航天企业软件质量综合能力提升方法研究

随着航天装备体系化、体系智能化、智能实战化的发展,“软件定义装备”改变了软件以往附属于硬件的形态,可以脱离硬件而独立演化,通过软件和算法的快速迭代实现装备能力的持续提升。软件已逐渐成为装备的灵魂,在信息化和智能化进程中发挥基础性、决定性作用。本文对航天装备软件面临形势、北京无线电测量研究所过往发生的软件质量问题进行了深入分析,识别出当前航天装备软件研制过程中亟待解决的问题,并对软件质量综合能力的提升提出了较为有效的途径和方法,对于提高航天企业软件质量管理水平具有一定的借鉴及指导作用。

一种时域I、Q不平衡的校正方法

给出了一种时域I、Q不平衡的校正方法。该方法利用标准正弦测试信号 ,在时域内求解I、Q不平衡校正系数。校正系数的求解利用理想I、Q信号的两个性质 ,即在一个测试信号周期内 ,I、Q信号在L2 空间上 ,范数相等 ,内积为零。与文献 [1,2 ]方法相比 ,在求解校正系数时 ,无需对原始数据作离散傅立叶变换 ,大大减小了计算量。计算机模拟结果证明是有效的。最后 ,推导了I、Q校正残差与输入测试信号的信噪比关系。

中段弹道目标宽带回波仿真与速度补偿

中段弹道目标的主要特征是高速平动和微动。因此测量得到的目标多普勒频移值是模糊的,而且同时被目标微多普勒调制。这给估计目标微多普勒带宽和提取目标微多普勒参数造成了困难。在充分考虑目标运动特征的条件下,首先研究和建立了目标的宽带雷达回波数学模型。然后提出了基于简化分数阶傅里叶变换(simplified fractional Fourier transform,SFRFT)的速度补偿方法。推导了方位向信号起始频率和调频斜率的估计误差方差,证明了算法的有效性。仿真结果表明,该方法能够给出精确的参数估计结果,并能对平动多普勒频率进行准确补偿。即使在信噪比较低的情况下,该方法仍表现出较好性能。该方法为目标微多普勒参数的提取提供了前提条件。

基于四元数矩阵奇异值的目标特征提取与识别

在弹道中段,目标的微动差异是识别弹头和诱饵的有效特征.但目标微动特征参数的提取往往受到目标平动补偿精度、雷达装备工作状态和环境等因素的限制,进而导致目标识别率降低.首先建立了基于四元数的弹头与诱饵微动模型,将目标的微多普勒时频像视为彩色图像,并将彩色图像用四元数矩阵模型描述.根据奇异值向量的稳定性和旋转不变性,提出了基于四元数矩阵奇异值分解和支持向量机的弹道目标微多普勒特征提取与分类识别方法.仿真结果表明:四元数矩阵奇异值构成的特征向量比基于Hu矩的特征向量更加有效;提高信噪比,有助于提高分类器的目标识别率;目标径向速度估计误差的增大,会降低分类器的目标识别率;增大雷达的脉冲重复频率可以明显提高目标的正确识别率.

基于LFM分段脉冲压缩的抗间歇采样转发干扰方法

得益于数字储频技术的快速发展,间歇采样转发干扰(ISRJ)得到广泛应用,现有抗干扰方法尚无法有效对抗此种干扰。在深入研究ISRJ的基础上,针对其时域采样不连续的特点,该文提出一种基于LFM分段脉冲压缩的抗间歇采样干扰方法。该方法利用LFM分段信号之间的正交性,结合掩护波形的思想,通过窄带滤波器组对干扰和目标进行分选,然后剔除干扰,最后在脉内和脉间进行积累。理论分析和仿真结果表明,分段脉冲压缩方法能有效对抗多干扰机情况下不同样式的间歇采样干扰组合。

基于脉内步进LFM波形的抗间歇采样转发干扰方法

间歇采样噪声调制转发式的灵巧噪声干扰向来是雷达干扰对抗的难点。在深入研究间歇采样转发干扰(interrupted-sampling repeater jamming,ISRJ)的基础上,针对ISRJ时域不连续采样的特点,提出一种基于脉内步进线性调频(linear frequency modulation,LFM)波形的抗ISRJ方法。该方法利用脉内步进LFM子脉冲之间的正交性互相掩护,子脉冲间频率步进使得干扰采样段经调制后仍无法干扰相邻子脉冲,从而可以有效提取干扰机没有采样的信号段,在对抗高占空比的重复转发干扰时优势明显。仿真条件下,干扰采样与发射波形分段非同步时,窄子脉冲较宽子脉冲输出信干噪比提高约3.1dB。

基于脉内步进LFM时频分析的抗间歇采样干扰方法

在深入研究抗间歇采样干扰的基础上,针对其时域不连续转发与时域不连续采样两个特点,提出一种基于脉内步进线性调频(LFM)时频分析的抗间歇采样干扰方法.该方法利用脉内步进LFM子脉冲之间的正交性互相掩护,通过短时傅里叶变换,将时频矩阵在时间维投影,提取干扰不连续转发段信号,并以该段信号最大值为门限,对时频矩阵进行干扰抑制,抑制后时频矩阵通过逆短时傅里叶变换,得到时域信号,并用于目标检测.理论推导和仿真结果表明,该方法可以有效抑制不同样式的间歇采样干扰,最大限度提取不受干扰信号.

