联立角度估计的GEO卫星地面站和差波束干扰消除方法

随着地面用频设备的不断增多,卫星通信受到的电磁干扰日益严重,从波束旁瓣进入的大电平干扰信号会造成极大的危害,导致接收信号信干噪比降低,信息无法解调。针对该问题提出了一种联立角度估计的和差波束干扰消除方法,一方面通过和波束及差波束估计出干扰信号的来波方向,另一方面基于估计结果利用和差波束的接收信号加权求和消除从旁瓣进入系统的干扰信号。仿真实验证明,所提方法能够有效抑制地球静止轨道(Geostationary Orbit,GEO)卫星地面站的旁瓣干扰,在低信噪比和强干扰条件下能够保持良好的性能,干扰抑制效果达到50 dB以上。

一种和差波束可重构的微带贴片天线

本文设计了一种工作在TM03模式的单层方形和差波束可重构的开槽微带贴片天线。该天线由同轴探针馈电,没有复杂的和差网络和馈电结构。顶层辐射贴片上三个平行排布的矩形槽用于和波束方向图的旁瓣降低和增益增强。槽两侧的八个金属过孔用于产生差波束。底层金属地上设计了简单的二极管开关控制电路用于实现和波束与差波束的切换。测试结果表明,该和差波束天线的中心工作频率为3.53 GHz,-10 dB阻抗带宽为1.4%,和波束的增益为11.35 dBi,旁瓣电平为-22.9 dB,半功率波束宽度为45°,差波束的增益为9.62 dBi,零深深度为-17.95 dB。本文提出的和差波束可重构微带贴片天线结构紧凑,低剖面、高增益,且具有良好的辐射特性,易于在PCB板上与其他平面电路集成。

一种异形结构的低剖面单脉冲阵列天线

本文提出了一种基于异形结构的Ku波段低剖面单脉冲波导阵列天线。该阵列天线由开口波导辐射槽层、一分四耦合腔层以及不等分馈电网络层组成。采用空气波导结构和全并馈网络以实现宽带和高增益性能。阵列天线共有四组子阵列,对应四个输入口,从而实现了方位面和俯仰面的和差波束生成。此外,该设计还具有异形口径的阵列拓扑结构和9 mm的低剖面优势,可以满足实际工程的需求。由HFSS仿真结果表明,所设计的天线阵列回波损耗低于-10 dB的带宽范围为15.3 GHz-22 GHz,此带宽内天线的最大增益为26.8 dBi,口径效率最高可达到85%,具有较好的天线性能。

基于成像对消的抗压制干扰新方法

为了解决雷达抗压制干扰难题,提出了一种基于干扰成像对消的抗压制干扰新方法。基于虚拟透镜成像技术,采用和/差波束成像精确测定干扰角度坐标。根据测定的干扰坐标,采用点目标拟合压制干扰源,生成对应的阵列接收信号。通过对拟合的干扰及阵列信号进行干扰成像重建和对消,进而消除或降低压制干扰对目标检测的影响。最后进行了抗干扰仿真,仿真结果表明,所提方法能够有效对抗副瓣干扰和近主瓣干扰,同时对主瓣干扰也具有一定的对抗效果。

机载雷达单脉冲前视成像算法

单脉冲技术通过比较单个脉冲多路回波信号的信息实现对目标角度位置的精确测量,广泛运用于跟踪雷达中。将其运用于成像中可以实现合成孔径雷达(SAR),多普勒波束锐化(DBS)等技术难以实现的前视成像,针对这一点,提出了一种单脉冲前视成像算法。实测数据处理结果表明,这种方法与实波束成像相比,可以显著改善图像质量,具有很高的实用价值。

微弱信号源的和波束定向方法与分裂波束定向方法的性能比较

本文讨论水下辐射噪声源的精确定向问题,给出被动声纳和波束定向与分裂波束定向方法的性能比较。指出在一定信噪比下,分裂波束精确测向技术比和波束定向技术具有较高的定向精度。但是,随着信噪比的下降,两者趋于一致。推导了估计定向精度的分析表达式,给出在直线阵和圆弧阵情况下,延时估计和声源入射角偏差之间的换算公式和数值模拟结果。同时给出数字式声纳用以计算入射信号左波束和右波束数据的互谱来实现分裂波束定向的方法。

