基于加载线型的平面太赫兹移相器设计

移相器是相控阵系统中的重要组成器件,随着频率的增加,金属的趋肤深度及波导表面粗糙度对器件的影响不可忽略,会使移相器的损耗增加。对此,提出一种基于加载线型的平面太赫兹移相器。将2个枝节并联在微带线上,在并联枝节上加载开关二极管,调节两段枝节的电长度得到所需的移相量;控制开关的导通和断开,实现不同的移相角度。仿真结果表明,在192~210 GHz频带范围内,导通和断开的反射系数都小于-10 dB,插入损耗小于0.5 dB,移相误差小于5°,其中在5 GHz带宽范围内,移相误差小于1°。提出的平面型移相器,加工容易,成本低,便于系统集成化,在太赫兹相控阵系统中具有广泛的应用前景。

基于滑窗对比度的多源融合目标恒虚警检测方法

随着空天地跨域协同技术的快速发展,多基地雷达利用其构型的特殊性,可实现目标的多视角融合探测,从而改善检测信噪比,然而现有的恒虚警检测算法尚未提出适用于多站构型下的融合检测理论。文中提出一种基于滑窗对比度的多源融合目标恒虚警检测方法。首先,利用地面直角坐标系网格与多站距离环的映射关系,指出多站融合图像中目标区域与背景单元的特征分布差异。其次,通过构建指数型似然比融合检测量,有效增加了目标分辨单元和背景单元的对比度。最后,根据系统虚警指标要求,推导了基于指数型似然比二阶统计量的恒虚警检测门限,在保证虚警性能前提下给出了多站构型目标恒虚警融合检测理论。所提算法充分挖掘了多站融合图像中目标能量的分布特征,为多源融合目标增强检测提供了一种有效途径,仿真结果验证了所提算法的有效性。

基于分布式星群的全相参雷达低副瓣波束形成设计方法

不同于地面稀布阵相参阵列雷达,分布式星群平台具有高速运动特性,相应地全相参合成效率受限于星间的空时频同步误差、波束指向误差等系统误差约束。提出了一种基于分布式星群的全相参雷达低副瓣波束形成设计方法。首先,从星群系统规模、星间安全距离、远场条件、探测链路等因素入手推导了有效探测距离区间。接着,给出了同步误差、波束指向误差以及卫星高速运动特性对全相参合成效率的定量影响评估方法。最后,利用空时频多维联合方法实现了低副瓣稳健波束形成,可有效增加无模糊视场范围,适用于实际星群规模有限的应用场景。仿真结果验证了所提算法的有效性。

基于级数反演的星弹双基俯冲前视成像算法

由于导弹在俯冲阶段存在垂直向加速度,速度的大小和方向在不断变化,弹头沿曲线运动,导致瞬时斜距十分复杂,造成严重的距离徙动现象,方位向和距离向存在严重的二维耦合问题。针对此问题提出了一种基于级数反演的星弹双基俯冲前视成像算法。该算法根据星弹双基系统特性,搭建了星弹双基轨迹模型,在距离频域方位时域进行多普勒频率校正,再利用级数反演的思想,推导出回波信号的二维频谱表达式,接着在二维频域上进行距离徙动校正和距离向、方位向压缩,确定目标成像位置,完成成像聚焦。最后通过计算量的分析和仿真验证了算法的可行性和有效性。该算法可实现对多目标的探测和区分,对军方察打一体化研究具有理论指导意义,对中国军事行动方面具有一定价值。

改进的NLCS星弹双基SAR俯冲前视成像算法

在俯冲阶段由于导弹具有加速度,速度大小和方向会发生急剧变化,其收发瞬时斜距会变复杂,将导致距离-方位向耦合严重和方位空变性问题,若直接进行方位向聚焦压缩,会造成图像畸变。针对这两个难题,采用一种改进的非线性变标(Nonlinear Chirp Scaling,NLCS)算法运用到新型星弹双基系统模型中。首先建立了星弹双基系统模型;接着利用级数反演法推导了二维频谱表达式,在二维频域中通过完成距离压缩和徙动校正来消除距离-方位耦合的影响,再利用改进的NLCS算法对方位向多普勒调频率进行补偿解决方位向空变性问题,完成方位向压缩聚焦,从而得到良好的成像结果。与改进的距离多普勒(Range Doppler,RD)算法相比,该算法减少了1.013×10^(8)浮点运算量(Floating Point Operations per Second,FLOPS),边缘点方位向聚焦效果有了很大的改善,方位向峰值旁瓣比(Peak Sidelobe Ratio,PSLR)、积分旁瓣比(Integrated Sidelobe Ratio,ISLR)、分辨率分别提升了2.41 dB,1.29 dB,1.16 m,证明了该方法的有效性与可行性。

