Simutaneous radar imaging and velocity measuring with step frequency waveforms

The principle and method of both radar target imaging and velocity measurement simultaneously based on step frequency waveforms is presented. Velocity compensation is necessary in order to obtain the good High resolution range profile since this waveform is greatly sensitive to the Doppler shift. The velocity measurement performance of the four styles is analyzed with two pulse trains consisted of positive and negative step frequency waveforms. The velocity of targets can be estimated first coarsely by using the pulse trains with positive-positive step frequency combination, and then fine by positive-negative combination. Simulation results indicate that the method can accomplish the accurate estimation of the velocity with efficient computation and good anti-noise performance and obtain the good HRRP simultaneously.

手持式激光雷达SLAM系统性能评定

手持式激光雷达SLAM系统的性能评定十分必要,但目前尚无性能评定的规范,且已有方法不能全面评价系统性能。为此,本文设计了5种性能评定方案:用室内检定场的球形标靶评定绝对精度,用线特征评定相对精度,用球形标靶直径评定重复性精度,用平面点云的平面度评定点云厚度,用可移动平面评定测程。试验结果表明,评定方案可靠有效,被测评系统的绝对精度为±1.1 cm,相对精度为±2.8 cm,重复性精度为±0.32 cm,点云厚度为0.92 cm,测程在90~95 m之间,基本符合系统标称性能。评定方法具有一定参考和推广价值。

超声波燃气表在宽温度范围下的计量性能试验研究

超声波燃气表是利用超声波在流体中传播特性测得流体流量,是成为新一代主流的燃气流量计量产品,其中,燃气表的温度适应性是衡量计量性能的重要项目。该项目通过试验研究,分析了其在温度范围(-25~55)℃的示值误差的计量性能。结果表明:该燃气表在高温和低温环境下的计量性能虽存在一定程度的变差,但仍满足1.5级要求,且其换能器组件的技术水平仍有较大提升空间。

相控阵测控技术(四):相控阵测控中角误差对测速/测距误差的耦合效应

相控阵中,控制各阵元移相值实现角度跟踪的同时也会对合成载波的相位产生影响,而测控中的测速/测距又是通过测量该相位来实现的,这就使得角度跟踪对测速/测距精度产生了影响,这是相控阵应用于测控系统的主要技术问题。研究了这种效应及其产生的机理,分析了各种影响因素,阐述了它的物理意义,推导出了相应的公式,指出了它对测速/测距误差的影响。

基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车设计与试验

针对传统农业车辆牵引负荷车机械结构复杂、存在加载死区导致无法实现全范围加载,采集系统功能单一无法实时评估被试车辆牵引性能的问题,设计了一种基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车。负荷车以最大加载牵引力150 kN为设计目标,结合对驱动轮的受力分析,完成了其整机关键部件的选型设计,采用集成发动机-电动桥的电驱动系统为核心单元,使用转向牵引架实现前桥平台的自动跟随转向。在LabVIEW RIO架构基础上,通过FPGA搭建高算力、高性能的测控系统,实现对电驱动系统电流、电压、被试车辆牵引力、油耗等多种信息的采集、无线传输与存储,并使用模糊自适应PID控制算法对牵引力加载进行闭环控制。最后开展整机性能验证试验,负荷车实现了0~150 kN范围内的负荷加载,加载系统最大响应时间为3.6 s,最大超调量为1.61%,实际加载牵引力与目标牵引力最大误差为4.5%。整机性能验证试验表明,负荷车具备良好的牵引负荷加载性能,其测控系统可实现被试车辆牵引性能多参数的实时准确监测,能够完成对农业车辆牵引性能的全面评估。

基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法

根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用宽带单个脉冲对运动目标测速和测距的方法。该方法首先对回波信号进行STRETCH处理,然后对处理后的回波进行快速解线性调频,并用ESPRIT方法取代传统的FFT方法,从而大大提高了参数估计精度,实现了采用宽带单个脉冲对运动目标的同时测距与测速。仿真试验表明该方法具有良好的测量精度。

战斗部破片速度光幕靶测量方法研究

针对战斗部常规生产检验,提出了采用多个光幕靶、数据采集仪和位置标识器进行测速的方法。光幕靶探测破片穿过的时刻,数据采集仪记录波形并提取破片穿过光幕靶的时间,位置标识器可以识别破片飞行的方向角度,从而计算破片实际飞行的靶距。介绍了测速系统的组成,光幕靶设计以及测速系统的冲击与破片杀伤防护措施。采用战斗部静爆试验验证了所提方法,结果表明所提方法准确有效。给出了破片穿过光幕的瞬态波形。

