应用于全固态激光雷达的光学相控阵技术发展趋势与挑战

应用于全固态激光雷达的光学相控阵是一种电控扫描的光束指向控制技术,具有宽视场、低功耗、轻量化的优异性能,在军事和民用领域发挥着越来越重要的作用。文章首先介绍了光学相控阵基本工作原理;回顾了近年来基于不同材料光学相控阵的国内外研究进展,主要包括:光波导相控阵(如LiTaO3晶体、GaAs/AIGaAs、PLZT电光陶瓷、Si等)和液晶光学相控阵;并对基于不同材料光学相控阵的优劣势进行对比分析;指出了研制高性能光学相控阵需要突破的关键技术;并给出了光学相控阵技术的发展趋势与挑战。

高真空环境模拟卧式超长综合试验平台

文章设计了一套高真空环境模拟卧式超长综合试验平台,包括真空腔体、抽真空系统、热模拟系统、冷却水循环系统、控制及数据采集系统以及其他辅助保证系统等。该环境模拟系统主要是为全系统模拟真空环境试验提供条件保障,满足试验过程中关键技术指标的验证要求以及关键设备可以在清晰成像距离范围内实现对目标运动轨迹的标定,为后续项目研发和改进提供技术和测试数据支撑。

一种基于线性回归的雷达航迹跟踪算法

针对雷达航迹跟踪过程中精度与实时性难兼顾的问题,提出了一种基于线性回归的雷达航迹跟踪算法。线性回归作为一种简单有效的建模方法,可用于预测与推断,与雷达航迹跟踪模型一致。工程实践数据表明,该算法对目标运行轨迹拟合度高,跟踪精度高,实用性强。

军用设备及分系统CE102检测整改技术研究

随着开关电源在军用设备及分系统中的广泛应用,开关电源的工作特点导致设备电磁兼容性受到严重影响,依据GJB151B-2013进行CE102检测时,频繁出现超标情况,严重影响装备质量。文章从开关电源工作原理、CE102检测原理出发,对CE102检测超标情况开展整改技术研究,提出了一种整改器件参数的计算方法,实现故障快速定位,为优化军用设备及分系统质量提供数据支撑。经过实际案例整改验证,整改措施及器件参数计算方法有效,对其他同类型装备的设计和整改提供参考。

俄罗斯非动能反卫星能力发展分析

俄罗斯面临美国太空军事化带来的严重威胁,不断加大非动能反卫星系统的研制和部署的步伐。文章回顾了近年来俄罗斯非动能反卫星能力现状,分析了其发展特点及未来发展趋势,并提出相关建议。

《GJB2000中国大地测量系统》中的韦森特公式计算误差及其应用改进

文章首先提出一种准确计算地球椭球面上两点间弧长的方法,并且验证了该方法的正确性;进而利用此方法来核对国军标的韦森特公式计算弧长结果,发现跨越地球赤道的两点且接近韦森特公式适用边界时,计算弧长有不可容忍的误差。针对这种情况(国军标中韦森特公式的计算实例4),提出了分赤道南北两段按韦森特公式计算两段弧长之和,作为两点间的弧长,与准确算法相比,误差比原来减小了84.3%。所以这种应用改进方法非常有效,能够满足某些应用。

高重频激光测距系统收发电路设计

为了满足激光雷达、三维成像等系统高采样速率,宽温度范围工作和高探测精度的需求,对激光收发电路进行了优化设计。通过优化LD驱动电路,实现了高重频、窄脉宽和大峰值功率的激光输出;通过优化APD温度补偿电路,保证了全温度范围内APD转换增益的稳定性;通过增加时变增益放大电路,完成了对不同距离目标回波的增益调节。实验结果证实了该设计的有效性,测距重频可达50kHz,工作温度范围为-20℃~80℃,测距范围大于2000m测距精度优于0.2m。

