地面预警监视雷达PHM技术现状与应用发展研究

为了更好地促进故障预测与健康管理(PHM)技术在地面预警监视雷达中的发展与应用,提升部队自主保障能力和效率,以及降低部队保障压力,文中首先从系统架构、数据采集、数据处理、状态监测、故障预测、健康评估、维修决策等方面阐述了与地面预警监视雷达相关的PHM技术的研究现状;然后指出了地面预警监视雷达PHM技术在走向有效的工程化应用方面所面临的状态参数和特征信号难以获取,故障预测技术还不成熟,雷达PHM研制和验收无标准可依等制约因素;最后根据地面预警监视雷达的技术发展趋势以及使用和维修保障特点,从面向雷达PHM需求的测试性设计、大数据云平台PHM体系架构、基于数据驱动的预测技术和雷达PHM标准研究等方面展望了雷达PHM技术需进一步研究的内容和方向。

雷达功放组件输出功率预测

输出功率是衡量固态雷达发射机功放组件是否故障的重要指标,对其预测可为维护中预先更换功放组件提供决策依据,对雷达的预测性维护具有重要意义。本文利用ARIMA模型和LSTM模型对某型雷达功放组件输出功率预测进行了研究,根据实际监测到的输出功率劣化趋势将功放组件的工作阶段分为平稳工作期、缓慢劣化工作期和快速劣化工作期,并分别进行了输出功率预测实验,给出了不同预测时长下的RMSE、MAPE。研究结果表明,平稳工作期的预测效果好,长期预测和短期预测效果差别不大;当预测时长较短且监测值变化平缓时缓慢劣化工作期预测效果好,否则难以预测;快速劣化工作期难以进行满足预测性维护要求的输出功率预测。

雷达设备故障预测需求与技术现状研究

故障预测是雷达设备视情维修和基于状态维修的基石。为了更好地促进故障预测在雷达中的发展与应用,提升部队预测性维护与修理的能力和效率,文章首先基于雷达设备组成及其维修特点分析了雷达设备故障预测需求;然后在此基础上根据现有故障预测技术现状梳理了雷达设备故障预测方法;最后以某型雷达为例阐述了其故障预测的具体实现。研究结果表明,目前在雷达上仅能实现机械类设备和极少数电子类设备的故障预测,大量有故障预测需求的电子类设备还无法预测。

某型雷达天线转动机构失效模式和影响分析

通过对某型雷达天线转动机构的分析得出了失效模式和影响分析模型。针对某型雷达天线转动机构的组成和工作过程,对该型雷达的天线转动机构进行了故障影响分析,并总结了其失效机理,以便对该型雷达结构的失效模式和影响进行定量分析。

基于优化小波阈值的轴承振动信号降噪算法

滚动轴承振动信号能够及时准确地提供机电设备状态特征信息,且可实现在线或离线监测,广泛用于滚动轴承故障诊断。由于滚动轴承工作环境复杂多变,往往掺杂较多噪声,噪声会淹没机电设备状态的有用特征信息。针对传统小波阈值函数对轴承信号降噪不明显的问题,提出了一种用于轴承振动信号降噪的差分进化优化小波软阈值算法,对含噪信号进行小波分解,利用广义交叉验证GCV函数作为新的阈值函数对分解后的小波系数进行处理,结合差分进化算法进行寻优获取最优阈值。实验采用美国凯斯西储大学的轴承数据进行仿真分析,通过与常用降噪方法相比,该方法在较好地保留特征信号的前提下,较大程度地去除了噪声,有效地提高了降噪效果。

分布式MIMO数字阵列雷达多目标定位

为了充分发挥相控阵雷达探测波束的方向性和分布式多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达空间分集增益和结构增益在目标定位上的优势,提出了一种分布式MIMO数字阵列雷达模型并对其多目标定位方法、搜索复杂度和分辨力进行了研究。建立了分布式MIMO数字阵列雷达的观测模型;依据最大似然估计给出了目标定位的搜索方法并计算了搜索复杂度;并利用模糊函数对分布式MIMO数字阵列雷达的分辨力进行了仿真分析。研究结果表明:与常规分布式MIMO雷达相比,分布式MIMO数字阵列雷达子阵波束的方向性可以降低目标定位时的搜索复杂度,缩小距离和角度联合模糊带的长度;与常规相控阵雷达相比,分布式MIMO数字阵列雷达的结构增益可提高目标分辨力。