一种基于和差波束的机载SAR定位方法

机载SAR绝对定位技术可以直接对地面目标进行定位,无需地面参考点,对于军事及民事应用具有重要的实用价值。该文提出一种新的机载SAR对地定位方法,主要研究在无地面参考点的情况下,利用和差波束SAR图像直接对地面目标定位,获取地面目标3维坐标信息。论文分析了载机速度、高度及测角误差对定位精度的影响,并与传统基于距离多普勒模型的定位方法进行了比较,最后通过仿真实验验证了该定位方法的有效性。

6.2W外腔和频589nm黄光激光器

报道了一台800Hz,6.2W外腔和频的589nm黄光激光器。基频激光器均采用双棒串接平平对称腔,增益介质为Nd:YAG晶体,采用声光调Q方式分别获得11.1W的1 064nm激光和12.6W的1 319nm激光。和频晶体采用三硼酸锂(LBO),尺寸为4mm×4mm×30mm,采用Ⅰ类非临界相位匹配。将两束激光通过分光镜合束,聚集后注入LBO晶体,获得589nm黄光最大输出功率为6.2W,脉宽为50ns,和频效率26.2%。x方向和y方向的光束质量平方因子分别为3.20和3.61。

X射线TICT在复合材料工件检测中的射束硬化拟合校正研究

X射线TICT中,X射线透射物质时,发生了能谱硬化现象。使图像重建时出现伪影。因此必须进行修正。文中对X射线硬化现象进行了分析,探讨了X射线TICT在检测复合材料工件中,X射线射束和与透射厚度的关系,并根据Beer定律和X射线与物质作用的特点,通过获取X射线射束和数据,首先拟合出射束和与透射厚度的关系式,然后推导出X射线射束和校正为单色射线射束和的等效厚度与透射厚度的关系及其等效方法,最终得出X射线TICT在检测复合材料工件中X射线等效单色射线的衰减系数的射束硬化拟合值,再对此衰减系数拟合值进行卷积反投影重构,即可有效消除X射线TICT在检测复合材料工件中射束硬化造成的影响。

基于聚类算法的最优子阵划分方法研究

系统研究了大型阵列雷达中的最优子阵划分问题.分析了权矢量逼近准则下最优子阵划分方法的理论基础,得出最优子阵划分方案是否具有邻接性的判断依据,同时提出了一种新的子阵划分方法.与传统的基于聚类算法的子阵划分方法相比,新方法能够进一步减少权矢量逼近误差,获得更优的波束性能.在给定面阵结构及和差波束形成框架下,对提出的新方法进行仿真分析,并与两种传统的子阵划分方法相比较,验证了新方法的有效性.

工业CT在工件检测中X射线硬化校正

X射线工业CT中,由于X射线能谱具有多色性,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,X射线能量越高,衰减系数越低。也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小。射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象。由于射线硬化现象使图像重建时出现伪影,因此必须修正。文中对X射线硬化现象进行了分析,探讨了在均匀物质中,X射线射束和与透射厚度的关系。并根据Beer定律和X射线与物质作用的特点,通过获取X射线射束和数据,拟合出射束和与透射厚度的关系式。然后得出在同一透射厚度时,X射线射束和校正为单色等效射束和的关系及其等效方法。最终得出X射线等效单色射线的衰减系数的拟合值。再对此衰减系数拟合值进行卷积反投影重构,即可有效消除X射线射束硬化的影响。

X射线TICT中射束硬化拟合校正研究

X射线TICT中,由于射线硬化现象使图像重建时出现伪影。文中对X射线硬化现象进行了分析,探讨了在均匀物质中,X射线射束和与透射厚度的关系,并根据Beer定律和X射线与物质作用的特点,通过获取X射线射束和数据,首先拟合出射束和与透射厚度的关系式,然后得出X射线射束和校正为单色射线射束和的等效厚度与透射厚度的关系及其等效方法,最终得出X射线等效单色射线的衰减系数的拟合值,再对此衰减系数拟合值进行卷积反投影重构,即可有效消除X射线射束硬化的影响。

单脉冲和差波束测角的精度研究

精密跟踪雷达中单脉冲测角是一种重要的技术体制,测角精度的好坏将关系到雷达对作战目标的跟踪性能。对于影响系统测角误差的诸多因素展开了较为全面的分析与研究,给出了各种噪声影响的测角误差数学模型。并在此基础上对测角精度有影响的接收机热噪声、目标振幅起伏噪声、目标角噪声、伺服系统噪声和多径传播噪声等因素进行了梳理、仿真,通过仿真结果给出了相互影响关系,文章的结论对于该类系统的设计与使用有一定的指导和帮助作用。