合成射流速度特性的实验研究

利用热线风速仪,测量了某受激扬声器产生的合成射流的速度大小。详细测量了频率、功率、波形、空间距离等对合成射流平均速度、最大速度的影响。测量结果表明,所研究的合成射流激励器能够产生很大的射流速度:平均速度与最大速度分别达到42.5m/s和117m/s。合成射流速度强烈依赖于激励频率,测得3个共振频率分别为750Hz,1600Hz和2700Hz,在偏离共振频率时合成射流速度迅速减弱。

基于大靶面光幕靶30mm口径弹丸速度测试技术

针对室内外全天候条件下用光幕靶测试大口径弹丸速度的需求,本文研究了一种新型大靶面光幕靶.采用红外发光二极管阵列作为发光光源,红外光电二极管线阵列组成接收装置,铝合金型材作为结构支撑架,构建的光幕靶探测区域面积最大可以到3 m×1 m,探测敏感面长度为1 m,且该长度可以任意扩展.文中给出了大靶面光幕靶的光幕结构以及电路的详细设计.用12.7 mm,14.5 mm以及30 mm弹丸进行了实弹试验验证,结果表明:设计的光幕靶能抗炮口火光的干扰,对无曳光或曳光较弱的的弹丸能可靠的工作.对曳光较强的弹丸尚无法测试,文中对该问题进行了分析,提出下一步工作思路.

增量式光栅编码器与绝对式编码器性能比较和分析

大型天文望远镜对恒星跟踪时,其跟踪低速性能要求比较高,要达到此速度控制精度,需选取合适的编码器,恒星速度为0.004°/s,伺服系统速度回路采样频率800Hz时,编码器分辨率为26位才能达到测速要求。而国产绝对式轴角编码器的分辨率只能达到24位,不能满足系统测速要求,因此我们采用雷尼绍公司的26位增量式光栅编码器。由于对26位编码器直接测试存在技术难度,因此我们采用与绝对式编码器进行比对的方式对其性能进行说明。通过实验,我们断定其测速性能优于目前国产的绝对式编码器。

脉冲激光测距机性能综合测试技术

提出利用室外消光法与室内时序增益系数比检测相结合的方法进行激光测距机最大测程测试,利用精密光电延时与激光回波模拟技术相结合的方法实现对测距机测程范围、测距精度、选通范围及精度、距离分辨力等主要性能参数的室内模拟测试。对测试原理进行了论述,并对激光测距机的实验数据进行了分析。实验结果表明:利用所提出的综合测试技术可实现对脉冲激光测距机多个主要性能参数的准确测试,为客观评价激光测距机的性能提供了可靠的测量数据。

频率步进信号距离像互相关精确测速算法

针对距离像互相关算法可以实现频率步进信号自测速但测速精度有限这一问题,通过对互相关输出包络和相位的分析,提出了距离像互相关波形分析法和距离像互相关峰值相位法2种测速算法,结合这2种方法提出了一种频率步进信号距离像互相关精确测速算法,该算法的测速精度可以与多普勒测速相比拟,不仅能满足频率步进信号速度补偿的要求,还可以实现微动目标的测量.仿真结果验证了该算法的有效性.

采用线结构光激光器的光幕靶设计及实验

针对现有光幕靶灵敏度低、有效靶面小的不足.文中给出了一种采用线结构光激光器作为光源,硅PIN光电二极管作为接收器件的激光光幕靶设计,采用两个激光器拼接视场,接收装置设计成L形状,二者共同作用形成激光光幕,分析了光幕靶光源性能,给出结构设计,对有效靶面内的灵敏度进行了分析.气枪弹试验验证,设计的激光光幕靶在5 m×5 m有效靶面内,能够探测飞行中的气枪弹.设计的光幕靶灵敏度高、工作稳定可靠,可以用于弹丸速度和密集度的测量.

