舰用雷达阵面在不同冲击环境下的响应分析

通过理论计算和有限元仿真,研究舰用雷达阵面在不同冲击环境下的响应。文中将冲击载荷作用下舰用雷达阵面的受力模型简化为基础激励的多自由度系统,通过对受力模型的边界模态进行虚拟约束的方法计算了不同冲击环境下的响应。结果表明:舰用雷达阵面响应基本不受冲击谱参数中谱加速度变化的影响,而谱位移和谱速度对舰用雷达阵面响应影响较大。分析结果可为冲击环境下舰用雷达阵面的响应分析和影响评估提供参考。

基于Flowmaster的雷达阵面管网1D-3D流动传热联合仿真

为研究某雷达阵面管网系统的流量分配,采用1D-3D联合仿真方法对阵面进行流动与传热仿真。首先采用一维系统级仿真软件Flowmaster对阵面进行一维建模,并通过三维仿真软件FloEFD对水接头以及冷板组件进行详细的流动仿真,获得其流量-流阻变化关系,并将结果带入Flowmaster软件中得到拟合曲线,定义一维模型各元件参数进行阵面流动与传热仿真计算,实现1D-3D联合仿真。结果表明,经优化后的阵面各支路流量差异低于1.5%,且阵面温度分布均匀。文中还研究了插拔组件对阵面流量分配的影响,各支路流量差异低于2%。通过1D-3D联合仿真研究,可以实现高精度流量分配并获得直观的阵面详细仿真结果,并且大大节省了计算时间与研发成本,对今后雷达阵面流量分配设计具有重要的参考价值。

相控阵雷达阵面供电系统功率波动机理研究

相控阵雷达阵面供电系统的功率波动对雷达系统具有重要影响。通过分析供电系统架构和负载特性,建立了发射单元的等效电路和数学模型。根据平均功率供电模式的特点,采用状态空间分段的方法,推导了供电系统的电压和电流变化规律,并推导了脉冲负载条件下供电系统的输出功率波动函数。基于功率波动函数和电流特性,提出了供电系统输出功率在空载与满载之间波动的充要条件,并提出了功率波动比指标,衡量功率波动程度。最后通过实例工程计算和仿真分析,验证了本文的主要结论。提出的功率波动机理分析方法,为大型相控阵雷达电源系统设计奠定了理论基础,具有良好的工程应用价值。

轻型雷达阵面精度控制与保形技术研究

大型相控阵雷达已成为国防、天文、深空探测等领域亟需的大国重器,具有天线口径大、重达数百吨、高精度等技术特征。因大口径、大负载而导致的精度难以控制问题以及全生命周期保形问题成为大型相控阵雷达研制过程中需要首要解决的重大技术问题。本文介绍了大口径天线轻薄设计评估、全流程精度分配与控制、以及大口径天线测量标定与变形补偿等关键技术,为大型相控阵雷达精度控制与保形提供了解决方案,支撑我国系列重大战略装备成功研制。

数字雷达阵面T/R组件故障定位方法研究

数字T/R组件是新型数字雷达阵面的关键组成部件,其符合性判别与故障定位是数字雷达阵面批产集成联试的重要环节。结合数字雷达阵面集成联试实际情况,开展了集成手段与方法的研究,分析了T/R组件在阵面联试中的故障模式,确定了判断准则,实现了组件判故的自动化处理,形成了典型数据异常故障的排故流程与方法,完善了组件调试平台控制措施,为新型数字雷达阵面工程量产提供了实用参考。

相控阵雷达阵面通信设备电磁兼容设计

通信设备作为雷达阵面和电子方舱之间的信号传输通道,其电磁兼容设计尤为重要。文章采用电磁兼容预测方法,对相控阵雷达阵面通信设备电磁兼容进行了详细设计,全面分析了电磁干扰源,并针对性地采取对应措施。根据实验验证,文章的设计有效降低和减少了各类干扰,确保了通信设备稳定、可靠工作。

基于四面体特征的面阵激光雷达与相机标定方法

为了提高面阵激光雷达与相机标定精度,提出了一种基于四面体结构的面阵激光雷达与相机标定方法。利用图像中角点的反投影射线和点云中直线特征建立“点-三线”的对应关系,提高了约束强度,根据异面直线间的距离和投影直线间的夹角建立约束方程,通过非线性优化求解相机和雷达坐标系间的变换向量并最终得到变换矩阵。构建三角板和地面组成的四面体结构并进行实验验证,实验结果表明:该方法的平均投影误差在0.6像素以内,优于其他两种标定方法,为后续激光雷达数据与图像数据融合提供了研究基础。

