阳光背景下小口径激光引信探测性能研究

为了研究阳光辐射对小口径激光引信探测性能的影响,结合大气阳光辐射传输理论和噪声产生机理,建立了光电探测器表面阳光辐射功率模型和系统信噪比模型;分析了激光探测装置和探测目标不同空间位置以及系统带宽对系统性能的影响;结果表明：探测目标与探测装置的空间位置对系统探测性能具有不同的影响：系统信噪比随着接收装置表面倾斜角θ增大而增强,当θ＜0．4 rad时,系统信噪比SNR＜5;当探测距离大于10 m时,信噪比基本为0,激光探测系统失效;目标表面倾斜角γ越小对系统的影响越大,当γ＝0．6 rad时,系统最大信噪比仅为12;选取合适的接收系统带宽对激光引信抗阳光干扰和信号接收有着重要的作用;该结果为提高系统探测性能提供了一定的依据。     

基于大气红外特征的作用距离建模与计算

红外探测装置是光电系统的重要组成部分。目标红外辐射在经过大气时与大气中的成分相互作用影响,从而导致目标红外辐射的衰减,影响了如红外探测系统、热成像系统的性能。通过研究大气环境对红外探测装置作用距离的影响,根据已有理论依据构建出大气系统对红外辐射的透射率模型;并计算出大气透射率,利用基于NETD距离模型及相关系统性能参数和指标,通过迭代计算,可求出目标与探测器之间的红外作用距离,分析计算了主要因素对作用距离的影响。该研究为红外探测系统方案设计及性能优化提供数据支撑,也为红外数字仿真系统构建提供了必要条件。     

光尾流探测系统回波信号的数值仿真

为了仿真光尾流探测系统参数对回波信号的影响,利用米氏散射理论计算了单个气泡的光散射特性,并求解了不同尾龄时刻舰船尾流截面的光学厚度。结合尾流探测的工程应用设计了探测系统的原理光路,并依据探测光路图采用数值方法,得到了具体探测参数下的尾流回波信号。仿真结果表明,探测系统参数的优劣对回波信号的影响至关重要,该研究可为光尾流系统的参数优化提供一定的理论参考。     

三角夹差激光引信抗烟尘干扰

为提高激光引信在短距离内抗烟尘、云雾干扰的能力,通过脉冲激光发射、线阵传感器回收,利用三角夹差法定距,对回波信号中携带的距离信息进行分析提取烟尘背后的实体目标。三角夹差法的发射光轴与接收光轴设有一定夹角,使得在接收端视场内只接收到探测距离中一小段距离内烟雾的后向散射光,降低了烟尘后向散射带来的干扰。通过线阵传感器结合夹差法在接收回波时可以给出夹差区域所对应的目标距离信息值。实验表明,比起同轴探测系统,采用三角夹差线阵探测确实可以在更低能见度下正常工作,并且确实不会因烟尘而虚警,同时也使探测装置具有在一定范围内分档定距的功能。     

基于量子轨道角动量的激光近程目标探测方法

激光近程探测受到云、烟、雾等自然因素的严重干扰,容易产生虚警等问题。针对该问题,结合涡旋激光大气散射理论设计了一种量子轨道角动量激光目标近程探测系统,并实施了不同能见度烟雾环境下的近程目标探测试验,对比了涡旋光束与高斯光束的目标回波信号强度。初步验证试验结果表明：涡旋光束相较于高斯光束有更优的烟雾穿透能力。     

激光引信脉冲回波的变系数相关检测法

激光引信在云雾背景环境中探测目标时,探测器会接收到与目标反射回波功率相当或较大的云雾后向散射回波,回波信号信噪比低,传统的相关检测法不能实时有效提取目标信息。针对这一问题,提出滑动窗变系数相关检测法。该方法在互相关检测原理的基础上,采用发射信号作为滑动窗模板,匹配被变系数修正后探测信号。通过设定相关系数的阈值,该方法可以利用云雾回波和目标反射回波与模板信号不同的相关性来检测目标信息。仿真结果表明,一定量样本运算后,得到引信系统合适的相关系数阈值,大量样本运算验证该阈值,算法成功率大于92.4%。     

