基于多项式Chirplet变换的线性调频引信干扰波形设计方法

针对现代战场环境下线性调频引信干扰技术的迫切需求,提出多项式Chirplet变换的方法实现低信噪比下对调频连续波无线电引信的信号参数估计,并针对调频连续波引信重构了干扰信号。基于线性小波变换原理,选取适当的核函数,将无线电引信信号经过旋转与平移操作后进行短时傅里叶变换,再利用遗传算法求得变换核的最优参数,实现对调频连续波信号的参数估计,并重构干扰信号。仿真对比结果表明,该方法可以在较低信噪比下实现对调频连续波无线电引信信号载波频率、调制周期、最大频偏等参数进行精准估计,相较于周期调制类干扰,重构干扰信号能够以更低功率对调频引信产生较好的干扰效果。

基于功率谱熵的无线电引信目标与干扰信号分类方法

无线电调频引信在战场环境容易受到干扰信号的干扰导致早炸,丧失打击能力。为提升无线电调频引信抗干扰能力,准确识别引信目标与干扰信号,提出一种基于功率谱熵特征的无线电调频引信目标与干扰信号分类识别方法。利用实测采集的无线电引信检波端输出信号,通过提取目标和干扰信号的功率谱指数熵和Renyi熵特征构成特征向量,作为K邻近(KNN)分类器的输入进行目标和干扰信号分类识别,并利用5-折交叉检验方法对其进行验证。结果表明:目标和干扰信号的功率指数熵和Renyi熵具有显著差异性,使用KNN分类器对其进行分类识别时,最高的识别准确率可达99.47%。

基于数据装定的坦克炮毫米波近炸引信炸高控制方法

为满足打击人员、装甲、掩藏等目标需求,坦克炮毫米波近炸引信需要具备多种炸高,实现弹丸毁伤效能最大化。针对坦克炮弹道低伸,毫米波探测器波束较窄、难以满足近炸引信多种炸高的问题,建立基于装定延时的坦克炮毫米波近炸引信炸高控制模型,分析通过增加发火延时的策略实现炸高控制。弹丸发射前根据初速射角等攻击条件解算发火延时,利用武器平台与弹丸的信息交联,向近炸引信装定发火延时从而实现弹丸炸高控制。建立数学模型并仿真分析发火延时与弹丸初速、射角和毫米波探测器波束宽度、探测距离与炸高差之间的关系,总结出发火延时的计算公式,通过实验室静态试验和外场动态试验验证该方法的有效性。

激光引信信号处理器屏蔽与互相关组合滤波技术

针对激光引信内部高压源的干扰以及激光引信定距目标回波信号信噪比低的问题,基于激光引信信号处理器研究了屏蔽壳体与互相关滤波技术结合抗干扰方法。该方法首先对带孔的屏蔽壳体与互相关滤波算法进行设计,通过其所受到的电磁干扰可以近似模拟干扰平面波,使用不同孔、材料的屏蔽壳体与互相关组合抗干扰。使用HFSS与ModelSim仿真得到滤波结果,双孔铜制屏蔽壳体与互相关结合滤波提升信噪比约为33 dB,双孔屏蔽壳体与互相关单独滤波提升信噪比分别为23.4 dB和8.9 dB且大于其他组合。结果表明,双孔铜制屏蔽与数字滤波结合的方法可以提升激光引信信号处理器的抗干扰能力。

基于变分信号分解的脉冲多普勒雷达抗扫频式干扰方法

针对脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号的频域窄带特性,通过极大极小惩罚项和2阶变分惩罚项分别约束中频信号中的目标回波脉冲串分量和干扰分量,设计了基于交替方向乘子法的迭代算法求解优化问题各分量。保留目标回波脉冲串分量,滤除扫频中频分量,从而抑制干扰对雷达的影响,并通过仿真和实测数据验证方法的有效性。研究结果表明:所提抗干扰方法在信干比-20 dB扫频式干扰作用下能够有效抑制扫频式干扰对PD雷达的影响,显著提高PD雷达的抗干扰性能。

扫频式干扰对超宽带无线电引信干扰机理

针对超宽带引信实施干扰,需要在分析超宽带引信的工作原理、瞄准式干扰与扫频式干扰信号特征基础上,构建干扰信号与超宽带无线电引信交互作用模型。以信干比增益为表征参量,解析推导干扰信号作用下超宽带引信从接收干扰信号到接收机相关输出部分的处理增益,并进行仿真实验,理论计算、仿真结果与实验室静态对抗实验结果相吻合。研究结果表明:与点频干扰相比,扫频调幅类干扰是对超宽带无线电引信成功实施干扰的有效敏感波形样式,其中正弦波调幅类干扰效果最优;通过合理设置扫频式干扰参数,可以有效提高干扰效果。