雷达装备远程维修考核系统的设计与实现

为了在某集成训练中客观公正地对参训技术人员的雷达装备维修能力进行量化评估,根据不同体制雷达装备维修的内容和特点,基于Delphi7.0和SQL Server 2005数据库设计了雷达装备远程维修考核系统。该系统作为某集成训练系统的一个子系统,由雷达故障设置席、雷达故障数据库和故障考核席组成,文中论述了系统的设计思路和工程实现方法。该系统已成功运用于某集成训练系统,并完成了多次集成演练,实际使用效果证明了该系统的科学性、实用性和易操作性。

分布式MIMO数字阵列雷达阵元优化配置

为了合理分配相参增益和空间分集增益在分布式多输入多输出(MIMO)数字阵列雷达系统中的比重,研究了其阵元的优化配置问题。首先,根据MIMO雷达信号模型将阵元配置问题转化为目标散射系数矩阵的分块划分问题;然后,依据子块内信号相参处理,子块间信号非相参处理的方式推导了似然比检测器;最后,分别从检测概率最大、探测距离最远和总的阵元数最少三个方面给出了阵元优化配置的表达式并进行了仿真分析。研究结果表明:应首先利用相参增益将回波信噪比提高到一定值后才能利用空间分集增益;分置接收天线比分置发射天线牺牲的相参增益少;当检测概率大于0.8时,分置两个收发共用的相控阵天线可使系统阵元总数最少,否则无需天线分置。

“四会三熟两过硬”的装备人才培养模式探析

为有效培养适应信息化作战的雷达装备人才,根据雷达装备技术的发展现状以及当前部队对各层次人才专业岗位能力素质的差异性需求,确立了"四会三熟两过硬"的雷达装备人才培养目标体系.从"四会三熟两过硬"的内涵、教学组训方式、教学实践平台、教材等方面阐述了"四会三熟两过硬"的雷达装备人才培养模式.毕业学员良好的岗位任职能力验证了该培养模式的科学性和合理性.

长基线统计MIMO雷达检测性能研究

为了充分利用统计多输入多输出(MIMO)雷达的空间分集能力,研究了长基线(天线间距与目标探测距离可比拟)统计MIMO雷达的检测方法和性能。首先,根据雷达方程给出了长基线统计MIMO雷达探测目标时各信道的信号模型;然后,根据Neyman-Pearson准则推导了长基线统计MIMO雷达的似然比检测器;最后,从检测概率和威力覆盖两个方面对长基线统计MIMO雷达的检测性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在一定条件下长基线统计MIMO雷达的检测性能优于短基线(天线间距与目标探测距离相比可忽略不计)统计MIMO雷达。研究结果对统计MIMO雷达的系统设计、天线布置和实际应用等研究具有重要的参考价值。

分布式MIMO雷达目标散射模型研究

针对当前分布式多输入多输出(MIMO)雷达目标散射模型的不足,提出了一种三维特体目标模型;在考虑点散射体电磁散射的方向性、遮蔽及收发天线方位角、俯仰角等因素的条件下,推导了目标静态雷达截面积(RCS)的计算公式和MIMO雷达信道的相关函数;同时,仿真分析了目标动态RCS的统计模型及其与收发天线双基地角的关系,以及MIMO雷达信道空间去相关的条件。仿真分析结果与RCS的经典统计模型、双基地RCS的经验结论以及单基地雷达回波信号去相关角度的经验值是吻合的,证实了模型的科学性和合理性。研究结果对分布式MIMO雷达的检测、跟踪和系统配置等研究具有参考价值。

虚实结合教学模式在雷达装备实践教学中的应用

针对雷达装备实践教学中存在的困难,文章从虚拟实践、实装实践和强化训练三个方面阐述了虚拟实践教学与实装实践教学相结合的教学模式,并通过具体教学案例详细给出该教学模式的实施方法。