一种日盲区紫外信号探测系统前端

利用紫外探测原理实现了一种日盲区紫外信号探测系统前端，系统前置放大电路中采用高输入阻抗、低输入偏流、低噪声的运算放大器，在对紫外信号放大的同时对噪声信号达到有效的抑制。系统选用熔融石英作为透镜材料，采用折射式单透镜光学系统实现对目标紫外辐射信号的接收。利用该紫外探测系统前端在实验室内可以实现对紫外光源的探测，目前探测距离可达13m。     

对空探测系统可探测概率模型研究

为了对探测系统的空情探测能力做出科学评价,运用排队理论,分析探测器系统对持续空情目标的负荷能力,建立了损失制和有限等待制排队系统下可探测概率的参数模型.通过进一步分析真实战场环境对探测系统可探测概率的影响,给出了探测系统对真实战场环境适应能力量度,并对所建立的可探测概率模型进行修正.通过仿真计算,分析服务强度、服务通道数对系统处理各类强度目标流能力的影响,得到多种情况下的系统可探测概率.     

红外探测器对飞行弹丸探测距离的仿真研究

红外系统的探测距离除了受探测器本身系统的制约之外,还受到目标辐射、背景辐射和大气传输等因素的影响。针对红外系统接收的弹丸相对辐射,提出一种新的红外系统探测距离计算模型,该模型考虑了红外系统接收弹丸辐射的等效面积辐射、弹丸周围一定范围内的等效背景辐射和大气对弹丸辐射的衰减换算。在飞行弹丸表面辐射计算的基础上,推导出新的红外系统对弹丸的探测距离计算方程,并对其进行仿真分析。     

单声束周向旋转扫描探测技术

针对阵列式超声探测系统空间限制和固有盲区的问题,提出了一种新型的超声波周向扫描方案.设计了可以实现调节声波信号发射角度和转速旋转扫描机构,该结构简单可靠.对超声波声场进行仿真,使用具有增强声场和指向性的超声传感器.在同步扫描系统的基础上,对单声束探测目标车辆信息、回波信号和脉冲频率与转速匹配关系进行数值仿真分析,确定信号脉冲频率与电机扫描转速的最佳匹配参数.使用原理样机进行扫描探测实验,结果表明:当超声脉冲频率f≥27 Hz,周向扫描转速范围n=233 r/min,周向扫描探测系统能捕获速度低于70km/h的目标车辆,同时验证了超声波周向扫描探测可行性,为单束超声周向探测系统设计提供依据.     

水下主动声引信回波集成检测方法

针对水下主动声引信在复杂的自然干扰下难以准确检测的问题,结合目标回波信号与混响等干扰的各种宏观和微观信息,一方面利用改进的经验模式分解方法对引信系统接收的原始信号进行处理,得到不同模态的本征模式分量,以实现目标回波与混响的分离;另一方面利用本征模式分量得到瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量,将瞬时频率方差检测统计量和能量检测统计量进行组合,构建集成检测器,实现对水下主动声引信的优化检测。试验结果表明,与基于常规能量检测和瞬时频率方差检测方法相比,该方法具有更好的检测性能。     

基于随机共振的穿墙探测信号检测研究

推导了连续波体制的穿墙探测器回波信号表达式，对探测器实验数据的验证表明，回波信号与简谐振动模型吻合良好；应用随机共振的方法对穿墙探测器回波信号进行处理，具体采用了非线性双稳系统和二次采样随机共振方法，结果表明信号回波增强，与噪声差别增大；在谱域应用单元平均恒虚警率处理门限法，对经过或未经过非线性双稳系统的信号检测率和虚警率进行了仿真比较，结果表明回波经过非线性双稳系统后信号检测率提高，在一定噪声功率范围内虚警率降低。     