太赫兹引信面目标散射特性

采用多种时频方法研究了西藏地区两种典型面目标(高寒干草地和高寒沼泽)回波信号的时频特性,揭示常规弹药太赫兹引信在经典落角65°、85°下的面目标双点散射现象。分析小波、WVD时频方法在引信面目标回波实际应用中的局限性,并进行理论说明。针对频率成分提取过程中的成分丢失和频率成分能量聚集性差问题,提出一种新的重排小波-伪魏格纳时频(Mor-RPWVD)方法。Mor-RPWVD采用距离加权和时频信息融合,进一步提高时频方法的交叉项干扰抑制能力和能量聚集性。实测数据验证结果表明,重排小波-伪魏格纳(Mor-RPWVD)时频方法对面目标多点散射回波信号的良好时频分析能力。

基于滑动多周期FFT的调频引信抗扫频干扰方法

针对调频引信快速傅里叶变换(FFT)谐波包络提取方法对抗扫频干扰效果差的问题,提出一种滑动多周期FFT处理方法。在分析扫频干扰作用下调频引信的失效机理的基础上,提出通过多周期FFT进行回波能量的相干积累,实现对干扰的有效抑制,并在相邻处理窗口间滑动更新处理数据,进一步提取预定炸高对应的差频谐波包络进行门限判决。仿真及实测结果表明:滑动多周期FFT处理方法能在扫频干扰下有效提取目标谐波包络特征,相较于传统单周期FFT处理方法,显著改善峰值旁瓣比,提高了调频引信抗扫频干扰的能力。

引信微弱信号降噪箕舌线最小均方误差变步长算法

在自适应滤波中,常用的固定步长最小均方误差(LMS)算法存在收敛速度与稳态误差之间的矛盾,难以直接应用于需要瞬态探测识别的引信,为此提出一种新的基于箕舌线函数的变步长LMS算法自适应滤波降噪算法,用于无线电引信瞬态探测和微弱回波信号提取。仿真实验结果表明,该算法可以有效提取引信微弱回波信号,具有良好的噪声抑制能力,且计算复杂度较低,对硬件要求低,可实现性强。

脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能研究

为提高脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能,定量研究有源噪声干扰对其作用机理,以处理增益为表征参量,基于功率谱定量研究了脉冲多普勒引信的抗有源噪声干扰性能。理论推导了在射频噪声、噪声调幅和噪声调频干扰作用下脉冲多普勒引信从接收回波至相关检测这一过程的输入、输出信干比和处理增益,获得了影响脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰能力的信号特征参数,并进行了仿真验证。定量分析与仿真结果表明:脉冲多普勒引信具有较强的抗有源噪声干扰能力,抗有源噪声干扰能力主要决定于脉冲占空比与多普勒滤波器带宽。

小波变换模极大值方法对信号的奇异性检测

小波变换在故障诊断领域的研究目前主要集中在机械等方面。针对无线电引信的故障诊断,提出采用小波变换的模极大值方法对无线电引信信号进行奇异性检测,找出了发生故障的时间点和频率范围,进而分析出了引信故障是由于弹丸在飞行过程中尾翼章动不稳定,造成噪声过大引起的,并经过实验室实验验证了故障定位的准确性,为解决引信存在的问题提供了帮助。

超宽带无线电引信抗干扰性能研究

以信干比增益作为衡量标准来定量研究超宽带(UWB)无线电引信抗噪声和正弦干扰性能。详细推导了存在高斯白噪声和正弦干扰时相关接收的信干比(SIR)增益;得到了影响UWB无线电引信抗干扰能力的信号特征参数;指出了提高其抗干扰性能的措施;并进行了仿真计算。仿真结果与理论分析吻合的很好。定量分析与仿真结果表明:超宽带无线电引信具有较强的抗干扰性能;增加调制周期和信号带宽可提高引信抗噪声干扰能力;采用脉冲重复频率捷变技术可提高引信抗正弦干扰能力。

基于经验模态分解特征的无线电引信抗扫频式干扰方法

针对目前调频无线电引信在复杂电磁战场环境中对抗扫频式干扰能够力弱的问题,提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)特征的无线电调频引信对抗扫频干扰的方法.对基于目标和扫频干扰作用下的调频无线电引信检波端输出信号进行EMD分解,得到10层本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量,提取每层IMF分量中本征模态函数能量占比、能量聚集度和Renyi熵特征,并利用主成分分析算法对于特征进行降维,保证累积解释差异在95%以上,以降维后的特征矩阵作为支持向量机的输入对目标和扫频式干扰信号进行分类识别.实测数据结果表明,所提方法能够有效对目标和扫频式干扰信号进行分类识别,分类识别精度可以达到98.06%±0.0038,目标检测率达到96.65%±0.0037,虚警率为3.35%±0.0037.

