无轴泵喷叶片流激共振产生机理及其抑制

针对无轴泵喷异常高频梳状线谱噪声,本文研究了梳状线谱的产生原因及其噪声抑制特点。基于推进器实测噪声谱、振动谱梳状特征,初步定位梳状线谱与泵喷叶轮密切相关;进一步采用单向流固耦合分析方法,验证了无轴泵喷高频线谱来源于流激引起的叶轮面内2弯模态共振,并提出了一种在叶轮过流通道增设环筋以提高叶片支撑刚度的方案。流固耦合仿真及实测结果表明:带有环筋加强的泵喷叶轮对流激振动与噪声有明显抑制作用,梳状线谱噪声降幅达25.2~30.2 dB,且未向其他频段转移。

中红外片上非线性激光器研究进展(特邀)

中红外(Mid Infrared,MIR)波段在生物医学、环境监测以及强场物理等众多领域具有非常重要的应用。小型化高效率MIR激光器是近些年中红外领域的研究重点,其在MIR光谱探测和环境实时监测等应用领域具有重大的研究意义。尽管量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)可直接产生MIR输出,但受限于辐射带宽和锁模机制。因此,非线性频率下转换技术仍然是片上宽带超快MIR脉冲生成的首选方案。基于非线性频率变换的片上MIR激光器具有结构紧凑、调谐光谱范围宽、稳定性高等优势,近年来得到了快速发展和广泛应用。首先介绍了基于二阶非线性频率变换的片上MIR激光器的研究现状,然后对四种主要的片上三阶非线性MIR激光器的研究进展进行了综述总结,包括受激拉曼-斯托克斯散射(StimulatedRamanStokesScattering,SRSS)、四波混频(FourWave Mixing,FWM)、频率梳(Frequency Comb,FC)和超连续谱产生(Supercontinuum Spectrum Generation,SCG)。

一种低峰均功率比的数字梳状谱模块设计

为了提高多通道接收机的通道间误差校准效率,设计并实现了一种低峰均功率比的数字梳状谱校准源模块。该模块基于FPGA+DAC的硬件结构,采用软件DDS原理方式来产生梳状谱信号。为了降低梳状谱信号的峰均功率比,利用遗传算法对信号的各个子载波的初始相位进行了优化,计算出一组优于代数次优解的初始相位组合,将峰均功率比从次优解的4.98 dB降低到了3.98 dB,同时提高了梳状谱信号的子载波功率和带外杂散抑制,优化了梳状谱模块的信号质量。该模块在梳状谱信号输出范围170 MHz~230 MHz,频谱间隔1 MHz情况下,子载波功率为-35.5 dBm,带外杂散抑制为64 dBc,完全满足校准源指标要求。

基于滤波器组多载波交错梳状谱的雷达通信一体化信号技术

雷达通信一体化是在实现无线通信的同时实现目标探测,以减小电磁干扰,提高频谱利用率。信号设计是雷达通信一体化技术实现的关键。由于常见的基于正交频分复用(OFDM)的雷达通信一体化信号存在频偏敏感和带外辐射过高的问题,不适用于高动态应用场景。考虑到滤波器组多载波(FBMC)信号具有高多普勒容限和低带外泄露的优点,该文在FBMC框架下,通过优化雷达通信子载波时频位置,提出了一种FBMC梳状谱雷达通信一体化信号设计方法。由于FBMC信号载波间与符号间存在固有干扰,因此信道估计不准确且不适应快时变信道,因此该文设计了一种交错梳状辅助导频结构,消除固有干扰的同时实现信道跟踪。此外,一体化信号中雷达复信号会对通信信号引入实干扰,该文提出了一种基于干扰利用的实干扰补偿算法,将实干扰用于通信信号还原。仿真结果表明,在快时变信道下,该文所设计的雷达通信一体化信号在进行高数据率传输过程中具有较低的误码率,且具有较好的雷达探测性能。

随机相位循环叠加梳状谱干扰实验设计

基于Zedboard开发板,以雷达梳状谱干扰波形合成设计为出发点,提出了一种基于随机相位多频点循环叠加的梳状谱干扰波形设计方法,使用单个DDS IP核生成完成叠加任务,并通过Zynq-7000系列FPGA对该方法进行编程设计与算法实现。同时使用MATLAB仿真与FPGA硬件实现对实验效果进行测试,结果表明,该实验能够成功生成宽带梳状谱干扰波形,干扰频率范围为0~600 MHz,有4、8、16三种干扰频点模式,同时其干扰频点误差不超过0.1%,由此验证了方法的有效性。实验中提出以m序列作为干扰信号的相位控制,改善时域叠加条件下梳状谱干扰信号峰均比。该方案可用于实际被动侦察干扰设备,为其提供一种遮盖式干扰方式。