基于正反HFM信号的水下高速小目标处理算法与试验分析

针对水下高速小目标的特点,提出了基于宽带正反双曲调频（HFM）信号的水下高速小目标检测与参数估计快速算法,并完成了仿真。通过在信号发射端加入时间伸缩因子来模拟目标运动,实现了水下高速小目标检测与参数估计的动态试验。并采集了雷体的反射回波数据。设计的以TMS320C6701为核心的信号处理系统,通过本文提出的快速算法实现了低信噪比下雷体反射回波检测与参数估计。试验结果表明,基于正反HFM信号的快速处理算法及数字信号处理（DSP）系统能有效完成低信噪比下的高速目标回波的检测与参数估计,与仿真结果具有较好的一致性．     

基于 BRDF 模型的空中目标激光散射特性分析

获取目标的激光散射特性信息是进行激光主动探测的重要步骤,从外形特征、表面材料等方面进行了空中目标特性分析,研究了目标光散射模型以及单站激光雷达双向反射分布函数模型,通过三维建模软件建立了空中目标模型,仿真了4种空中目标的双向反射分布函数分布情况,给出相应分析,所得结果是进行激光主动探测回波波形的获取及后续目标探测与识别的基础。     

合成孔径雷达有源噪声干扰场景生成技术研究

为提高合成孔径雷达有源噪声干扰场景模拟的逼真度,在射频噪声干扰等多种干扰模型研究的基础上,提出一种有源噪声干扰回波模拟方法,根据该方法进行了点目标及真实场景SAR有源噪声干扰仿真验证.仿真结果表明:该方法适用于点目标、真实场景等不同类型的有源噪声干扰回波模拟,对合成孔径雷达系统抗干扰性能分析具有一定的参考价值.     

基于LabVIEW的无线电引信目标检测算法仿真验证

为了验证无线电引信信号处理方案,文章在LabVIEW编程环境下根据无线电引信目标检测算法,编写了数字化目标检测仿真软件。通过对引信回波数据的分析,对检测算法作了进一步的完善,验证了无线电引信信号处理算法的可行性,可以看出系统具有较好的检测性能。     

主动雷达型空空导弹目标回波信号模拟器方案

目前,具有中远距拦射功能的第四代雷达型空空导弹已经成为空战的主战武器,其末制导段都采用主动雷达导引头。半实物仿真技术由于其经济性、有效性、保密性已经广泛应用于各种导弹的研制。目标回波信号模拟器是主动雷达型空空导弹半实物仿真系统的重要组成部分,主要用于在实验室中模拟实战情况下雷达导引头所面临的复杂电磁环境,其中包括雷达目标回波信号、敌方施放的各种有源、无源干扰信号、环境干扰信号等。本文针对主动雷达型空空导弹的特点,简要介绍了半实物仿真系统中目标回波信号模拟器的原理、组成和设计。     

Target Detection in the Presence of Reverberation Based on SVD Method

Target echo detection in the presence of strong reverberation is investigated by means of singular value decomposition （SVD） method. Simulation results indicate that the method can efficiently separate the target echo from the reverberation and can improve the detection of target echo.     

基于双谱分析的毫米波多普勒引信目标检测

目标检测是毫米波多普勒引信信号处理的重要内容，在目标检测过程中，传统功率谱等技术不能充分揭示隐含于目标回波中的高阶统计信息，不能消除噪声和杂波的影响，不利于目标特征分析及检测，因此提出了基于双谱分析的毫米波多普勒引信目标检测技术，利用双谱及双谱对角切片进行特征分析及优化，通过对实测毫米波多普勒引信数据进行理论分析和试验仿真，结果表明采用双谱分析的毫米波多普勒引信目标检测方法有效可行。     

参数化时频分析在连续波有源探测中的应用

针对双曲调频信号在连续波有源探测中的目标回波检测和直达波干扰抑制问题,提出了基于参数化时频分析的连续波信号处理算法。首先,通过分析双曲调频连续波的信号时频特性,结合参数化时频分析思想,提出了适于有源探测的频域参数化时频变换和针对双曲调频信号的核函数设计。然后,为抑制接收信号中的直达波干扰,采用参数化旋转时频变换处理接收信号,并进行时频域滤波以分离信号分量,再利用反变换重构回波信号。数值仿真和海上实验结果表明,所提算法不仅能准确估计信号时频特征、有效获取双曲调频连续波信号的时频增益、提升检测性能,还可以有效抑制直达波干扰。