基于外差检测原理的绝对测距性能理论研究

基于双光学频率梳外差原理测距将长模糊距离、高精度和高更新率3个关键测距特性完美结合,使测量性能能够满足航空航天、科学研究和工业生产等众多领域的需求。然而所使用的双光学频率梳的脉冲时域宽度、重复频率及相对差值、脉冲的固有时间抖动等特性都将会影响测距的性能。对基于双光学频率梳外差原理测距进行了全面的理论分析,并数值模拟了数据脉冲宽度、双光学频率梳重复频率差、啁啾参量、定时噪声、脉冲类型等各因素对测距性能的影响。模拟结果在数值上验证了奈奎斯特采样定律对测距精度的显著影响,表明实验中数据脉冲宽度和重频差的选择应严格满足奈奎斯特采样定律;当飞秒脉冲序列存在一定的时间抖动时,重频差越小,测距性能越差;而脉冲的啁啾特性可转化为脉冲宽度的影响,随着啁啾的增大脉冲宽度被压窄,奈奎斯特采样频率对应的重频差临界值也会变小。通过上述数值分析,为研究人员在特定实验条件下优化测距性能提供了重要指导。

精密跟踪雷达中全软件实现测距和测速

测距和测速是精密跟踪雷达的重要组成部分,采用基于DSP和标准总线硬件平台全软件实现测距和测速功能后,其硬件量缩减为3个模块板,精度和性能稳定性得到较大提升,更易于系统调试和验证。文中对全软件实现测距和测速的硬件组成和软件模块进行了介绍,并对调试方法作了介绍。

雷达组网抗距离-速度欺骗复合干扰技术研究

利用距离多假目标-速度欺骗复合干扰下虚假目标检测概率高、与真实目标角度量测相近的特点,提出了基于雷达组网的低可观测目标跟踪方法。首先根据角度量测信息完成各雷达量测集的划分与融合,然后进行雷达量测划分同源假设检验,利用虚假目标所暴露的真实目标的角度信息,构造低可观测目标的量测输入,提高目标跟踪的稳定性,最后利用目标速度估计径向投影与速度量测的差异鉴别速度欺骗干扰。仿真结果证明了该技术的可行性和有效性。

基于雷达宽带回波的目标测距和测速方法

目标特性测量雷达一般采用宽窄带交替的工作方式,宽带用于获得目标高分辨特征信息,窄带用于目标检测和跟踪。如果雷达只采用宽带工作方式就能够既进行目标检测和跟踪,又能获得目标高分辨特征,则可以降低雷达系统的复杂性,并节约雷达的时间能量。文中提出了一种基于雷达宽带回波的目标测量方法,该方法利用多个宽带回波的幅度和相位信息测量目标距离和速度,实际数据的实验结果验证了该方法具有较高的测距和测速精度。

基于频域波形分析的调频步进雷达测距测速新方法

调频步进雷达存在时延-多普勒耦合,对目标测距测速造成严重的影响。在分析其多普勒性能的基础上,通过采样点位置得到目标的粗距离。然后,根据距离-速度耦合关系得到目标的粗速度,经过二次项补偿后再通过频域波形分析获得目标各散射点的真实距离。最后,通过解耦合得到目标精确速度。详细分析了这一解距离速度耦合的新方法,提出了基于频域波形分析法测距测速的具体步骤。仿真结果表明,这种方法在采样率较高和速度不模糊时具有较好的效果。

利用插值法提高PD雷达测距测速精度

脉冲多普勒(PD)雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制,这种雷达具有同时测距和测速能力。该体制雷达的常规测量方法是利用回波强度最大采样点来确定目标信息,但测量误差较大,已不能满足对测量精度要求较高的现代火控雷达等的需求。为此提出了一种对目标回波主瓣面积作梯形近似并插值估计出回波强度真实最大值点位置的方法———插值法,该方法从回波波形的特点入手,原理简单易懂,可在计算量增加不大的情况下大大提高测量精度,仿真结果验证了其有效性。

智能激光测距机组件检测系统

为了解决目前各激光测距机检测仪功能单一、检测准确度低等问题,研制了一种新型智能激光测距机参数检测仪.系统采用先进的控制技术和方便快捷的微机软件,且配有结构巧妙的分光束光学系统,能同时实现对测距机的光轴平行性、光束性能参数,包括光束发散能量、脉宽、编码准确度的测试;天线的视场和灵敏度测试;系统整体性能测试.2048×2048高空间分辨率CCD的引入,使系统的角分辨率达到了5;″15GHz示波器用于捕获窄达100ps的激光脉冲;高准确度,大动态范围的激光能量计可精确测量出激光的能量.