一种新的无人机载雷达非均匀杂波抑制方法

无人机载雷达可以对感兴趣的重点区域和目标进行持续跟踪,在军用和民用领域都有广泛应用前景.然而载机平台的运动会带来地杂波谱的展宽,致使潜在的低速微弱目标淹没在强地杂波中.为了解决无人机机载雷达非均匀环境下的地面杂波抑制问题,提出一种基于恒虚警样本选择策略的非均匀下视杂波抑制方法.通过距离分块策略解决距离空变带来的非均匀样本的差异,通过低门限恒虚警(constant false alarm rate,CFAR)策略剔除孤立的强杂波散射点和疑似运动目标对训练样本的影响,降低非均匀样本单元对协方差矩阵估计的干扰,从而提高非均匀环境下对杂波的抑制性能.结合一组实测挂飞数据,对比了不同杂波抑制方法对运动目标检测的影响.实测数据验证所提方法有效.

基于脉内LFM-Costas频率步进的抗间歇采样干扰方法

线性调频(linear frequency modulation,LFM)分段脉压对抗间歇采样干扰时,子脉冲顺序步进,使得采样子脉冲与相邻子脉冲脉压后,残余信号积累从而形成干扰带;干扰抑制时信号不连续采样,产生谐波分量。针对这两个问题,提出一种基于脉内Costas频率步进的LFM波形抗间歇采样干扰方法。该波形综合LFM和Costas编码的优点,具有理想图钉型的模糊函数,不仅可以抑制干扰带,还可以大大降低谐波分量,最终提高抗干扰性能。理论推导和仿真分析验证了该方法的有效性。

连续波体制自适应波束形成算法及实现

介绍了一种在连续波体制下,实现自适应调零的硬件构成和自适应算法。硬件采用由微机和TMS320C25构成的主从系统为控制和处理核心,控制方便,运行速度快。另外,本文针对连续波体制下,快拍向量中含有期望信号这一问题,提出了一种改进的GS算法。该算法在C25上运算效果良好,且可在1.8ms内完成自适应迭代。

基于相关算法消除高重信号的时差定位模糊

总结了多种解决高重频雷达信号时差定位模糊方法的基础上,提出了一种由相关算法推导出的新方法。该方法首先运用直方图计算出高重频信号的不同参差频率和对应的模糊时差,并在此基础上进行时差组合,然后对不同参差频率下的时差进行相关运算最终得出真实的时差。计算机仿真结果表明该方法能够消除时差定位模糊,验证了其可行性和有效性。

一部中重测量雷达PRF的设计

针对一部中重脉冲多普勒测量雷达的脉冲重复频率设计问题,提出在系统不同工作阶段采取不同PRF组来解决问题的设计方法。从可选择PRF范围入手,阐述在实际条件限制下的设计思路,主要针对雷达工作过程中的搜索、跟踪两个阶段的检测、解距离模糊、正常距离跟踪三个方面的PRF选择问题,提出依据各阶段特点的解决方案。此方案提高了搜索效率,解决了跟踪时的遮挡问题,具有很高的实用性。

一种高效雷达信号模拟器

为了给某些雷达信号处理算法的研究提供一种有效验证手段,设计此款雷达信号模拟器。系统基于DSP+FPGA+DDS架构:以DSP为核心,将AD9957作为基本目标信号产生器,在DSP的控制下FPGA产生基带数据提供给上变频芯片AD9957,完成中频模拟信号的产生。该模拟器创新地利用基于乘法器的迭代算法模拟多种类型雷达回波信号,特别适合产生大时宽信号。这种架构在产生多目标,和差信号方面比传统方法更节省硬件资源。结果表明,该系统集成度高,可扩展性强,数据产生方法高效。

用滤波方法实现ISAR成像包络对齐

为了提高逆合成孔径雷达(ISAR)成像处理速度,提出一种基于滤波方法进行包络对齐的改进算法。该算法将互相关法与重心法相结合,首先估计出相邻回波的偏移量,再用滤波方法对距离像进行插值并且同时抽取,实现包络对齐,避免了直接对目标距离像插值而引起的计算量增加,有利于实时成像处理。最后通过对实测数据成像证明该算法的快速性和有效性。

一种用于月面着陆的知识辅助单脉冲前视成像方法

针对月面着陆过程中可能存在的着陆器倾斜而导致的结构损坏甚至颠覆等问题,提出了一种用于月面着陆的基于知识辅助的单脉冲前视成像方法。首先结合月面着陆器平台搭载的双通道雷达进行了理想情况下的单脉冲成像分析,然后分析了影响单脉冲成像性能的内在机理,并对雷达接收通道的不一致性进行了建模。在此基础上,将单脉冲成像问题转化为通道相位误差估计问题;结合天线方向图的先验信息,通过对实际天线方向图与理想方向图数据信息的对比,利用最小二乘方法估计出两者之间的相位差异,并求得改进的单脉冲测角曲线。最后对接收到的回波数据进行相位补偿,就可以获得高分辨的月面着陆区域单脉冲成像结果。地球机载实测数据处理结果表明此方法可以获得高分辨的前视成像结果,可应用在月面着陆过程中。

TigerSHARC网络加载的设计与实现

提出了一种由多片TigerSHARC系列DSP芯片组成的任意拓扑结构的网络系统的构成和加载方法。首先通过链路口对TigerSHARC网络进行检测,由此得到该网络的加载网表;然后分析加载网表,并实现整个网络的加载;最后给出网络加载编程的流程图。

单脉冲雷达相检器后零值偏移对角误差的影响

从理论上分析了单脉冲雷达测角回路在开环时 ,角误差出现鼓包的机理 ,并指出这是一种不可避免的现象 ,只有减少零值偏移 ,才能使鼓包的幅度下降 ,如果零值偏移减少到热噪声电平之下 ,则可以不考虑其对雷达性能的影响。