基于空时级联单脉冲的多目标高效参数估计算法

比幅单脉冲最大似然算法(ACM-ML)在进行目标参数估计时需要进行距离与速度的2维松弛迭代搜索,导致了计算效率低、运算量大的问题。针对上述问题,该文提出一种基于空时级联单脉冲的高效多目标参数估计算法(M-STCMP算法)。该算法将单脉冲概念引入脉冲域,利用时域单脉冲计算目标速度,避免了ACM-ML算法中对速度的迭代搜索,将2维松弛迭代搜索降为1维搜索,有效降低了计算复杂度。考虑时域单脉冲无法同时匹配分布在不同时域主波束的速度各异的多个检测目标,进一步利用目标信号的多普勒信息,在各多普勒单元分别进行时域单脉冲测速,并搜索目标距离值。最后为抑制目标间的信号泄露,将所有目标的估计参数进行级联迭代获得高精度参数估计值。理论分析和仿真结果验证了M-STCMP算法的有效性。

基于空域自适应单脉冲的抗干扰雷达多目标参数估计算法

基于空时级联单脉冲的多目标参数高效估计算法(M-STCMP)是一种高效的雷达多目标参数估计算法,但在干扰环境下其参数估计性能将严重下降。文中提出了基于空域自适应单脉冲的抗干扰多目标参数估计(AM-STCMP)算法。首先,将空域自适应单脉冲技术引入M-STCMP算法,自适应形成和差波束抑制干扰信号,提高各目标的信干噪比,并迭代修正自适应和差波束的鉴角曲线;其次,采用空时级联单脉冲技术估计各目标的距离-速度两维参数;最后,采用Relax算法高精度迭代估计各目标的角度-速度-距离三维参数。理论分析和仿真结果验证了AM-STCMP算法的有效性,其参数估计性能接近无干扰情形。

单脉冲电沉积Ni-纳米TiC-氧化石墨烯复合镀层结构及磨损性能

本研究利用单脉冲电沉积技术在Q235钢表面制备了一种新型的Ni基减摩耐磨三元复合镀层,首先通过研究氧化石墨烯(GO)浓度对Ni-纳米TiC基复合镀层形貌、镀速及硬度的影响确定了最佳的GO添加量,然后利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)等设备对三元复合镀层的结构进行了表征。最后与Ni-纳米TiC复合镀层等进行了对比,研究了三元复合镀层的硬度及耐磨损性能。结果表明:镀液中GO的最佳质量浓度为200 mg/L。此时,Ni-纳米TiC-GO复合镀层的表面均匀致密,粗糙度值Ra=3.087μm。XRD和拉曼光谱等分析结果表明纳米TiC和GO成功复合到Ni基镀层之中。Ni-纳米TiC-GO复合镀层的硬度为726.3HV,约是Ni-纳米TiC复合镀层(463.8HV)的1.5倍。Ni-纳米TiC-GO复合镀层的平均摩擦系数为0.108,相比于Ni-纳米TiC复合镀层(0.285),其具备更好的减摩耐磨性能。

单脉冲测角的二维分级主旁瓣干扰联合抑制方法

针对矩形平面阵列天线同时存在主、旁瓣干扰的单脉冲测角问题,该文设计了2维分级自适应单脉冲波束形成算法(TDHJ-ADBF)。TDHJ-ADBF算法将矩形平面阵分为方位维和俯仰维两个正交维度,采用2维分级处理架构:第1级处理在测角维进行,采用低运算量的压缩多重信号分类法对测角维主瓣干扰进行快速识别与方向估计,构造阻塞矩阵滤除主瓣干扰,获得仅含旁瓣干扰和噪声的协方差矩阵,进而对和、差波束方向图进行指向与鉴角曲线联合约束,完成测角维旁瓣干扰抑制与波束形成处理;第2级在非测角维对残留的测角维主瓣干扰进行抑制。通过2维分级处理实现主、旁瓣干扰联合对抗,并保持单脉冲测角的鉴角曲线线性度。仿真结果表明,TDHJ-ADBF算法实现了对主、旁瓣干扰联合抑制,具有高精度的单脉冲测角性能。

基于子阵处理的宽带波束形成的单脉冲测向

现有宽带单脉冲测向方法适用的波束指向角偏差范围小,且基本未考虑分子阵情况,并忽略了匹配滤波对信号的影响。针对这些问题,对宽带线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号,提出一种基于子阵内部补相、子阵之间补时延的宽带波束形成的单脉冲测向方法。所提方法通过子阵级处理减少计算复杂度,降低成本,并且分析了匹配滤波对和/差波束的影响,由此推导与实际和/差波束比更为吻合的单脉冲比鉴角曲线表达式,接着提出一种适用波束指向角偏差范围更宽的角度估计方法。与常规单脉冲角度测量方法相比,所提方法具有在低信噪比条件下可测角、测角精确度高,对指向偏差角不敏感,且对大/小型阵列均适用等特点。