基于相对马氏距离的非均匀杂波抑制方法

由于天基雷达覆盖范围广、探测背景复杂,雷达回波会呈现出明显的非均匀特性,从而导致杂波协方差矩阵(clutter covariance matrix,CCM)估计与实际情况出现偏差,从而恶化天基雷达对空中动目标的检测性能。针对上述问题,提出了一种基于相对马氏距离的非均匀样本抑制方法,该方法首先计算所有样本的广义内积(generalized inner product,GIP),在此基础上选取一个合适的样本作为参考。通过比较场景中所有样本与参考样本的马氏距离,将相对马氏距离大于判定门限的样本作为非均匀样本剔除。用筛选后的样本进行杂波协方差矩阵估计,从而提高天基雷达在复杂环境下对空中动目标的检测性能。理论分析和实测数据结果表明,所提算法能够在非均匀环境下有效检测出空中动目标。

MUSIC算法在通信卫星干扰源定位中的应用

通信卫星的安全日益受到关注,利用通信卫星多波束天线的特性获得干扰信号的波达方向已成为干扰源定位的一种重要手段。本文简要介绍了测定向的体制,重点对空间谱估计中的MUSIC算法进行了探讨,结合星载多波束天线的模型对MUSIC算法进行了仿真验证。此外,明确了MUSIC算法在实际应用中需要解决的问题和相应可采取的措施。

一种杂波分类辅助的近海岸模糊杂波抑制方法

针对近岸水面区域出现的强模糊地杂波造成多通道合成孔径雷达系统杂波抑制性能下降的问题,提出一种杂波分类辅助的近海岸模糊杂波抑制方法。首先,分别提取每一个距离-多普勒单元的多视干涉幅度/相位特征和多视干涉幅度梯度特征,构造多视干涉特征协方差矩阵;然后,通过多视干涉特征协方差矩阵间的仿射不变黎曼距离完成自动分类,准确地获取近海岸区域方位模糊位置;最后,在杂波分类结果的辅助下,选择独立同分布的杂波样本估计背景杂波协方差矩阵,进一步完成合成孔径雷达多通道图像域杂波抑制。仿真实验结果表明,这种方法能够对近海岸区域杂波进行准确分类,且可以有效地抑制方位模糊杂波。

星载太赫兹冰云探测技术发展和面临问题

冰云位于上对流层,在全球表面覆盖率达30%,在地球大气系统中发挥了重要作用。但由于一些技术因素限制,目前并没有进行足够的观测。太赫兹波波长接近冰云中典型的冰晶粒子尺寸,星载太赫兹辐射探测仪观测冰云具有独特的优势,目前得到了极大关注。基于国内外相关研究,首先阐述了冰云探测的重要性及已有卫星探测手段的不足之处,然后介绍了太赫兹冰云探测技术国内外发展情况,在此基础上分析和讨论了我国太赫兹冰云探测技术发展将面临的问题,为未来技术发展提供参考。

一种运动干扰稳健滤波方法

传统的阵列干扰抑制算法假设天线阵列与干扰之间相对静止,完成干扰抑制,当阵列与干扰之间存在相对运动时,存在协方差矩阵估计快拍数不足的问题,从而导致阵列滤波性能下降。针对上述运动干扰稳健滤波问题,提出了一种算法对现有零陷展宽技术抗运动干扰方法进行改进。一方面,将零陷展宽技术与导数约束方法相结合,用得到的新协方差矩阵求自适应权值;另一方面,为了提高自适应波束形成对噪声和误差的稳健性,引入了对角加载技术,加载量通过寻找协方差矩阵的特征值曲线拐点得到,有效避免了加载量过大导致的干扰信号被淹没以及加载量过小导致噪声分量引起性能损失的问题。该算法对零陷展宽系数选取依赖性较低,且对角加载量不需要设置固定的经验值,有利于稳健运动干扰滤波,适用于实际工程中先验信息不足条件下的自适应阵列抗运动干扰情况。

太赫兹技术空间应用进展分析与展望

太赫兹波处于10^(11)~10^(13)Hz,介于微波和远红外之间,是极具研究和开发价值的新频率资源。近年来,随着空间载荷技术的飞速发展,太赫兹频段的空间载荷所表现出来的高分辨率性能和轻小型化特点更是让人叹服,由于国内外研究机构越来越重视太赫兹技术,太赫兹空间载荷系统方面的开发和应用研究获得了极大的发展。文中详细介绍了国内外对太赫兹技术的空间应用,并且指出了发展方向。

限制迭代去卷积超分辨算法性能研究

文章介绍了一种迭代去卷积超分辨算法(CID)和其快速算法(FCID),分析并仿真对比了两种算法的超分辨性能的差别,针对其优缺点,提出了FCID-CID算法,该算法结合了CID和FCID的优点,既减小了算法的运算量,又能抑制噪声伪峰。