基于迭代重加权的子阵级MIMO雷达角度超分辨算法

针对子阵级多输入多输出(MIMO)雷达阵列孔径数量有限带来的高方向图旁瓣问题,构建了子阵级MIMO雷达收发信号和多子阵角度测量模型,提出了基于自适应迭代重加权(AIR)和p-范数约束下迭代重加权最小二乘(p-IRLS)的角度超分辨算法,分析了两种算法的计算复杂度。在仿真实验中验证了两种算法的性能,并对其在单目标和双目标、以及干扰环境检测中的效果进行了比较分析。仿真结果表明,AIR和p-IRLS算法能够有效降低子阵级MIMO雷达的方向图旁瓣电平,同时实现对目标的角度超分辨。和AIR算法相比,p-IRLS算法在低信噪比和邻近目标分辨性能更突出。

圆阵雷达低慢小目标跟踪性能提升技术

低慢小目标的探测跟踪是雷达领域的难题;圆阵雷达在跟踪变速运动的无人机目标时,往往会因为积累能量扩散等问题导致跟踪不稳定、易断航等现象。文中充分挖掘圆阵雷达自适应数据率跟踪的潜力,将目标实时信噪比引入跟踪环路内,通过长时间相参积累脉冲组作为补救跟踪措施提升目标机动航段的跟踪稳定性。同时,通过Keystone变换和Dechirp算法校正长时间照射引起的距离徙动和多普勒扩散问题。数值仿真分析和圆阵雷达实测均验证了该方法的有效性。

一种基于雷达阵面BIT的故障诊断算法分析

针对雷达阵面故障诊断难度日益增大的情况,提出了一种基于相关度与疑似度的雷达阵面故障诊断算法。该算法首先建立了基于映射关系的雷达阵面故障传播模型,然后利用故障相关度和疑似度分别解决故障集合和BIT信息集合庞大的问题。实验表明,该算法与其他算法相比具有较高的故障检测率和较低的故障误检率。

机动目标跟踪时组网机会阵雷达功率分配算法

针对机动目标的高动态属性导致雷达系统不能精确地分配系统资源问题,本文提出了一种基于改进的当前统计模型的组网机会阵雷达功率分配算法。该算法通过改进的当前统计模型预测机动目标运动状态,采用预测的条件克拉美罗界作为功率分配时目标跟踪性能的衡量基准。针对目标信息的不确定性,引入随机变量表征目标RCS,建立基于机会约束规划的功率资源分配模型,并设计混合智能优化算法求解满足机会约束的最优功率分配。仿真结果表明,预测的条件克拉美罗界能够提供一个更加精确的跟踪性能衡量边界,该算法能够有效提高雷达系统资源利用率。

面阵固态激光雷达在排水管道检测中应用研究

激光雷达扫描是排水管道完整性检测的一种重要方法。针对目前激光扫描设备无法快速绘制出排水管道内壁三维轮廓图像的问题,文中设计一种基于面阵固态激光雷达传感器的管道内壁信息采集传输系统,给出激光雷达传感器的硬件采集电路原理图,详细阐述系统软件设计方案和实现过程。模拟场地测试时,采集面阵固态激光雷达三维点云数据和深度数据,详细对比检测量和实测量,以验证检测数据的可靠性。结果表明,面阵固态激光雷达测量精度为1.8 cm,检测范围可达5 m。现场实测时,绘制排水管道内壁面阵固态激光雷达三维深度图,三维图中管道底部泥沙和管道顶部污垢清晰可见,能快速检测出排水管道内壁的完整信息。所设计系统实用性高、检测速度快,具有良好的稳定性。

预应力索-杆张力结构相控阵雷达阵面振动模态分析

预应力索-杆张力结构雷达阵面是一个包含索-杆张力结构%预应力在内的一种新型的阵面结构形式&为此,建立了预应力索-杆张力结构雷达模态数值计算模型,对“降温法”施加预应力进行了分析和验证,进而对该新型雷达阵面结构模态进行了数值分析,得到了某预应力下该型雷达阵面前十阶固有振动频率及其相应固有振型,并对预应力大小对该新型雷达阵面的自振频率的影响进行了分析.结果表明,预应力对阵面的刚度影响明显.

基于固态面阵激光雷达的人体行为识别研究

计算机视觉技术的发展,涌现出很多目标检测和行为识别研究的方法,使得人体行为识别研究的相关成果应用于智慧教育环境、虚拟现实和人机交互等方面成为常态。该文针对复杂多变的环境下基于固态面阵激光雷达的基础且在深度学习算法模型优化下的人体行为进行识别研究。具有2个显著特点,一方面,数据经处理后重构能反映目标几何外形的三维图形,获取目标表面反射特性、运动速度等丰富的特征信息,为目标探测、识别和跟踪等数据处理提供信息支持、降低算法难度;另一方面,固态面阵激光雷达的应用,使得其具有测量分辨率高、抗干扰能力强等特征。解决传统算法依赖人工提取特征,复杂耗时且泛化性差等不易操作的问题,使得人体行为识别更加信息化与智能化。