宽带低相噪梳谱SiP的设计开发

描述了一种宽带低相噪梳谱SiP的设计思路和问题分析。综合运用电路、热、力学等多维度物理量仿真和工程分析,在RF类产品不断小型化的趋势下,不断探索和开拓设计边界。高密度梳谱Si P的技术指标达到课题的技术要求,已大量应用于工程课题。

一种大功率梳状谱微波产生方法

梳状谱微波通常指具有中心频率,频谱分布与梳子形状相似,在一定带宽内多个频点具有能量分布的电磁波。梳状谱微波在电子对抗方面具有其它对抗方式所不具备的独特优势,在通信对抗、雷达对抗等领域显现出了极好的应用前景。该文介绍了一种大功率梳状谱微波产生方法,利用路径编码脉冲压缩技术将宽带连续波源产生的微波进行压缩,获得了中心频率2.85 GHz、频带宽度1 GHz、频谱间隙250 kHz、峰值功率160 kW的梳状谱微波。后续实验进一步表明,利用该方法获取的梳状谱微波的中心频率、频带宽度、频谱间隙都是灵活可调的,能够应用在多种电子对抗场景当中提升对抗干扰能力。

基于双光梳的激光吸收谱真空分压力测量技术研究

为了提高真空分压力测量的准确度和灵敏度,弥补传统测量方法的固有缺陷,真空分压力将结合理想气体定律,使用气体密度来表征。利用气体分子的红外吸收光谱,通过双光梳光谱技术测量其对特定波长光的吸收可实现对混合气体中目标气体密度的精确测量,进而反演出真空分压力。研建了基于电光双光梳的真空分压力测量系统,结合双光梳外差光谱技术与腔增强光谱技术,实现了非侵入、大动态、高速度的真空分压力测量。实验对CO_(2),CO,N_(2)三元混合气体中CO_(2)与CO的真空分压力进行了测量,其相对误差分别为2.84%和2.77%。通过不确定度分析得出,吸收线强度误差是真空分压力测量中最主要的不确定度分量。

基于DDS的低相噪捷变频频率源的设计与实现

采用直接数字频率合成(DDS)技术结合梳状谱发生器设计了一种低相噪高杂散抑制的捷变频频率源。由DDS产生的基带信号经小型化开关滤波器后与梳状谱发生器产生的多个点频信号混频,然后经过开关滤波器组滤除杂散分量后放大,最终输出所需频率的信号。介绍了DDS的原理,分析了频率源各项指标,最终完成了相噪≤-110 dBc/Hz@1 kHz、杂散抑制≤-68 dBc、频率切换时间≤150 ns的频率源设计与实现。本设计将DDS和上变频相结合,具有输出信号的高杂散抑制、低相噪、频率快速切换等优点,为雷达、电子对抗等系统的频率综合器设计提供了一种低成本、高性能的选择。

一种随机相位多频点循环叠加梳状谱干扰波形设计

随着捷变频技术的发展,传统的压制式干扰无法对其工作频点实施精准打击,因而难以达到理想的干扰效果。与之相比,梳状谱干扰能够对捷变频雷达的工作频点进行瞄频干扰,从而解决上述问题。现场可编程逻辑门阵列(FPGA)平台能够利用并行处理的优势,提升对数字信号的处理速度。直接数字频率合成(DDS)技术能够灵活地进行信号合成,常用于雷达信号生成。本文对梳状谱干扰的产生机理进行研究,基于FPGA平台,运用DDS技术,提出一种多频点循环叠加的方法,并基于m序列原理产生随机数对梳状谱信号的相位进行控制,从而对梳状谱干扰波形进行设计与实现。该方法能够通过干扰参数灵活控制干扰波形,干扰频率误差在1%以下。

某机载宽带测向系统校准失败问题排查及校准信号优化设计

分析某机载宽带测向系统的校准信号源在使用过程中校准失败的问题,找到其根本原因是信号峰均比过高。通过压缩信号峰均比,降低了校准信号的峰值电平,可满足后级电路的输入要求。对于功率效率不敏感的校准类应用,优化多载波信号峰均比有助于降低校准电路和采集处理通道要求,并降低成本,减少系统集成的风险。

