水下双层加肋圆柱壳全空间收发分置散射声场快速预报方法

针对水下双层加肋圆柱壳的全空间收发分置散射声场求解,提出了一种快速预报方法。该方法将散射声场表示为声散射传递函数与声源密度函数的乘积,以目标表面网格信息、少量的仿真或测试多基地散射声压数据作为已知信息,借助数值积分、矩阵理论、最小二乘法对其他收发分置散射声场进行预报。分别以有限元仿真和试验测试的散射声压数据作为输入,对水下双层加肋圆柱壳的多基地散射声场进行了计算,并与完全采用有限元方法的计算结果进行了对比。结果表明:该方法在目标表面结构和部分散射声场数据已知条件下能对目标的全空间收发分置散射声场进行预报;已知散射声压数据量越多,计算频率越低,预报精度越高。

基于收发分置相控阵的波束控制系统设计

相控阵技术采用电子扫描,广泛应用于雷达、通信、电子战和导航等领域。基于收发分置相控阵,设计一种相适应的波束控制系统。该系统分为阵面级控制和收发子阵级控制,两级控制通过高速收发器互相发送控制报文,主要控制程序皆通过现场可编程门阵列(FPGA)编写设计。波束控制系统并行处理收发工作任务,解析指向角参数,下发幅相码至收发子阵,完成组件驱动,同时波束控制系统具有自动加载收发阵面幅相补偿表功能。该系统运行稳定高效,主要功能在具体任务中得到验证。

收发分置目标强度的计算及前向散射信号的分离

研究时域有限差分(FDTD)法计算收发分置弹性目标散射声场的有效性,和实验测量中从直达与散射干涉信号中分离目标前向散射信号的方法。将FDTD法应用于三维声场计算,分别计算了平顶圆柱、球顶圆柱、球锥顶圆柱和扁长回转椭球等几种不同形状的弹性体散射近场空间分布,再用近远场变换方法获取远场目标强度空间分布。模拟结果表明:目标强度的空间指向性是受声波入射方向、无量纲波数kL(k-波数,L-目标特征尺度)、目标形状、材料等影响;在本文所计算的几种不同形状目标的尺度和kL取值范围内,计算得到的收发分置目标强度空间分布均有显著的前向散射与镜反射特征。计算结果得到解析解和实验结果的印证,从而表明了FDTD法计算收发分置目标散射场的有效性。对接收信号采用相关处理方法,能有效地分离出目标前向散射信号,表明对于收发分置目标散射声强的测量,这是一种简单有效的分离目标前向散射信号的方法。

收发分置水下目标声散射特性的实验研究

本文对收发分置情况下,某潜艇模型的声散射特性进行了理论分析和实验研究。在声源、目标和接收机之间呈复杂的三角形关系条件下,找到了目标强度与入射角、分置角之间的关系。通过理论计算和水地测试,验证了理论的正确性。该研究成果可直接应用于收发分置的双基地或多基地水声探测系统。

收发分置雷达圆周栅栏覆盖的优化布站方法

为解决区域边界曲线上收发分置雷达的优化布站问题,提出一种圆周栅栏覆盖的优化布站方法。首先,提出圆周栅栏覆盖最优布站序列应满足的条件,并通过理论分析证明了最优布站模式中接收器个数的上限阈值。接着,以此为基础构建基于布站成本最小的优化布站模型。然后,针对优化模型的非凸性和非线性,提出一种将整数线性规划与穷举法相联合的算法求解优化模型,确定最小布站成本及其对应的最优布站序列。最后,通过仿真实验和分析验证了所提方法的有效性。

航空集群收发分置协同探测编队构型研究

隐身飞机雷达波具有前向、侧向散射大,后向散射小的特点,从隐身飞机雷达散射截面的空间差异分布入手,针对航空集群收发分置协同探测编队构型问题,建立集群收发分置协同探测数学模型;基于空间分割法,对影响集群雷达探测能力的两个重要因素,接收机方位角和收-发雷达之间的基线距离进行仿真分析。仿真结果表明:收发分置模式下,集群中任一节点都能形成一定的探测能力;将接收机部署在0°附近,基线距离约为5倍单机迎头探测距离时,收发分置协同探测面积取得最大化,达到雷达单独作用下的5.5倍,此时最远探测边界距收-发基线的距离和探测区最大宽度都取得较大值。