信道距离差异对统计MIMO雷达检测性能影响

研究了统计多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达探测目标时信道间的距离差异对系统检测性能的影响。首先根据雷达方程在信号模型中引入了信道距离差异因子用以表征距离差异对接收信号的影响;在此基础上推导了统计MIMO雷达检测系统的似然比函数和检验统计量的分布;然后利用检测器的偏移系数仿真分析了距离差异导致的信道间目标回波信噪比的起伏对检测性能的影响。仿真结果表明,在信道信噪比较低时信道间距离差异对系统检测性能的影响较小,但随着信道信噪比的提高这种影响在不断增大进而会导致系统检测性能的严重下降。研究结果对统计MIMO雷达的系统配置和实际应用具有参考价值。

对空情报雷达装备生存能力评估

针对雷达部署及机动备份对雷达装备生存能力评估的需求,综合运用了参数效能法、专家评估法、量化标尺评价法、阶段概率法、模糊评价法和概率矩阵法等效能评估方法,提出了一种对空情报雷达装备生存能力评估模型,并用实例验证了该模型的科学性与合理性.

基于问题群的雷达故障检修现场直播教学法

针对雷达装备实装教学中存在的人多机少、机上空间有限等教学困难,构建了多视角交互式现场直播系统,提出了基于问题群的现场直播教学法;结合教学实例,给出了该教学方法的实施过程.教学实践表明,该教学方法是有效的,可为其它授课空间受限的电子装备实装教学提供参考.

雷达装备原理与维修课程标准设计

为有效培养雷达装备维修保障的高素质应用型人才,基于某型低空警戒雷达,从课程的基本理念、设计思路、课程目标、内容标准等方面阐述了雷达装备原理与维修课程标准的设计.通过毕业学生良好的岗位任职能力验证了该课程标准的科学性和合理性.该课程标准的设计为其他以培养应用型人才为目的的大型电子装备课课程标准的设计和修订提供了一定的参考.

信道互易性对分布式MIMO雷达检测性能影响的研究

为研究分布式多输入多输出(MIMO)雷达天线收发共用导致的信道互易性对检测性能的影响,首先利用分布式MIMO相控阵雷达观测目标时的信号模型分析了天线收发共用导致的信道互易性;然后,在考虑信道互易性条件下依据相关信道间的目标回波相参积累、独立信道间目标回波非相参积累的方法推导了分布式MIMO雷达的似然比检测器;最后,仿真分析了有信道互易性和无信道互易性两种情况下分布式MIMO雷达的检测概率曲线。仿真结果表明:在一定条件下,信道互易性可有效提高分布式MIMO雷达的检测性能。

某引进空管雷达波形设计及信号处理分析

某空管雷达是我国最近引进的技术先进的L波段两坐标中远程空中交通管制一次雷达.为了揭示其先进的雷达信号处理设计理念,对该雷达的波形设计及其信号处理流程进行了详细分析.分析结果表明,该雷达的信号处理器由于采用软件化、精细化、开放式的设计思想,使得雷达在实际应用过程中具有现场优化调整能力和优良探测性能.这为国内相关雷达装备的设计和论证提供了参考.

分布式网络雷达抗ARM摧毁可行性分析

为了解决雷达生存能力问题,提出了建立分布式网络雷达的设想,从降低ARM作战效能出发,研究和论证了分布式网络雷达体制抗ARM摧毁的可行性。该方案有利于雷达网的稳定,可提高雷达生存能力。

图像特征点选取方法

特征点是图像中常用的局部特征结构,现有的检测算子旨在提取图像中所有符合某一准则的特征点,往往会在同一位置得到大量的特征点,形成对图像局部区域的过描述,增加了高层处理任务的运算量。为了选取出一定数量较好的特征点来描述图像,常用方法是根据特征点响应函数来选取响应值大于某一阈值的特征点,但是这种选取方法并没有考虑特征点的分布均匀性和独特性,而特征点的分布均匀程度和独特性对于图像匹配的结果同样具有重要的影响。为此提出了一种新的特征点选取方法,首先基于检测算子得到的特征点构造最小生成树,然后定义特征点分布均匀性和独特性等选取准则,再通过删剪最小生成树,选取符合(准)最优准则的一组特征点。实验表明,该方法选取的特征点在图像描述和图像匹配等任务中优于传统的特征点选取方法。