基于三维外形投影的蒙皮阵面资源预分配

蒙皮阵面与飞行器表面共形,可以实现全向目标探测。针对飞行器蒙皮阵面成千上万的阵元,基于天线方向图综合和子阵分割的阵面资源分配算法无法实时应对复杂多变的战场环境。本文利用等效全向辐射功率衡量目标探测所需的射频资源,采用阵面投影的方法将复杂的三维蒙皮阵面投影到二维球面,并通过顺序特征匹配方法判断多目标探测时是否存在共用阵面的情形。本文以西科斯基S-97“突袭者”直升机为试验对象进行仿真试验,仿真试验表明所提方案能够有效分配蒙皮阵面资源探测侧面和仰视目标,判断阵面资源调度重叠情况,可应用于多目标探测时采取时分复用工作模式的蒙皮阵面孔径资源预分配。

基于UCA-FDA雷达距离补偿的DOA估计方法

主瓣欺骗式干扰给雷达在电子对抗中的应用带来了挑战。为了解决电子对抗中主瓣距离欺骗干扰的到达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,基于均匀圆阵的频率分集阵列(uniform circular array-frequency diverse array,UCA-FDA)雷达,提出了一种利用距离补偿的DOA估计方法。所提方法通过对雷达接收信号进行距离补偿,消除距离维度上的影响,并将角度联合导向矢量和处理后的协方差矩阵代入多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法,从而获得目标的方位角和俯仰角。此外,所提方法还增加了分辨来自同一方向的多个目标的功能,具有角度估计精度高、抗干扰性能好、适用低快拍情景的优点。仿真实验也证明了所提方法的有效性。

基于面阵式激光雷达的弹目交会参数解算仿真研究

论文通过分析面阵式激光雷达扫描成像机理,建立飞行目标运动数学模型,采用双切片法对目标模型进行可见点提取,实现面阵式激光雷达对飞行目标的模拟观测扫描。受限于面阵激光雷达分辨率,仅可采集到目标表面部分点云,文中利用凸包算法、灰度图和深度像融合算法对目标点云进行图像增强和滤波处理,以利用缺失点云重构飞行目标轮廓。仿真实验表明,图像增强处理能使导弹弹体和轨迹更加清晰可辨,解决目标飞行速度较快造成的运动模糊和拖尾现象,为后续弹目交会参数解算提供技术支持。

机载非正侧阵雷达降维STAP性能仿真

机载非正侧阵雷达杂波功率谱的空时分布随雷达的侧视角而变化,增加了空时自适应处理(STAP)的复杂性和处理难度。针对机载非正侧阵雷达的降维STAP性能开展了仿真研究,首先建立了机载非正侧阵雷达的杂波模型,对不同侧视角下的杂波分布进行仿真,在此基础上建立了机载雷达降维STAP的数学模型,最后通过数据仿真研究了机载非正侧阵雷达降维STAP性能,可以为未来非正侧阵雷达的降维STAP研究提供技术支撑。

海空背景下低慢小目标泛探雷达多域多维特征建模与分析

飞鸟和无人机等“低慢小”目标回波微弱、特征不明显,对雷达探测和识别提出了很高的要求,对其特征建模与特性分析是基础,而获取雷达多域多维的目标特征是前提。数字阵泛探雷达通过“宽发窄收”工作模式,实现目标的长时间积累,实现更高的积累增益和多普勒分辨率,能够获得目标的多域多维特征,为“低慢小”目标的精细化处理和探测识别一体化奠定了基础。该文针对海空背景下的飞鸟、旋翼和固定翼无人机、直升机等“低慢小”目标,利用数字阵泛探雷达系统获得的距离-方位-帧间、距离-脉冲-帧间等多维数据,提取目标的时域回波特征(单帧脉冲回波、动态脉冲回波)、变换域多普勒特征(多普勒瀑布图、微多普勒谱)、长时间机动特征(加速度序列、加加速度序列、航迹)7类19种多域多维特征,能够充分的反映目标在单帧和多帧数据间的幅值起伏、能量变化、运动、机动、微动等特性,从而实现对“低慢小”目标的精细化特性描述与分析。最后,采集并构建了数字阵泛探雷达“低慢小”目标特征数据集,对典型目标的特征进行验证和定量、定性分析,总结不同目标的特征差异,验证结果表明,四种类型的“低慢小”目标的多维特征具有明显的区别,获得的特征和差异将为后续的“低慢小”目标分类和识别提供重要支撑。

频控阵雷达:概念、原理与应用

频控阵雷达是近年来提出的一种新体制阵列雷达技术,它能够形成具有距离依赖性的发射波束,克服了传统相控阵雷达不能有效控制发射波束的距离指向问题,并具有很多独特的应用优势。该文系统地介绍频控阵雷达的概念、原理和应用特点,全面梳理国内外关于频控阵雷达技术的研究文献,系统性地总结归纳频控阵概念、基本原理及其雷达应用特点等几个方面的研究现状,并分析频控阵雷达未来的应用前景和亟待解决的关键技术问题。