一种结构紧凑的新型微带单脉冲天线阵

该文提出了一种新的“十”字型微带结构单脉冲天线和差网络。用这种网络成功地设计并加工了微带单脉冲阵列天线。这个天线阵由 4个 8× 8幅度为均匀分布的微带天线子阵组成。和差网络和天线阵处于同一平面 ,因而具有结构紧凑、简单 ,加工方便和成本低的优点。根据实测结果 ,水平方向的和方向图与差方向图均与理论预估吻合良好 ,表明和差网络的设计是成功的。如果天线阵的幅度分布按低副瓣设计 ,则也可以用在微带低副瓣天线阵上。分析和实测都表明 ,这种天线阵还具有比常规天线阵带宽更宽的优点。

上海软X射线自由电子激光单脉冲成像定时的设计与实现

上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)是我国首台X射线自由电子激光用户装置,目前建有2条波荡器线、2条光束线以及5个实验站.装置可提供2—15 nm波长(80—620 eV)的X射线脉冲,用于高时空分辨的前沿科学研究.利用XFEL高亮度、短脉冲和全相干的特性实现单脉冲相干衍射成像,可以有效地减轻辐射损伤,提高图像的空间分辨率.SXFEL设计重复频率为50 Hz,实现单脉冲成像的关键在于通过定时系统能够精确地控制X射线脉冲到达样品点的时间,以确保只有一个脉冲被选中用于成像.同时,还需要与成像系统的触发进行同步,以确保成像系统在正确的时间采集X射线脉冲与样品作用后的图像.本文介绍了SXFEL单脉冲成像定时的设计与实现.通过单脉冲成像的结果表明该定时方案能满足在50 Hz的SXFEL开展单脉冲成像的需求.

基于间隙波导的低剖面毫米波单脉冲天线设计

针对近些年来单脉冲雷达系统对天线的低剖面、宽频带、高效率的需求,本文设计了一种基于脊间隙波导的圆口面低剖面单脉冲阵列天线,通过去除传统的背腔层,引入双脊形辐射缝隙替代传统的矩形缝隙来拓宽带宽。相比于传统的宽边纵缝串联馈电和背腔缝隙并联馈电单脉冲天线的四层以上的结构,整个天线的层数仅为三层,结构更为紧凑。同时设计了宽带不等功分器,降低了天线副瓣。天线中心频率为35 GHz,覆盖了32.6 GHz~37.4 GHz,约4.8 GHz的频带范围,相对阻抗带宽达到了13.7%,副瓣小于-20 dB,零深优于-35 dB,天线效率大于60%,满足当前单脉冲雷达系统对天线的要求,具有广阔的应用前景。

子阵级单脉冲四通道主瓣干扰对消角度分辨率分析

针对子阵级单脉冲雷达,研究了和差四通道主瓣干扰对消技术。为此,构建了二维子阵级单脉冲四通道干扰对消信号模型,并提出了以有用信号信噪比损失值为指标的定量方法来表征主瓣干扰对消角度分辨率。基于此,进一步推导了干扰对消角度分辨率的解析表达式,并明确了对消角度盲区的理论边界。仿真与暗室实验的结果验证了该解析式的正确性。研究可为四通道主瓣干扰对消技术的理论边界分析和工程实现提供参考。

典型单脉冲雷达自动跟踪系统设计与实现

为提高航天测控领域单脉冲雷达自动化运行水平,基于典型单脉冲雷达现有技术特征,在国产自主可控软硬件平台上设计开发了一套单脉冲雷达自动跟踪系统;该系统融合了雷达A显数字信号、全站状态和控制字等信息,自动识别雷达跟踪过程中接收通道的目标和干扰信号,实时监控雷达运行状态,为系统自动判断和决策提供信息支撑;系统通过自动生成雷达控制指令,实现了对雷达任务状态准备、目标识别、目标捕获跟踪和常见异常处置的任务全流程自动控制;经测试验证表明,该系统在多站协同下的单脉冲雷达链路中得到成功运用,目标识别准确率达100%,能够在3 s内完成目标重补操作,极大地提升了单脉冲雷达跟踪可靠性和响应速率。

平面相控阵雷达数字多波束形成及单脉冲测角方法研究

在多功能相控阵雷达设计中,数字多波束形成和单脉冲测角是两个主要的关键技术。此次在平面相控阵雷达数字多波束形成及单脉冲测角原理的基础上,研究了平面相控阵雷达数字多波束及单脉冲测角方法,通过仿真验证了在行数和列数一定的情况下,采用三角形排列与矩形排列的天线方向图基本一致;采用一种改进的归一化目标测角方法,可利用和差波束实现高仰角目标的测角。

基于机器学习的单脉冲候选体识别

大规模射电天文巡天项目往往会产生海量数据,对其进行单脉冲搜索会得到数以亿计的单脉冲候选体信号,包含许多周期搜索无法找到的非周期性脉冲信号。500 m口径球面射电望远镜(FAST)多科学目标同时扫描巡天(CRAFTS)更会产生大量的数据,CRAFTS数据中信号量少,干扰其他无关信号多,逐一筛查耗时巨大,且现有AI模型对CRAFTS脉冲信号识别的准确率低。在FETCH的基础上,使用DenseNet121与Xception网络训练优化已有的模型,提高AI模型对弱信号识别率,降低干扰与脉冲信号同时存在时干扰对分类器的影响,并应用于单脉冲筛选流程。结果表明,使用DenseNet121与Xception网络训练优化模型,提高了对弱信号识别的准确率,并能在一定程度排除干扰的影响,在弱信号、干扰与信号并存的数据集中表现出77.78%的召回率、1.50%的假阳率及88.49%的准确率。

