海面目标星载微波辐射无源探测技术研究

为了全天时、全天候、隐蔽性探测海面舰船目标,提出将高分辨率综合孔径微波辐射计作为星载微波辐射无源探测系统,用于探测海面舰船目标。提出一种新方法用于定量化评估微波辐射无源探测系统探测目标的能力;建立系统关键指标、目标微波辐射截面和探测距离间的关系,分别推导微波辐射无源探测系统的探测概率方程和探测距离方程;开展仿真分析和机载验证实验,其结果均表明高分辨率星载综合孔径微波辐射无源探测技术探测海面舰船目标是可行的。高分辨率星载微波辐射无源探测系统可作为我国天基预警体系的重要补充。

基于定向天线的DF协同通信技术研究

对基于定向天线的DF协同通信系统进行了研究。提出了几种不同DDF协同通信方式,通过对这些通信方式的分析,推导出了它们的中断概率表达式,并仿真对比了各种方式中断概率的异同。结果表明,反馈及选择DDF系统可以获得满分分级增益,在频谱效率不高的情况下反馈DDF系统能获得最优的中断性能。

基于交织的零相关区序列偶集构造方法研究

移位序列的设计是交织法构造零相关区序列集的核心问题。该文根据相关函数分析了移位序列的约束条件,并据此条件提出一种基于交织构造零相关区序列集的方法。文中通过选择不同基序列和满足约束条件的移位序列,能够得到具有灵活零相关区长度的序列偶。该文将此序列偶和正交矩阵相结合,构造出具有一定序列长度和数目的零相关区序列偶集。该方法扩展了交织法的应用,可以构造具有一定容量和灵活零相关区的序列集。

态势信息感知下的航空网络动态中继协议

复杂的作战环境造成航空网络的网络拓扑和信道环境复杂多变,给网络连通性的维持带来了挑战。为满足航空网络对网络连通性的需求,提出了一种基于态势信息感知的动态中继协议,并利用Exata网络仿真软件对所提协议性能进行了仿真分析。通过对无中继、固定中继以及采用所提中继协议的3种航空网络远距离航空平台间吞吐量性能进行分析对比,所提协议较好地提升了平台间吞吐量,表明协议能很好地维持航空网络的网络连通性。

基于交织的零相关序列集的扩展方法研究

为了减少参数限制对零相关区序列集构造的影响,文中提出一种零相关区序列集扩展方法。该方法将初始序列成对地进行交织变换从而构造出序列长度和零相关区都加倍的新序列集。在初始序列集具有最优参数且集合容量为偶数时,新序列集能够保持参数的最优性。该方法同样适用于零相关区序列偶集的扩展,且能够迭代进行从而获得更多的序列集。数值仿真验证了该方法的有效性。

定向多节点DF协同通信系统中断概率及功率分配研究

对基于定向天线的多节点DF协同通信系统进行研究,应用协作域的方法推导其中断概率,同时证明了机会中继条件下中断概率最优,并通过数值仿真得出最优功率分配因子范围。仿真结果表明多中继参与的情况下应根据实际场景选择其数量,在同等数量中继节点且功率受限的条件下,机会中继方案能获得更优的中断概率及更简单的功率分配方法。因此在多中继节点DF定向协同通信系统中,可以采用机会中继方案以实现最优的系统性能。

基于定向天线的多中继节点的AF协同通信系统性能分析

研究了基于定向天线的多中继节点放大转发协同通信技术。首先,从理论上推导了全向发送-全向接收(without beamforming transmit-receive,N-BF),定向发送-全向接收(beamforming transmit-without beam-forming receive,T-BF)以及定向发送-定向接收(beamforming transmit-beamforming receive,TR-BF)3种模式下信道容量及其中断概率。然后,结合具体的数值仿真对不同模式下的信道容量和中断概率分别进行了详细的分析比较。结果表明,TR-BF性能最优,TR-BF以及T-BF相比N-BF而言,系统受噪声影响更小。

一种基于迭代最小二乘法的精确同步方法

最小二乘拟合鉴相曲线的方法可以实现精确同步,但其对粗同步要求苛刻且不能有效对抗频偏。该文通过分析证明当粗同步误差在前后各半个码片周期内时,最小二乘法的测量值介于零和实际值之间。根据该特性提出基于迭代最小二乘法的精确同步方法,并引入分段相关取模策略,以达到抗频偏效果。理论分析表明该方法能够有效消除噪声的影响,并且在分段长度不大的情况下具有很强的抗频偏能力。仿真结果表明该方法具有很强的抗频偏和抗噪声能力,并且在粗同步误差覆盖前后半个码片范围时依然具有很高的测量精度。