星载微波辐射计定标热源及其发射率测试研究

文章描述了星载微波辐射计定标源的结构与功能,介绍了应用空间反射法测试发射率的原理和方法,并对测试试验结果进行了分析讨论。

自适应虚拟阵列在深空探测中的应用方法

共形天线可安装于卫星载体表层,且结构设计灵活,满足未来卫星小形化的发展趋势,然而由于共形天线阵列排布方式特殊,相比传统的均匀阵天线,在角分辨率、实时性和稳定性等方面性能有待提升。本文提出了一种自适应虚拟阵列变换方法,通过分析不同虚拟内插变换方式对应的二维探测孔径,得到了兼顾不同方向探测性能的最优自适应变换策略。一方面,自适应虚拟阵列满足均匀阵天线的Vander monde结构,子空间类算法适用于探测区域信号的快速DOA(Direction of Arrival)估计。另一方面,自适应虚拟阵列可根据探测区域自适应变换阵元结构,避免某些探测方向孔径损失导致的探测性能下降问题。相比现有虚拟变换方法,所提方法不依赖于来波先验信息,可实现多方向的高精度实时稳健探测,在卫星深空探测领域有着重要应用前景。

星地量子保密通信进展

量子通信的全球化过程需要地面与星地之间的通信链路,地面量子通信网络已经处于试验向应用转化阶段,目前需要重点突破星地之间量子保密通信;星地量子密钥分发的实现是量子保密通信得以全球化应用的基础,利用卫星进行单光子或者纠缠光子的分发,其传输距离将突破现有的大气环境中100公里以及光纤的200公里的传输距离的限制,从而为全球量子密钥分发的实现做准备;量子通信新技术手段的不断发展为量子通信的广泛应用奠定基础,同时这项技术可以为深空激光通信、单光子通信、星潜通信等新兴的量子技术提供技术支持。文章就量子通信的发展现状、新技术手段做了详细的介绍,讨论了量子通信可能的应用空间。

一种分布式目标滑窗检测方法

随着成像雷达图像分辨率的不断提升,对分布式目标的探测性能指标要求越来越高,然而现有的恒虚警检测算法尚未形成适用于多分辨单元的目标检测性能评估理论体系。提出一种分布式目标滑窗检测方法。首先,基于待检测目标RCS(radar cross section,RCS)、平面尺寸以及雷达二维分辨率等先验信息对二维滑窗进行设计,实现了任意航向目标的最优匹配。接着,利用M/N准则对滑窗内目标占据的多分辨单元回波进行直接处理,避免了人为构建扩展检测量引起的检测性能损失。最后,从系统虚警指标要求出发,通过挖掘分布式目标与所占据单个分辨单元的检测性能关系,设计了一套分布式目标探测性能的定量评估方法,可在满足虚警性能前提下大幅提升分布式目标的检测概率。该算法不需要人为进行复杂的扩展检测量设计,为高分辨图像目标稳健检测和性能评估开辟了一种新途径。

太赫兹反隐形观测技术发展现状及研究必要性

太赫兹波具有高频率、较强穿透性、相干性和物质"指纹特性"等独特性质,其中高频率使得太赫兹具有高分辨率观测能力。文章主要针对太赫兹隐形目标观测技术进行阐述,跟踪太赫兹隐形目标观测技术的国内外发展现状,理清技术发展趋势及脉络,分析研究必要性,为我国反隐形探测技术提供一种新的途径。

临近空间太赫兹双基反隐身雷达研究

隐身目标对我国领空构成极大威胁,文章提出了基于临近空间低速作战平台的双基太赫兹雷达反隐身思路。以对抗典型隐身目标F-117A为例,利用太赫兹频段的反隐身特性,对比了单基与双基太赫兹雷达最大探测距离,验证了临近空间双基雷达反隐身的有效性,并对临近空间双基雷达的系统构成部署方式进行了探讨。讨论了不同布站方式对最大探测距离的影响,最后指出了它在未来防空作战中的应用前景。该研究对临近空间太赫兹双基雷达反隐身部署有现实意义。

太赫兹轨道角动量通信方法应用分析

轨道角动量(OAM)通信复用方法近年来被认为是一种提升通信容量的有效途径。基于国内外相关研究,阐述了轨道OAM通信方法的发展;根据频率特点,分析太赫兹轨道OAM通信方法的形式和应用优势,并进一步分析讨论了太赫兹轨道OAM通信应用存在的问题和解决方式,特别是远距离大宽带情形下的分析,为未来技术发展和应用提供参考。

星载主被动联合遥感技术

辐射计与散射计是两种重要的微波遥感载荷。主被动联合遥感技术将辐射计与散射计的测量优点结合于一体,能大幅提高地物目标观测的测量精度和空间分辨率。本文简要阐述国内外的技术发展现状,重点描述主被动联合遥感系统的构成与设计要点,并对几个关键技术作简要分析,最后说明这项技术的未来应用方向。