无源单脉冲雷达多干扰源目标分辨方法

对同时进入单脉冲雷达主波束内的多个宽带噪声调频干扰源进行角度分辨是非常困难的,该文分析了单脉冲雷达接收机对宽带噪声调频干扰信号的响应,通过适当选择接收机带宽,使接收机输出的干扰脉冲分离,并通过测量瞬时角信息,用统计分析法分辨多个干扰源目标角度,计算机仿真证实了该方法的正确性和有效性。

基于复单脉冲比的拖曳式诱饵存在性检测

拖曳式诱饵的存在性检测是抗干扰的前提和基础。基于已有关于不可分辨目标检测的研究结论,结合拖曳式诱饵的干扰特点,通过数学推导和仿真分析,研究了拖曳式诱饵存在与不存在时复单脉冲比虚部的差异,实现了对诱饵的存在性检测。仿真结果表明,利用复单脉冲比虚部能够正确检测到诱饵的存在,为拖曳式诱饵的存在性检测提供了一种简单而有效的方法。

单脉冲环焦天线和差一体化设计

分析了单脉冲环焦天线差通道性能较差的原因 ,推荐了适用的和差口径分布函数 ,得出了所需馈源差方向图计算式 ,提出了和差性能一体化设计步骤 .为了验证理论方法的正确性 ,以 3.5m变极化赋形单脉冲环焦天线为例 ,用本文提出的方法修改设计 ,使“和差矛盾”由 6.5dB减为 4.2dB ,差方向图分离角由 1 .9°降为 1 .4° .因此 ,使用特殊设计的单脉冲馈源可望将归一化差斜率提高到 1 .4.

自适应单脉冲与复单脉冲比算法

传统单脉冲算法是针对空域高斯白噪声背景下单目标的一种有效测角算法。当外界噪声为空域色噪声或存在主瓣干扰时,传统单脉冲算法需要改进。主要介绍用于色噪声背景的自适应单脉冲算法和用于主瓣两目标的复单脉冲比算法的基本原理,并以主瓣干扰条件下目标方位估计问题为例,介绍自适应单脉冲、复单脉冲比及其它一些方法的具体应用。

单脉冲测角系统干扰方法初探

试图说明对单脉冲导引头可采取的干扰途径。通过分析双点源干扰系统对单脉冲测角系统的作用,说明了对于双点源干扰系统,若要取得有效的角度诱偏干扰效果,则2个干扰源间必须有足够的间距。最后指出,在实际电子战中,干扰单脉冲导引头时,饱和交叉眼转发器很难得到实际应用,而线性交叉眼转发器在电子战中可以得到应用。

单脉冲雷达对不可分辨舰船目标的角估计

为解决单脉冲体制下两个慢起伏不可分辨舰船目标的方位角估计问题,提出一种基于角度有界约束和可调节滑动窗口的角估计算法。针对雷达散射截面(RCS)起伏服从对数正态分布的两个舰船目标,给出了其单脉冲响应,分析了单脉冲比的实部特性,结合此特性和噪声影响分析了单脉冲角估计均值算法估计性能不稳定和出现误差的不足。以半功率波束宽度为有界约束筛选回波信息,改进了单脉冲角估计均值算法中的滑动窗口模型;基于筛选的回波信息,利用含有改进滑动窗口模型的单脉冲角估计均值算法来估计两舰船目标的方位角。仿真结果表明该算法估计性能稳定,且在相同仿真条件下估计精度整体上优于已有算法,验证了算法的有效性。

L/S双频段圆形阵列单脉冲抛物面天线

该文研究了一种以六单元圆形阵列作为照射器的单脉冲抛物面天线,这种天线具有实现宽频带跟踪的独特优点,其输出信号类似于圆波导单口径多模馈源,具有一个和波束,一个锥形差波束,并给出了没有接收机参与的情况下,将宽频带的和差两个通道变成单通道的途径。研制了一套L(1-2GHz),S(2.2-2.3GHz)宽频带双圆极化单通道单脉冲天线,对该天线的照射器、分波器、波束形成网络、单通道变换器等组件和馈源结构集成化设计进行比较详细的介绍。该馈源安装到一个3.2m的抛物面上,频率为1.1GHz,2.2GHz时,和波束增益分别为22.9dB,30.1dB;差波束零深为35dB,40dB。在L/S两个频段内跟踪稳定。

圆形阵列单脉冲天线研究

提出了圆形阵列单脉冲天线的概念;对多种圆形阵列进行了原理性分析,指出径向分布、环向分布两种圆形阵列可以作为双极化圆形阵列单脉冲天线,并给出了组阵与馈电原则;提出了环向分布新的组阵方案,将平面结构超宽频带天线作为圆形阵列单脉冲天线,并给出了实例。