采用级数反转推导收发分置SAR二维点目标频谱的方法

概述:本文采用级数反转的方法,对任意收发分置合成孔径雷达的两维点目标频谱进行推导。通过采用级数反转法,可利用固定相位及傅立叶变换推导得出二维点目标的频谱。频谱的精度通过在两级数扩展中保留足够的项目数来进行控制。最后,文章对单点目标进行了仿真,证实了收发分置雷达的二维点目标频谱可通过将收发分置距离等式用指数级数的形式表示,并通过在方位频率函数中采用级数反转法来表达方位时间而获得。

收发分置式声纳系统混响仿真方法

给出了收发分置式声纳系统混响的一种仿真方法,首先推导出收发分置式声纳系统的体积混响、海面混响、海底混响的等效平面波混响级公式,并由等效平面波混响级公式计算出平均声强度衰减规律,与由声线法计算平均声强度衰减规律相比,仿真实现时计算更简单。并对仿真结果进行了平均混响强度衰减规律分析和统计特性与时间相关特性检验,与理论值相比较具有一致性,为收发分置式声纳系统的目标检测、信息传输技术研究提供理论依据。

收发分置雷达定位模型及精度仿真

针对收发分置雷达探测目标的特点,建立了收发分置雷达的目标定位模型,并且对收发分置雷达的目标定位精度进行了仿真和分析,重点讨论了目标参数的变化对定位误差分布的影响,得出了有用的结论,最后指出了研究内容在雷达组网作战中的应用前景。

基于收发分置SAR雷达的相位同步通信

通常振荡器相位噪声能够影响收发分置雷达的性能,从而降低了多基地合成孔径雷达的成像效果,因此,减少振荡器相位噪声对于成像来说非常重要。给出了通过使用同步通信来量化抵消振荡器相位噪声的方法,给出了不同的同步策略,对它们的性能进行了分析,并着重对来自于接收机噪声、频谱混叠、插值及滤波误匹配的同步通信误差进行了研究。

收发分置条件下F-117A隐身飞机雷达截面积研究

针对F117A隐身飞机通过独特的几何外形设计来实现隐身的特点,利用电磁仿真软件XFDTD计算和分析了其收发分置条件下的电磁散射特性,包括频率相同时不同双站角、同一双站角时不同频率的雷达截面积在水平面和垂直面变化的特性。通过计算获得了一些有价值的数据和结论,为收发分置体制雷达反隐身设计提供了理论依据。

一种收发分置雷达的幅相监测网络

介绍了一种收发分置雷达的幅相监测网络设计方法,分析了不同幅相监测方法的优缺点。结合收发分置雷达特点,提出了利用接收通道进行发射通道监测的方法。与传统方法相比,采用本方法减少了幅相监测网络设备量。对本方法进行了试验验证,结果表明,可有效的实现幅相监测和校正。

顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法

海水声速变化引起的声波折射效应是影响海洋大地基准定位精度的关键因素之一,声线跟踪是已知准确声速剖面情况下消除折射效应的有效方法.然而现有的水声测距定位解算广泛基于收发同置假设,即认为声波的往返路径和测量载体的位置在较短的观测时延内不会发生变化,导致海洋大地基准的深海定位结果引入较大误差.针对上述问题,提出了顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法,基于往返时延差最小原则结合常梯度声线跟踪搜索得到目标最优坐标,进一步提出了基于声线距离分配往返时延的牛顿迭代解算法以提高计算效率,最后通过深海试验证明了顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法的有效性.