基于最小二乘法的高动态条件下抗频偏的精确同步方法

如何在高动态条件下实现精确同步是当今军事作战中必须解决的一个技术难题。在此条件下,码率偏移和载波频偏会影响精确同步的精度。该文提出一种改进的基于最小二乘法的伪码(PN)相位测量方法,并通过理论分析和仿真验证该方法在高动态条件的精确同步能力。理论推导可知,该方法消除了载波频偏的影响,并且具有强的抗噪声能力。数值仿真说明在选择PN序列不长的情况下该方法对码率偏移不敏感,并证明其具有很强的抗频偏能力。最终得到的测量结果说明该方法不仅有很高的测量精度,同时具有很好的抗噪声和频偏能力。

电波频率对射频隐身性能的影响分析

针对新一代军用飞机对射频隐身能力的迫切需求,研究了电波频率对射频隐身性能的影响。首先基于截获距离给出了隐身效率的定义。然后综合考虑自由空间衰减、大气吸收衰减和降雨衰减的影响,对截获距离与电波频率之间的关系进行了分析。最后仿真了10～40GHz之间,不同工作距离和天气环境下,频率改变对射频隐身性能的影响。结果表明,频率选择对射频隐身性能具有很大影响,在10～40GHz内通过频率改变能够提高约10%的隐身效率,同时工作距离和天气条件对隐身性能也会产生一定的影响。

基于压缩感知的稀疏多径信道估计

提出了一种基于压缩感知理论的稀疏多径信道估计方法。利用训练序列设计了一种简化的Toeplitz结构观测矩阵,证明了观测矩阵满足限制等距特性,可以作为压缩感知的观测矩阵。根据此矩阵的近似正交性特点对正则化迭代硬阈值算法进行简化,并引入精英策略提出一种归档正则化迭代硬阈值估计算法。仿真结果表明,该估计方法相对于迭代最小二乘法具有更优的性能,且提出的归档正则化迭代硬阈值算法兼具收敛速度快和稳定性高的优点。

天线波束对飞机射频隐身性能的影响分析

射频隐身是新一代军用飞机必须具备的重要能力。从隐身飞机的实际使用环境出发,针对以往只考虑个体对抗特性,采用Schleher截获因子评价飞机射频隐身性能的不足,提出了基于整体对抗特性,采用联合截获概率评估射频隐身性能的新方法,为射频隐身研究提供了新思路。通过对隐身飞机的射频使用环境建模,计算了天线波束的空、地覆盖区大小,结合联合截获概率的定义和计算方法,仿真了不同情况下天线波束宽度对联合截获概率的影响。根据仿真结果,分析了天线波束对飞机射频隐身性能的影响,其结论可为隐身飞机天线设计时的折中考虑提供基础和参考依据。

太赫兹宽频带准全向平板超材料吸波体的设计

在太赫兹波段设计了一种宽频带准全向的平板超材料吸波体.仿真结果表明,该吸波体在4.36～4.91 THz之间具有极化不敏感和宽入射角的强吸收.提取的等效阻抗实部表明,可以通过调节超材料的电磁响应造成吸波体一侧与自由空间近似阻抗匹配、另一侧与自由空间阻抗不匹配,从而在吸收频带内同时实现反射率和传输率最小、吸收率最大.仿真的三种不同损耗情况下吸波体的吸收率表明,吸波体的强吸波特性主要源于金属损耗;金属无耗时,基板的介质损耗只能吸收部分能量.仿真的金属覆层在不同电导率和不同厚度情况下吸波体的吸收率表明,可以通过选用合适高电导率的金属以及适当减小金属覆层的厚度来加强金属损耗的强度.该吸波体可能在许多领域具有广泛的应用.

一种改进的稀疏多径信道均衡方法

针对传统的信道均衡算法在稀疏信道下效率低及实现复杂等问题,提出了一种改进的稀疏多径信道的均衡方法,利用少量训练序列进行信道估计作为先验知识,从而反演得到逆滤波均衡器.文中将求逆滤波过程建模为最优化问题,并提出一种获得近似最优解的贪婪算法.该算法相对于线性预测方法迭代次数极少,只要阶数足够高,就能获得几乎最佳的滤波器系数.设计了该算法模块化硬件结构,其复杂度低,易于工程实现.仿真结果表明,在稀疏信道下,文中的均衡方法相对于传统的最小均方线性预测方法,随着信噪比的增加,系统误码性能提升明显,在信噪比为15dB时,能够获得大约10dB的功率余度.

