一种低功耗低成本便携式战场侦察雷达系统设计

战场侦察雷达需求高集成、轻量化、低功耗、低截获概率的特点,同时又要保证高可靠和便捷使用。针对战场侦查雷达设计需求,从系统体制选择、硬件架构设计、软件架构设计和分系统实现方式设计等方面进行了探讨,设计一款低功耗低成本便携式战场侦察雷达系统。

一种S波段国产GaN固态雷达发射机

为了应对国产化需求,设计了一款工作频点在2.7到2.9 GHz的国产氮化镓(GaN)固态雷达发射机。设计的发射系统A、B两路发射机各自可以单独工作。当一路工作出现故障,能够自动切换到另外一路,不会造成中断停机。发射系统的组成部件位于发射机柜和电源机柜里,通过接收来自发射监控系统的控制命令,执行发射监控系统的命令并完成对发射电源及发射组件的控制,完成功率数据、电流电压等数据的采集,同时也将本系统中各主要部件的工作状态和故障信息回馈监控系统。

长脉宽模式下雷达供电系统功率波动机理研究

长脉宽工作模式引起的雷达系统功率大范围波动对供电系统稳定性造成影响。首先建立阵面发射单元的数学模型,根据脉冲负载的平均功率供电模式特点,提出了电流裕度的概念。采用状态空间分段方法,分析了供电系统的电压和电流变化规律,推导出长脉宽工作模式下系统功率波动函数及其简化形式。然后,提出峰峰值与平均功率比PAPR(peak-peak to average power ratio),用以定量分析功率波动程度,根据该指标,分析了影响系统功率波动的影响因素,得到了功率波动与影响因素之间的关系。最后通过实例分析,验证了所提出的结论,为长脉宽工作模式下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。

基于改进雷达图法的电能质量综合评估方法

对雷达图法进行了改进,并应用于电能质量的综合评估中。改进的雷达图法首先对各指标的权值进行排序,进而依据该排序结果对雷达图中指标对应的扇形区域进行排序和分配扇形的角度,利用各指标对应的扇形区域的对角线作为指标轴绘制雷达图,不仅最大限度地反映了各指标的独立权重,而且也反映了各指标之间的相互影响和作用。改进了评估算法,利用所绘制雷达图的面积和周长2个变量完成对电能质量的综合评估。验证结果表明,所提方法具有较好的可行性。

基于机会策略的多态系统视情更换决策

针对部件间存在性能相关性和经济相关性的多态系统,提出了基于机会策略的多态系统视情更换维修决策方法。采用Markov模型描述部件的衰退过程,利用通用生成函数对系统的可靠性指标进行分析,以机会策略为基础,从"部件级更换的角度"出发,提出了一种新的多态系统视情更换维修决策方法,确保系统在有限服役期内,获得最大经济效益。并以某雷达功率放大系统的更换维修决策为例进行分析,该方法在考虑部件间经济相关性的同时,一定程度上减少了总的维修次数,提高了装备系统的战场保障能力,具有很强的通用性和工程应用价值。

相控阵雷达发射单元供电建模及特性研究

相控阵雷达阵面发射单元的供电性能对雷达性能有重要影响,研究供电性能指标和设计方法对指导大型相控阵雷达系统优化具有重要意义。基于发射单元的脉冲负载特性,建立了发射单元的等效电路和数学模型,分析了电压突变的产生机理。采用状态空间分段方法,研究了发射单元供电系统的四种工作状态。基于系统状态方程,推导了发射单元电压顶降的理论计算公式,得到电压顶降的主要影响因素。为满足电压顶降约束,推导了储能电容容量的精确和近似计算公式。通过仿真分析,验证了所提出结论的正确性。所提出的命题和推论构成了发射单元供电系统设计的基本理论,为长脉宽大型相控阵雷达的阵面供电系统设计奠定了理论基础,具有良好的工程应用价值。