一种水下目标收发分置声目标强度快速计算方法

随着多基地主动声纳探测技术的迅猛发展,水下大尺度目标收发分置声目标强度预报方法备受关注。由于传统边界元/有限元面临着计算速度慢的瓶颈问题,本文提出了一种收发分置声目标强度快速计算方法。通过引入满足结构表面刚性边界条件的格林函数,将收发分置声散射问题转化为声传递向量计算问题,借助声传递向量的近似计算实现了收发分置目标强度的快速计算。相对于Kirchhoff近似方法,该方法在大分置角计算时具备较高的预报精度;相对于边界元、有限元等数值方法,该方法在计算速度上具备显著优势。数值仿真表明,该方法是有效的、可行的。

空基雷达组网收发分置协同探测编队构型优化

针对空基雷达组网收发分置协同探测构型优化问题,利用目标雷达波空间散射的分布特点,基于双基雷达空间分集思想,建立了空基雷达组网收发分置协同探测数学模型,定义了探测性能的评价指标,得到优化目标函数;采用网格分割法对布设在不同距离、不同方位的空基雷达形成的探测空域,基于烟花算法求解得到"1发n收"多种情况下的最优编队构型方案.仿真结果验证了该数学模型的有效性和算法的适应性.

收发分置相控阵雷达直达波抑制技术

分析了收发分置数字阵列相控阵雷达中直达波问题,研究了收发分置数字阵列相控阵雷达中直达波抑制方法,根据收发分置数字阵列相控阵雷达的工作方式、信号处理流程等特点以及雷达的实际应用,可采用收发隔离、数字波束形成零点抑制、异频滤波、自适应对消及脉冲压缩增益6个环节进行直达波抑制,理论分析和仿真结果表明所给出的直达波抑制方法能有效解决收发分置数字阵列相控阵雷达直达波干扰问题。

收发分置合成孔径雷达的时间同步分析

同步是收发分置合成孔径雷达(SAR)成像的关键。本文建立了考虑时间同步误差的数学模型,进行了相位误差分析,并对点目标的距离压缩和方位压缩特性在不同的时间同步误差下作了仿真。通过仿真,验证了理论分析的正确性,从而为收发分置SAR系统设计中提出正确的时间同步要求提供了理论依据。

基于收发分置模式的空基雷达组网动态探测模型构建

针对传统空基收发分置探测通常为静态模型的问题,建立了一种更符合实际情况的动态探测模型.首先以对重点区域探测面积最大为评估指标,建立单时间窗探测基础模型;然后根据组网雷达发射机接收机运动规律,在连续时间内利用烟花算法来优化发射机和接收机位置,并根据网格切分和接收机运动规律来调整位置,建立动态探测模型;最后通过实验仿真验证了该空基雷达组网动态探测模型的有效性.

边界元方法分析收发分置Benchmark潜艇低频目标强度

收发分置的潜艇目标强度对于双基地声呐和多基地声呐的探测性能具有重要的意义。采用快速多极边界元方法分析了收发分置情况下刚硬边界Benchmark潜艇低频目标强度。结果表明,潜艇的目标强度随频率、发射角和接收角的变化而变化。频率越高,潜艇的目标强度变化越复杂。此外,当入射方向和散射方向关于正横方向对称时,潜艇的目标强度取得极大值,并且在正向散射处亦出现极大值。进一步分析了潜艇收发分置目标强度对探测的影响。结果表明,目标潜艇在不同的情况下目标强度不同,在文中的计算频率处,分置角较大时目标强度更有可能取得较大值。

基于改进板块元法的标准潜艇收发分置目标强度分析

收发分置目标强度是双基地和多基地声呐的重要参数,文中采用改进板块元方法分析了具有复杂结构的标准潜艇收发分置目标强度。首先,将收发合置的改进板块元方法推广到收发分置的情形,推导并验证收发分置的改进板块元方法;然后,在考虑二次散射和遮挡的情况下,分析包含外壳、内壳和肋板的双壳体标准潜艇的中高频收发分置目标强度;最后,分析了收发分置目标强度的统计特性。结果表明:1)改进板块元方法在分置角不大时具有较好的准确度,避免了坐标变换导致的大量计算,提高了计算的稳定性;2)对于双壳体标准潜艇,在多数情况下潜艇外壳的一次散射是目标强度的主要贡献,而外壳的二次散射较小,当入射方向和散射方向关于艏部或者艉部对称时,由于镜面反射,肋板和内壳的贡献较大;3)文中计算频率目标强度的统计特性随分置角变化不大。文中的研究可为水中兵器多基地和双基地声呐设计提供依据。