雷达自适应旁瓣对消抗梳状谱干扰仿真研究

自适应旁瓣对消(ASLC)技术是现代雷达抗干扰的有效方法,它通过辅助通道在干扰方向自适应形成零点以实现对干扰的抑制,在雷达上得到了广泛的应用。对雷达自适应旁瓣对消抗梳状谱干扰进行了仿真。首先从雷达自适应旁瓣对消的数学模型出发,推导建立了自适应旁瓣对消的最优权矢量,在此基础上建立了梳状谱干扰的理论模型,并对ASLC对抗梳状谱干扰的性能进行了数值仿真。该研究对于提高现代雷达抗干扰能力具有一定的参考意义。

一种新型数字超宽带梳状谱信号发生器的研制

分析了经典梳状谱信号发生器的原理及应用局限,研制出了一种新型数字超宽带梳状谱信号发生器。该方案采用数字电路方法实现,电路设计独特,信号稳定性好,同时具有较好的电路移植性,是传统梳状谱信号发生器的创新和突破。设计出的新型数字超宽带梳状谱信号发生器能够产生稳定的梳状谱信号。

基于梳状谱调制的相参多假目标干扰技术研究

针对多时延复制叠加干扰、间歇采样转发干扰等新型相参多假目标干扰样式硬件实现结构复杂的问题,提出了一种基于梳状谱调制的相参多假目标干扰技术。该技术利用数字储频采集存储的雷达相参样本,与梳状谱进行时域调制,在占用较少硬件资源的条件下,实现对线性调频雷达回波目标的前置性相参多假目标遮蔽和掩护。文中对相参多假目标的产生进行了详细的理论推导和分析,通过仿真验证了对线性调频雷达干扰的有效性,并给出了一种易于实现的硬件方案。

无载频超宽带雷达的梳状谱干扰技术

针对传统干扰技术难以对超宽带雷达实现有效的干扰,提出了梳状谱干扰新技术。该技术在雷达信号带宽内将干扰信号集中在随机的某些频率点附近,在不改变干扰信号总能量的前提下提高了超宽带雷达信号带宽范围内部分区域的干扰信号强度,破坏雷达回波信号的相干性。以无载频超宽带雷达为研究对象,分析了该干扰新技术的机理。通过仿真实验,将该方法与噪声干扰进行比较,证明了该技术的有效性。

主动声纳梳状谱信号研究

研究了若干种主动声纳梳状谱信号的发射效率、测量精度以及基于多普勒的抗混响性能。给出了一种由多个单频线谱组成的梳状谱信号TP信号的设计方案。仿真及湖试实验结果表明,TP信号具有相对较高的发射效率,相对较高的测量精度,在低多普勒和高多普勒下相对较好的抗混响性能,是浅海中主动声纳的择优信号。

宽带SAR子带脉冲调制梳状谱干扰技术

文中利用子带脉冲与雷达信号的部分相关特性,提出了子带脉冲调制梳状谱干扰技术。理论分析表明,子带脉冲调制梳状谱干扰技术对宽带SAR具有显著的干扰效果,提高了干扰功率的利用效率。仿真结果验证了理论分析的正确性和干扰的有效性。

梳状谱信号多拷贝快速匹配/相关检测技术

在主动声纳信号波形中,梳状谱信号如调频脉冲传信号(PTFM)和正弦调频信号(SFM)等,因为其优良的抗混响以及速度分辨能力越来越受到人们的重视。然而,由于这类信号的多普勒容限很小,必须采用相当数量的拷贝才能够充分发挥其性能。常规的匹配/相关技术实现多拷贝检测需要的计算量过大,工程上实现难度极大,从而限制了它们在实际工程中的应用。本文充分利用梳状谱信号匹配/相关输出的多峰结构和Parseval定理,提出了一种新的梳状谱信号检测方法以及相应的多拷贝快速算法,并通过实际湖试数据对这种检测方法的正确性进行了验证。该算法同时实现了梳状谱信号匹配滤波/相关输出端多峰的能量累积,有利于检测器输出信噪比的提高以及声纳系统整体性能的改善。

0．2～18GHz梳状谱信号发生器研制

梳状谱信号发生器在电子设备和雷达系统中有着广泛的使用，文中通过对实际产生梳状谱信号电路的分析，给出了具体设计宽带、窄脉冲信号发生电路的参数，设计研制出输出0．2～18GHz的梳状谱信号发生器，在较低的成本下完全可以替代国外同类产品。

一种更高跳速梳状谱干扰新机制的研究

为了提高对跳频通信系统的干扰效率,达到以更低功率代价换取有效干扰跳频通信的目的,基于部分驻留时间干扰理论,通过牺牲一定干扰压制时间比的策略,提出了一种更高跳速梳状谱干扰新机制。通过理论分析及计算机仿真,验证了该机制的有效性,对跳频通信对抗研究具有借鉴意义。