基于非线性机会约束规划的多基雷达系统稳健功率分配算法

现有多基雷达系统(MSRS)功率分配算法都假设目标的雷达散射截面(RCS)信息先验已知。针对上述问题,该文将目标的RCS建模为分布未知的随机变量,提出一种基于非线性机会约束规划(NCCP)的MSRS稳健功率分配算法,用于处理RCS参数的不确定性。该文首先推导了目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗界(BCRLB)。然后以最小化MSRS各个时刻发射功率为目标,在满足BCRLB不大于给定误差的概率超过某一置信水平的条件下建立了NCCP模型,并用条件风险价值(CVaR)松弛结合抽样平均近似(SAA)算法对此问题进行了求解。最后,仿真实验验证了算法的有效性和稳健性。

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。

一种针对目标三维跟踪的多基地雷达系统功率分配算法

针对实际应用中有效利用多基地雷达系统有限资源的需求,该文提出一种基于目标3维跟踪的功率分配方法。该方法首先推导了目标3维跟踪时均方根误差的贝叶斯克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率分配。而后,该文用梯度投影算法对由此产生的非线性、凸优化问题进行了求解。仿真结果表明,相对于功率均匀分配的情况,该文提出的功率分配方法能明显提高目标的跟踪精度。

基于回旋管的星载太赫兹成像雷达设计与仿真

太赫兹技术应用和关键器件研制是当今学术界的重要研究课题。太赫兹雷达具有很高的系统带宽和成像精度,可广泛应用于雷达探测和成像领域。回旋管能在较高的频段上实现大功率发射,是目前广泛采用的一种太赫兹频率源。根据国内外大功率回旋管的研究现状,提出了一种基于回旋管的星载太赫兹成像雷达系统方案,对雷达的关键技术指标,如作用距离、发射功率和天线增益等进行了详细论证,并进行了ISAR成像仿真试验,仿真结果验证了成像系统的高分辨率特性,为太赫兹频段高分辨率成像雷达系统设计提供理论依据和技术支持。

1100W开关电源前级功率因数校正技术的研究

功率因数校正技术作为雷达电源系统的一项关键技术应用到开关电源中 ,有利于电源技术指标的提高 ,对雷达供电系统的有效运行带来很大的益处 ,越来越成为电源行业研究的热点。介绍了功率因数校正技术的发展和特点 ,分析了平均电流型技术 ,给出了 110

雷达供电系统架构可靠性研究

针对雷达供电系统架构可靠性分析,提出了雷达供电系统架构的定义和分类方法;基于可靠性理论,分别建立了直接型架构和能量管理型架构的可靠性模型;推导了电力系统体系结构的基本可靠性、任务可靠性、重大故障平均间隔时间(MTBCF)和平均无故障工作时间(MTBF)的解析表达式,为雷达供电系统架构的可靠性分析提供了理论依据和计算方法。理论分析证明了能量管理型架构的MTBCF大于直接型架构的MTBCF。通过工程实例验证,只有能量管理体系结构满足系统可靠性指标的要求,验证了该文提出的可靠性分析方法的有效性。该文提出的供电系统架构分类和系统可靠性计算方法,为供电系统架构的优化设计提供了理论依据,具有较大的理论和工程应用价值。

基于Wiener-MM和UGF的多态系统可靠性评估

为准确描述部件的状态转移过程,实现对多态系统(MSS)可靠性的准确估计,采用Wiener-马尔可夫模型(Wiener-MM)对部件的状态概率进行求解,利用通用生成函数(UGF)方法对MSS的可靠性进行分析,提出了基于Wiener-MM和UGF的MSS可靠性评估方法,并对某雷达功率放大系统的可靠性评估进行了分析。该方法降低了传统方法中部件失效阈值对系统可靠度评估的影响,提高了系统可靠性评估精度,为雷达功率放大系统的预防性维修提供了新方法,具有很强的通用性和工程应用价值。

基于改进雷达图法的光伏并网发电系统稳态电能质量综合评估

针对单项电能质量指标在反映光伏并网系统电能质量综合水平问题中存在的缺陷,本文提出一种改进雷达图法,用来判断光伏系统接入是否会对当地电网的电能质量造成影响。该方法避免了应用传统雷达图法可能引起的评估结果不唯一、指标信息共用等问题,首先考虑电能质量评估指标的权重值和指标测量值,然后利用线性加权的思想得到带权指标值,并依此来绘制得到雷达图,最后构造评价指标来反映评估结果,所得的结果具有唯一性。算例表明该方法在光伏发电系统稳态电能质量评估中的有效性。

