船摇陀螺前馈的转换公式推导及船摇隔离效果分析

随着高频段(X频段乃至Ka频段)天线在航天测控中的不断应用,由于波束非常窄,对捕获跟踪低轨的高动态目标,这将是一个新的技术难点,而在远望号测量船上,加之船摇的影响,窄波束捕获跟踪问题将更加突出；如果船摇隔离度不够,会导致船摇残差过大而导致目标丢失,为了提高跟踪精度,一般采用中心机前馈或陀螺前馈进行速度补偿,等效于提高了系统的加速度误差常数(Ka值)；与中心机前馈相比,陀螺前馈在测量精度、实时性方面存在优势,在船载雷达伺服系统中得到推广应用；文章主要讨论前馈陀螺的两种安装形式、转换公式以及在船载雷达伺服系统中的应用效果。     

射频平面阵列目标位置控制系统的研究

阵列式射频仿真技术开始用于论证大型设备在复杂电磁环境下的效能评估试验,常规单一试验中心的球面阵列已难以适应此类试验,迫切需要构造一种新型阵列系统来完成新的试验,为此提出采用射频平面阵列式目标位置控制方案.设计并制作了平面阵列结构,论述了目标位置控制系统的阵列馈电方案以及软件模块,重点阐述了精位控制算法和粗位控制原理.提出四元组合成方案实现精位控制,并推导了四元组合成位置的角闪烁方程.最后在微波暗室内测试了典型频段下该系统的辐射信号合成角位置精度,结果表明该阵列系统在X波段的角位置模拟精度可达1 mrad,能够用于大型设备的效能评估试验.     

基于分级波束形成的三维声纳系统设计

针对三维声纳波束形成海量运算造成硬件系统复杂难以实现的问题,设计了基于分级波束形成的三维声纳系统。系统基于大规模(48×48)换能器接收基阵,采用分布式现场可编程门阵列(FPGA)结构实现两级波束形成,所需计算量相比传统波束形成减少九成。该算法经Matlab仿真验证了其合理性,系统样机经水下试验证明:在水平50°垂直50°覆盖角的观测范围内,实现角度分辨率达到0.39°,距离分辨率达到2cm的三维成像。     

基于S函数的软件单脉冲性能参数仿真

软件单脉冲系统依靠数字波束形成实现同时多波束测角,此时,在传统单脉冲系统中受硬件限制无法调整的目标可测角度范围、测角灵敏度等参数有望得到改善.为了研究如何改善这些参数,文章在Simulink平台上搭建了一个软件单脉冲性能参数仿真系统.通过仿真目标角度固定或变化情况下,单元波束夹角改变对单脉冲系统性能的影响,发现增大单脉冲单元波束的夹角可以提高测角灵敏度,而减小这一夹角则可以扩展单脉冲系统的目标可测角度范围.而且在一定范围内,目标偏离瞄准线的角度越大,同等程度地增大单元波束夹角带来的测角灵敏度改善也越大,为在基于数字波束形成的软件单脉冲系统下提高系统性能提供了一种新的思路.     

多窗口编码激光预警系统设计与性能分析

为了在激光告警中实现实时、全方位角度探测,且在探测角精度确定的前提下使结构简单、稳定,提出了基于多窗口编码的光纤天线的测量方法.该方法是通过在不同方向上放置特制的大视场光纤接收端口,再将各个方向的光纤耦合到PIN探测器阵列上,通过探测电路分析得到激光入射方向.在实验室条件下,利用衰减后的窄脉冲激光器测试光纤接收角与接收电路.实验表明:光纤接收端的接收角在偏移±30°时信号强度衰减为0°入射的-3 dB.电路峰值保持电路的精度优于2%.本电路适用于探测1 mW/cm2微弱窄脉冲激光,探测虚警率为0.15%,满足激光预警系统设计的要求.     

双层pillbox天线蝶形馈源研究

研究了双层pillbox天线一种新型的馈源结构。利用矢量有限元方法结合PML边界条件分析馈源腔内场分布和回波损耗,研究了不同反射板形状对腔体电场分布及照射角度的影响,优化设计了一种具有蝶形副反射板的馈源腔。在Ku频段,该馈源腔-3 dB波束宽度达到160°,与传统的馈源形式相比提高了馈源的照射角度,改善了口面的辐射效率。     

基于超材料的椭圆波束馈源技术研究

针对传统工程用椭圆波束馈源带宽窄、加工难度大等问题,设计了一种新型的椭圆波束馈源,即在角锥喇叭内壁加载超材料层,使得馈源在水平极化和垂直极化两个极化辐射相同椭圆外形的波束。根据阻抗匹配原理,当电磁波水平极化和垂直极化入射时波阻抗的乘积与真空中波阻抗乘积相等时,超材料单元的性能达到最优,将优化后的超材料单元周期排布为超材料层加载到喇叭内壁,即可形成椭圆波束馈源。在Grasp软件中仿真计算了该馈源作为前馈馈源和后馈馈源使用时,反射面天线的电气性能。仿真结果表明：在工作频带10.95GHz-14.5GHz内,基于超材料的椭圆波束馈源实现了良好的极化波束等化,波束宽度比在0.9-1.14之间,驻波小于1.55。前馈照射反射面时,天线效率在65%-75%之间,交叉极化电平低于-30dB;后馈照射反射面时,天线效率在61%-72%之间,交叉极化电平低于-30dB,验证了馈源设计的可行性。     

Ka频段固定卫星信道编码技术研究

Ka频段卫星通信已成为卫星通信发展的趋势。在分析Ka频段固定卫星信道特性的基础上,提出了一种适合该信道的Turbo码编译码方案。对Ka固定卫星通信信道建模仿真表明,采用Turbo码比采用相同码率的卷积码和卷积级联码有超过1.5dB的增益。     

车载阵列雷达姿态校正方法

针对装甲车辆、坦克等平台姿态角导致雷达扫描波束锥面倾斜,从而降低雷达测角精度和战场区域探测能力;研究了基于车载惯导三轴姿态角的阵列坐标转换和波束俯仰角自动调整的校正方法,基于波束扫描锥面和阵列坐标关系,给出了目标坐标校正算法;根据俯仰和横滚角对扫描波束的影响机理,推导出调整波束俯仰的计算公式。经仿真和工程实践验证,该方法有效可行。     

基于最大比幅值的圆接收阵雷达测角方法

介绍了一种固接收阵同时多波束雷达体制,针对该体制雷达,由于各种阵列误差的存在,造成传统比幅测角方法得到的目标点迹在方位角上不连续.本文提出一种基于最大比幅值的圆接收阵雷达测角方法,该方法利用实际观测的目标最大比幅值来构造线性比幅曲线,完成比幅测角,最终改善了目标点迹的连续性.理论分析和实测雷达数据验证了该方法的有效性.