基于多速率内插和最小二乘法的精确同步方法

最小二乘法可以利用PN序列相关曲线的对称性实现对接收端接收到的PN序列的相位精确测量。然而实际应用中无线信道带宽有限,接收端还原出来的PN序列只能在极性上和原来的方波形式保持一致,这样导致了相关曲线的变形,因而限制了最小二乘法的实际测量精度。为了进一步改善最小二乘法的测量精度,引入了多速率处理的方法,在不提高前端AD采样频率的基础上,通过增加鉴相曲线零点附近的鉴相点个数,使所用于拟合直线的点更靠近零点,从而提高系统测量精度。仿真结果表明,经过两倍内插后的方法相比内插前在测量性能上有三倍左右的提高。因此经过多速率处理改进后的方法可以显著提高系统对PN相位的测量性能。

基于链路保持时间的认知移动自组网拓扑算法

针对认知移动自组网中认知用户(cognitive user,CU)移动性和主用户(primary user,PU)优先通信导致网络不稳定,基于改进的移动模型,运用概率原理预测链路平均保持时间,并给出邻域拓扑保持时间的计算公式。用最大生成树的思想设计拓扑生成算法,以邻域拓扑保持时间为周期设计拓扑重构机制。证明算法保证了网络连通,同时可在各节点分布运行。仿真结果表明,算法简化了网络拓扑,对PU具有认知能力,有效减少链路断裂导致的拓扑重构和路由开销,提高了网络端到端传输效率。

一种新的低/零碰撞区跳频序列集构造方法

低/零碰撞区跳频序列能够应用于准同步跳频通信系统中以缓解多址干扰的影响。提出了一种新的基于交织方法的低/零碰撞区跳频序列集构造方法。针对序列集的不同参数设计合理的移位序列,通过交织变换构造具有最优或次优性的低/零碰撞区跳频序列集。对不同参数进行了数值仿真,得到和所提方法一致的结论,且该方法构造的序列集具有更低的周期碰撞次数,实用性更强。新的低/零碰撞区跳频序列集可以应用于准同步跳频通信系统中,从而获得更优的性能。

一种最优零碰撞区跳频序列集的构造方法

零碰撞区跳频序列集能够有效减轻准同步跳频通信系统中多址干扰,具有广阔应用前景。文中首先分析分段交织构造零碰撞区跳频序列集需要满足的条件,然后提出一种约束跳频间隔最优零碰撞区跳频序列集构造方法并分析了序列集具有最优性的条件和约束跳频间隔对平均跳频间隔的影响。最后数值仿真了构造的序列集的Hamming相关函数,证明了该构造方法的有效性,且改序列集的部分子集可以用来构造具有更大零碰撞区的最优序列集。该方法构造的序列集平均跳频间隔随着约束间隔增大而增大,而线性复杂度则随之降低,实际应用中需要合理地选择约束跳频间隔达到两者的折中。

基于改进粒子群算法的对地攻击最优航迹规划

提出了一种基于粒子群算法的战斗机空地攻击航迹规划模型,针对传统算法收敛精度低的问题,基于算法参数和迭代公式做了改进。通过构造战斗机作战攻击中面对敌防空火力、地形等威胁要素和战斗机技战术性能等各种约束条件,设计了一种适用于战斗机航迹性能评价函数作为粒子群的适应度函数,用VC++.NET进行算法仿真并将最优航迹在MATLAB中显示。仿真结果表明:改进后的粒子群算法规划出的最优航迹能较好地实现威胁规避,较传统算法收敛精度高,运算速度快,满足了战斗机机动性能约束和航程较短要求,且规划的效率和精度较高。

基于信噪比的自适应门限判决PN码捕获算法

现有的自适应门限判决PN码捕获方法在低信噪比条件下的检测概率较低。针对这一问题,文中提出一种考虑噪声功率的改进算法。该算法首先通过参数设置对基于信噪比的门限进行调整,然后利用中值滤波平滑门限波形,减少了由于起伏波动引起的错误捕获,最后通过限幅滤波降低因毛刺造成的虚警概率。理论分析以及蒙特卡罗仿真表明,改进算法较现有算法能够获得更高的检测概率和更低的虚警概率,同时对窄带干扰有较强的抑制能力。