基于Simulink的六自由度磁悬浮运动台的建模与仿真

动力学分析是运动装置设计过程中一项重要的内容。针对六自由度磁悬浮运动台,建立了基于牛顿力学的运动微分方程,分析了带有允余自由度的位置测量和计算方法、六自由度解耦多轴闭环反馈控制方法。基于Simulink软件,利用Simscape(物理模型)中的Multibody模块搭建了运动台的动力学模型和测量系统模型,通过控制模块建立了运动台的控制系统模型,将两者结合起来组成了能够按照设定轨迹运动的动力学仿真模型。为运动台设置加速度为2.4g的96场曝光轨迹,仿真得到运动台的各个电机在各个方向上的出力。该仿真模型搭建过程为多自由度运动装置的动力学分析提供参考。

一种宽频微带谐波滤波器设计

针对某项目S频段宽带固态功率放大器寄生输出的谐波分量过大,对其他系统产生干扰的问题,提出了一种微带高低阻抗相间连接宽频带谐波滤波器的结构形式,并基于ADS(Advanced Design System)电路仿真和HFSS(HighFrequency Structure Simulator)电磁结构仿真对该滤波器进行了仿真计算,该滤波器仿真结果很好地满足设计要求,最终完成了一种宽频带微带滤波器的设计。该滤波器设计方法简单,具有插入损耗和回波损耗低、功率容量适中、结构尺寸紧凑等特点。基于电路和电磁结构仿真进行了印制板加工。实测结果表明,该滤波器通带内插入损耗小于0.2dB,阻带抑制大于23dB,整个滤波器的尺寸约为:57.38mm(L)×30mm(W)×20mm(H),该滤波器实测结果与仿真结果有很好的吻合度,满足工程应用的要求。

一种Ka频段圆极化宽波束天线设计

文章针对常规频段越来越拥挤的频谱问题,突破思维定式,超越常规频段,设计了一种Ka频段圆极化宽波束天线。该天线主体辐射结构为单馈点圆极化方形贴片微带天线,并通过金属腔体扩展辐射波束。对天线的电性能进行了仿真分析,仿真结果表明:天线在29.5CHz~30.5CHz范围内电压驻波比小于2,在典型频点值30GHz下辐射右旋圆极化波,可以提高天线的抗干扰能力和接收信号的能力,天线的3dB波束宽度大于等于130°,是常规天线3dB波束宽度的两倍,可以在极广空域内辐射接收能量。

基于表面肌电信号的操作员疲劳性研究

文章通过采集操作人员表面肌电信号的方式,对操作员在操作过程中的疲劳状态进行了研究。利用软件绘制积分肌电和平均功率频率变化曲线图,客观评估操作人员的肌肉疲劳情况。

一种高效舰载激光告警设备检测系统及方法

文章首先介绍了舰载激光告警设备应用情况,及其现阶段进行功能检测与维护的相关技术难点,针对现有装备检测手段机动性差、效率低、可达性不足、功能单一的情况,提出一种基于无人机平台的检测系统及方法,阐述了该检测系统的功能组成、工作原理及关键组件的性能设计方案,并对系统的模拟等效性进行分析,指出该系统的工作特点与性能优势,为告警装备检测提供了一种有效技术手段。

新型微带四面阵天线设计

在无线通信系统中,微带天线备受青睐。文章设计的微带四元阵在水平面上有全向的方向图,且极化方式为垂直极化。该天线的每个阵面都是采用串并结合的微带矩形贴片天线形式,并通过短路加载的方式实现天线俯仰面方向图在上半空间绝对增益大于-10.5dBi。测量结果显示,设计的天线在工作频率1090MHz时,电压驻波比小于1.5,方位面最小增益大于7dBi,前后比≥25dB。