弹目交会中破片命中点参数计算模型研究

为了计算战斗部破片命中点参数,在考虑速度衰减条件下,利用射击线法提出了一种通过一次遍历求解所有破片命中点参数的计算模型.通过分析,获得解的3种存在条件,分别对应于单枚破片与目标面元的3种运动关系.以钢球破片为例,定量讨论了弹目交会参数和速度衰减系数对命中点参数的影响.结果表明,目标的运动速度和静态破片初速对命中点参数的影响比较大,导弹运动速度对命中点参数的影响较小.

无线电引信弹目交会信号的数字仿真

采用物理光学法、物理绕射理论研究了无线电引信弹目交会信号的建模方法,实现了目标与引信弹目交会段无线电反射信号的数字仿真;建立了弹目交会信号的仿真模型;分析了不同脱靶角和不同脱靶量弹目交会信号;讨论了脱靶量和脱靶角对引信启动特性和目标识别判据的影响。和实验数据对比表明,仿真模型具有较高的精度和工程实用性,可在无线电引信的产品设计中得到应用。

类GPS超声定位系统中几种定位算法比较

针对常规超声波局部定位系统的缺陷,介绍了类GPS超声定位系统及其工作原理.在获得定位物体与观测基站的估计距离后,详细推导了Gauss-Newton迭代定位算法.针对常规Gauss-Newton迭代定位算法不易于在DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)中实现的缺点,介绍了三种定位算法:改变目标函数的Gauss-Newton迭代定位算法、相交圆弦线方法和最小二乘估计算法.仿真研究表明,在相同的观测误差和定位基站的情况下,改进的和常规的Gauss-Newton迭代算法的定位精度相当,而相交圆弦线方法和最小二乘估计方法的定位精度较低,但后两种方法计算量小,不涉及开方和迭代运算,从而更易在DSP中实现.

基于异值检测及干扰样本归零的调频引信抗扫频干扰方法

针对调频引信抗扫频干扰能力不足的问题,提出一种基于异值检测及干扰样本归零的抗干扰方法。通过分析调频扫频干扰下调频引信的失效原理,指出干扰有效部分的长度与相对斜率及滤波器带宽有关,并在时域表现为幅度较大的异常样本,提出通过异值检测与样本归零的方法能有效降低干扰效果,改善距离包络的峰值旁瓣比,为实现精确定距提供可靠依据。通过仿真实验验证了该方法能有效提高调频引信抗扫频干扰的能力。

基于瞬时相位的三角波调频差频信号数学模型

针对三角波调频引信差频信号由于信号表示复杂,严格理论分析困难,不利于差频信号测试数据制作的问题,建立了基于瞬时相位的三角波调频引信差频信号数学模型。模型描述了在弹目接近过程中差频信号随时间的变化规律。仿真得出的差频信号数据的频域特征和谐波特征与传统理论分析结果和理论计算结果一致。从而为利用该模型生成差频信号数据用于三角波调频引信低频组件的测试提供了参考依据。

感应式静电引信探测技术

目的 研究直接检测探测电极的感应电荷获得静电目标信息的静电近炸引信探测技术； 方法 采用短路轴向探测电极感应引信接近静电目标过程中电荷量的变化，并采用电荷放大器检测信号； 利用静电学的基本原理，对其进行了理论推导； 结果 得出探测方程和定距公式，以及增大探测灵敏度的设计准则； 阐述了在该种电极设置下对检测电路的要求以及环境变化对检测结果稳定性的影响； 结论 感应式静电引信探测技术适用于静电目标探测且探测距离远、不受非带电物体的干扰；

无线电引信抗海杂波干扰方法

无线电引信抗海杂波的能力决定了舰空导弹无线电引信低空和超低空工作性能，针对海杂波对无线电引信的影响，分析了海面回波的平均功率、海面散射系数、海杂波的多普勒频谱等海杂波特性，提出了无线电引信抗海杂波干扰方法。