提度量作为特征可分性损失参与网络优化过程,引导网络提取更可分的特征,该文从特征可分性角度为神经网络识别性能的评估与提升提供新思路。

航电电源板层间CAF短路失效机理及退化时间分析

目的掌握CAF失效机理MTTF分析方法,以便于在实际案例中实施工程优化决策,从而降低故障危害风险和寿命周期总费用。方法以某航电电源母板CAF失效为例,基于CAF失效机理的物理化学变化时间特性模型算法,建立电压、介质间距和MTTF变化关系,以辅助工程优化决策。结果基于仿真计算数据,形成对特定范围产品的改进和处置决策,从而限制失效危害风险的进一步扩散,降低了产品生命周期维护费用,并提升了客户满意度。结论掌握装备常见失效机理和采取适宜的应对措施,是持续改进装备可用性、可靠性和环境适应性的必要条件。

一种基于极化分解特征和SVDD的扩展目标检测算法

多极化距离高分辨雷达是地面静止目标检测的重要手段,其回波中目标占据多个距离单元,成为扩展目标。传统基于回波能量的扩展目标检测方法的性能随信杂比的降低而下降。提出一种基于极化分解特征的扩展目标检测算法,利用目标和杂波之间的极化散射特性差异提升低信杂比下的检测性能。所提方法提取16种极化分解特征组成特征向量作为检测统计量,再使用支持向量数据描述(SVDD)算法估计判别门限。在判别门限的训练阶段,杂波数据的极化分解特征被提取用作训练数据。并且为保证虚警概率,在SVDD的目标函数中引入了两个惩罚参数。使用实测数据进行了实验验证,所提方法在戈壁背景、虚警概率为10-4、检测概率为90%的情况下,所需信杂比约为12.6 dB,相较于基于能量的对比方法降低约1.7 dB。

基于ADS-B的自动数字引导系统研究

针对目前现有采用人工引导受天气影响较大、观测范围有限、效率低等不足,本文研究了跟踪民航飞机的数字引导系统。通过分析ADS-B信号的特点,利用软件无线电设备和ARM单片机接收解调民航飞机的ADS-B信号,实时获取飞机的位置、航向等信息,并采用Delphi编写了数据分析处理软件,结合测站的位置信息计算数字引导角度,通过独立的网络发送。设计了客户端接收显示软件和硬件设备将引导角度提供给操作手。在软件设计中,提出了基于飞机航向和相对角度作为评价函数的目标自动选择方法,并设计了引导加偏处理方案,提升引导精度。

智能化雷达故障预测及检测技术综述

雷达故障预测和故障检测技术是雷达装备维护从传统化定期检修向智能化视情维修转变的关键技术。为保障雷达作战效能的发挥,需及时对雷达故障进行预测、检测并实时告警。随着微波测量和人工智能技术的日趋成熟,智能化雷达故障预测及检测技术也不断发展。文中详细阐述了当前故障预测与健康管理以及故障检测技术的国内外研究现状,分析了现有智能化雷达故障预测和检测技术的优缺点,梳理了该技术在雷达维修保障领域的研究进展,提出了雷达故障预测和检测过程中可能存在的问题和限制条件。针对实际问题和限制条件,对未来智能化雷达故障预测和检测技术的研究方向进行了展望,为智能化故障预测及故障检测技术在雷达维修保障领域的深入研究提供参考。

一种基于动态更新神经网络的无监督雷达退化故障预测方法

为了克服传统雷达故障检测方法对专家经验依赖性强、耗费大量人力物力、容易造成过度检修、无法对退化故障进行提前告警等缺点,提出了一种基于动态更新神经网络的无监督雷达退化故障预测方法。首先通过微波测量设备采集峰值功率和工作频率历史数据,其次利用动态更新神经网络对历史数据进行动态更新并预测后续数据,最后采用孤立森林方法对预测数据进行无监督故障检测,以此实现雷达退化故障预测并提前告警。结果表明,本文提出的方法可至少提前10个时间步(100 min)预测退化故障并实时告警,能够在小样本、无故障样本、无特征提取、无人工阈值的情况下实现雷达退化故障预测。

激光雷达信号检测系统的最佳匹配滤波方法

为了解决激光雷达回波信号弱、干扰强问题,提出激光雷达信号检测系统的最佳匹配滤波方法。通过二进小波变换与模极大值分解激光雷达信号检测系统采集回波信号,获取小波系数,保留回波信号特征的同时增加信号输出信噪比,采用匹配滤波处理所获得的小波系数,并经阈值处理后获取小波系数值估计值,利用小波重构估计值得出噪声滤除后信号。实验结果表明:该方法滤波处理后的信号波形均匀、波动幅度小,在不同的尺度因子下,本方法的噪声滤除结果均在80%以上,在固定的尺度因子和噪声输入时,本方法的噪声滤除了82%,检测精度为97.4%,耗时为10.34 ms,均优于其他方法。

雷达俯仰支撑体的振动分析与结构优化

雷达在特殊运输过程中会承受较大的振动,持续的振动会使雷达结构产生一定的疲劳损伤。针对雷达俯仰支撑体进行模态叠加的随机振动分析,获取雷达俯仰支撑体的固有特性以及振动下的受力和变形,并进一步基于Miner疲劳累积损伤理论对结构进行疲劳计算。同时为提升雷达的可运输性,基于Workbench响应面优化模块,以结构重量和振动变形值为目标函数对雷达俯仰支撑体进行结构优化。结果表明,雷达俯仰支撑体在随机振动激励下其强度、刚度和疲劳寿命均满足设计要求,最终在保证雷达俯仰支撑体强度和动刚度的前提下,使结构减重达45.65 kg,实现了雷达设备的轻量化。

T/R组件性能退化试验系统设计与实现

T/R组件是有源相控阵雷达装备的重要部件,其性能变化严重影响雷达技术、战术指标,通过试验系统进行T/R组件性能退化试验是分析T/R组件性能变化的重要途径。在分析T/R组件性能退化试验流程基础上,设计了T/R组件性能退化试验系统结构;设计了试验系统平台,解决了多个T/R组件自动测试与开关级联切换下的噪声系数测量问题;设计了自动测试软件,实现了T/R组件性能参数的自动测试、测量结果的自动存储。基于此试验系统,进行了某型T/R组件的性能退化试验,结果表明该试验系统能够自动完成多个T/R组件性能参数的自动测试,提高了测试效率,为T/R组件和有源相控阵雷达的性能分析提供了试验平台。

火炮初速度雷达测试与标校系统设计

研制了一套采用模拟标准的某型炮兵榴弹炮装备的弹丸弹道射频信号的初速度雷达测试与标校系统。该系统具有测试精度高,测试对象可拓展及易操作等特点。通过实装测试证明该系统能够满足初速度雷达检测与标校需求,实现了对雷达主要指标的现场测试与标校,可为基层快速检测维修及计量检定提供技术支撑。