通用航管二次雷达功放模块自动测试系统研制

航管二次雷达的性能直接关系到航空飞行安全。高功率模块的测试尤需谨慎;研制通用的航管二次雷达功放模块自动测试系统可提高保障能力,降低保障成本;系统采用PXIe、LXI/LAN、GPIB混合总线技术,以PXIe嵌入式PC控制器为控制中枢,以"测试盒组"为测试中枢,经适配器实现PXIe板卡、仪表与被测单元的适配,实现多品类功放模块的测试;文章从测试需求、仪表选择、TPS开发平台、系统结构等方面阐述了系统总体设计,提出了基于频谱分析仪的插入相位测试方法,并着重分析了系统在测试盒组、适配器和自动校准补偿三方面的通用性设计;系统可实现大功率范围的激励、测试及校准,省去对昂贵的矢量网络分析仪的配置,测试精度高,经济效益显著。

SPIC在雷达伺服系统中的应用

在直流力矩电动机驱动的某机载雷达伺服系统中 ,采用了智能型功率集成电路 (SPIC)实现功率驱动 ,能够满足机载环境的苛刻要求 。

多级负荷预测的基础问题分析

围绕多级负荷预测及其协调问题,首先剖析了多级负荷预测的基础——负荷预测的分类方式,通过拓展不同的分类角度,提出了基于雷达图的负荷预测的分类方法,从而清晰地表征负荷预测的"多级"特性。从供应侧和需求侧的角度分析了相关因素对预测对象的影响途径,提出了多级负荷预测中不同级别电网对相关因素的处理策略;研究了多级负荷预测体系下母线负荷预测与系统负荷预测的关系,提出了"虚拟母线"的概念和应用方法;最后总结了多级负荷预测的分析思路和研究内容。的研究为建立多级负荷预测理论提供了广阔的空间。

基于虚拟仪器的气象雷达发射机功率测试系统

为了解决气象雷达发射机功率测试中手动测试效率低下、误差大的问题,介绍了一种基于虚拟仪器技术的气象雷达发射机功率测试系统。通过对S波段气象雷达发射功率数学模型的分析,在现有测试方法的基础上,根据虚拟仪器的思想设计一种新的测试方法,运用LABVIEW设计合理的程序来控制硬件测试电路,实现气象雷达发射信号功率的测试系统。该系统在保证气象雷达发射机功率准确测试的前提下,增加了对包含噪声信号的功率谱分析,通过数据库可对测试结果存储调用,具有界面友好、操作简单、扩展性好的特点,为进一步利用虚拟仪器对气象雷达各项指标进行测试和数学分析奠定了基础。

新型固定式相控阵雷达供电系统

介绍了一种新型固定式相控阵雷达供电系统。详细论述了供电系统需要解决的输入谐波和功率因数、阵面电源的体积和质量、电源传输电缆的损耗,以及安全性和热设计等方面的问题,并提出了具体解决方案。本供电系统主要包括地面整流电源、阵面DC/DC电源两部分。地面整流电源的输出直流通过电缆传输到雷达阵面上,作为阵面DC/DC电源的输入,其中地面整流电源采用18脉冲整流技术,阵面DC/DC电源采用高频开关电源技术。最后通过实际产品的波形测试证明了该新型雷达电源供电系统的可行性。

基于功率合成的超宽带冲击雷达研究

用电路合成和空间合成技术,将多个数千伏、纳秒级、超宽带脉冲源合成为兆瓦级高功率脉冲源;文中设计了一套由功率合成的全固态脉冲发射机、超宽带平面喇叭收发天线阵、正交解调采样接收机、主控计算机四大部分组成的冲击体制雷达目标探测系统,介绍了系统的工作原理;给出了实际系统目标探测的外场试验相关试验结果,验证了系统的可行性以及信号处理算法的正确性和有效性,为高功率冲击体制雷达技术的发展奠定了一定的实践基础。