环形孔径成像系统的杂散光抑制方法研究

文章提出了一种针对单片式环形孔径成像系统的杂散光抑制结构,根据系统杂散光分析设计了消杂光结构,推导了遮光罩几何公式。在仿真软件中对离轴角为0°~90°范围内的杂散光进行光线追迹,并绘制了点源透过率(PST)曲线。当红外波段离轴角小于15°时,杂散光PST值降低了2数量级,而当离轴角大于15°时,杂散光PST值降低了2至4数量级。结果表明,在实现小型化特点的前提下,文中设计的遮光罩结构使环形孔径系统具有良好的杂散光抑制能力。

电磁兼容传导发射试验整改分析

为使某型设备满足GJB151B-2013标准要求,从电磁兼容测试原理出发,分析了CE102的测试波形超标问题。通过分析测试结果曲线,结合设备供电模式和传导发射特性,制定整改方案,优化了设备内部线路和滤波器参数。经过试验验证,整改后的该型设备满足GJB151B-2013标准要求,对其他同类型产品的设计和整改提供参考。

基于增强现实和目标识别的SSVEP脑-机接口技术研究

文章将增强现实技术、基于人工智能的目标识别技术与BCI相结合,通过采用微软的Hololens作为视觉刺激呈现平台,实时显示前端视频采集设备获取的场景信息,利用YO-LO检测场景目标,根据目标数量映射相应数量闪烁刺激色块,受试者利用SSVEP对检测到的目标进行敏感目标筛选。8名受试者进行相应试验,并成功诱发出明显SSVEP信号,利用1.5s数据提取4种频率特征,分别获得90.00%,90.00%94.00%和90.00%的平均识别率,在敏感目标在线检测试验中获得很好的效果。该研究表明,本系统为敏感目标筛选提供了新的技术方案,并为BCI系统的日常化应用提供了可能性。

提高某型设备的传导抗扰度

文章基于某型设备的工作原理,结合电磁兼容传导抗扰度试验机理,针对设备在CS114和CS116传导抗扰度测试过程中出现的性能异常问题,进行了分析、定位、整改以及验证,提出了提高该型设备传导抗扰度的设计优化和整改措施,有效改善了该型设备的抗电磁兼容传导干扰的能力,降低了虚警率。

基于轨道结构和电磁特性的电磁发射器电感梯度分析

根据Kerrisk推导得出的矩形轨道电感梯度计算数学模型,构建出轨道高度h、轨道宽度W和轨道间距s与电感梯度L'之间的四维函数变化关系,从而直观地表明了电感梯度随轨道结构参数变化的趋势。为了了解电感梯度的电磁特性变化机理,通过电磁物理量磁失势A推导得出轨道截面平均磁失势A与电感梯度之间的关系式,从而简化了电感梯度的电磁理论分析。物理概念清晰,易于理解与指导工程实践。同时又分别对不同轨道结构参数、不同轨道截面形式和交变电磁环境下,影响电感梯度的主要因素进行电磁特性变化理论分析与研究,从而了解了这些因素对电感梯度的影响。

基于体素的激光雷达与组合导航联合标定方法

针对激光雷达和组合导航系统之间的联合标定问题,设计了一种基于高精度地面控制点的标定方法。首先在地面建立若干控制点,构建成一个高精度的标定控制场,采用激光雷达以单点指向的方式采集并记录标定数据,通过坐标转换模型解算出粗标定结果,然后以车载动态方式获取建筑物点云数据,将粗标定结果作为初值,依据体素最小原则对粗标定结果进行选代优化,最终得到精标定结果。车载试验结果表明经过粗一精标定后,标定精度能够从30cm提升到10cm左右。

碟形水下机器人动力学建模研究

文章以某碟形水下机器人样机为研究对象,为提高其动力学模型的输出精度,提出了一种将解析模型和神经网络相结合的建模方法。该方法通过改进Elman神经网络模型拟合水下机器人动力学解析模型纵向速度、向角速度输出与水下机器人实际输出之间的偏差,根据神经网络模型输出的偏差修正解析模型的输出,减小解析动力学模型由于模型简化和外界干扰等原因引起的建模误差。仿真结果表明,文章提出的碟形水下机器人建模方法的精度高于单独的动力学解析模型。