有限尺寸矩形截面螺线管轴向分量磁场的理论及模拟计算研究

在多层多匝矩形截面螺线管轴向分量磁场解析表达式难以求得的情况下,利用单匝矩形线圈及单层多匝矩形截面螺线管轴向分量磁场的解析表达式,采用切片求和的方法,求得了可用于软件编程的矩形截面螺线管轴向分量磁场分布的表达式,并编写了相应的Matlab计算程序.最终,利用所编写的计算程序,对各类小型加速器中应用较多的束流轨道校正磁铁轴向分量磁场的分布进行了计算,并与三维静态电磁场计算软件CST EM Studio的模拟结果进行了对比,两者符合较好.

机载相控阵雷达和差通道地面杂波功率谱分析

本文采用沿距离门一等多普勒线区域积分求杂波功率的方法，通过建立和差波束天线方向图模型，对机载相控阵雷达在常规脉冲高、中、低脉冲重复频率（ＰＲＦ）时和差通道的地面杂波功率谱进行了研究，分析了杂波功率谱受载机速度、ＰＲＦ、脉冲宽度、波束指向等参数影响的变化规律．分析结果对机载相控阵雷达杂波模拟和雷达信号处理都有实际应用意义。

相控阵中频数字和差波束形成技术

单脉冲测角所需的和差波束形成有模拟和数字两种方式。研究了中频数字正交技术,对中频数字化和差波束形成方法进行了比较仿真。结果表明:在中频进行数字和差波束形成可以提高角度估计精度,更方便地获得低旁瓣。

子阵级和差波束形成及测角方法研究

大型面阵采用子阵级波束形成降低了计算量和接收通道数,由于只有一套功分网络,无法有效抑制差波束的副瓣。针对单脉冲相控阵系统,在子阵级采用数字加权抑制差波束的副瓣,使用虚拟子阵差波束的加权系数对子阵级输出进行幅度修正,改善了差波束的副瓣性能。基于对称取反的子阵级差波束形成,提出了改进的基于正弦空间坐标系的和差波束测角误差曲线建立及方法,对不同频率及不同波束指向只需建分别立方位和俯仰各一条误差曲线,降低了查表运算量和数据存储需求。仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。

相控阵的两级子阵级加权方法研究

研究相控阵雷达的两级子阵级加权方法。其中第1级子阵级加权用于抑制差波束旁瓣,与Bayliss加权相比,降低了硬件成本与复杂度。第2级子阵级加权用于对和、差波束进行自适应干扰抑制。给出基于修正导向向量的方法,可有效抑制自适应方向图的旁瓣;且具有实现简单的优点,与基于预处理的方法相比有效降低了运算代价。采用修正导向向量与最优波束形成器的结合方法,提高了旁瓣抑制的灵活性;可在较好抑制旁瓣的同时,得到与最优波束形成器非常接近的SINR。仿真结果证明了所提出方法的有效性。

只利用一种模拟加权的子阵级和差波束旁瓣抑制方法

对于采用单脉冲技术的子阵级相控阵雷达系统,需要同时对和、差波束的旁瓣进行抑制。该文研究阵元级只用一种模拟加权,同时结合子阵级数字加权的和、差波束旁瓣抑制方法。通过构造阵列的和、差输出通道,并对假想的位于和、差波束整个旁瓣区域内的干扰进行最优自适应滤波来确定模拟加权。为改善旁瓣抑制效果,子阵级进一步采用数字加权,以逼近常规的Taylor和Bayliss加权。该方法有效地降低了硬件成本与复杂性,并充分利用了数字处理的灵活性。本文纠正了有关文献中求解模拟加权表达式中的错误,并给出了正确形式。仿真结果证明了所提出方法的有效性。

静态和差波束匹配的空时自适应处理方法

传统空时自适应处理方法的和差波束参数估计面临角度多普勒参数耦合的问题,当存在目标信号污染时,参数估计性能急剧恶化.笔者提出了一种基于静态和差波束匹配的空时自适应处理方法,通过采用幅度和相位响应的联合约束,使得自适应后的和差波束逼近静态和差波束主瓣区域的幅度和相位响应特性,进而实现自适应和差波束主瓣保形,克服目标污染等因素造成的主瓣畸变现象,同时保持角度多普勒无耦合的特性.仿真实验验证了所提方法的有效性.