低截获主动声纳信号特征研究

为正确设计低截获主动声纳的信号,在推导声纳截获概率因子方程的基础上,对低截获主动声纳信号,从低频、大时宽带宽积、复合码制、随机或非线性、时频捷变、能量效率等6个角度分析了信号的特征。结果表明,采用低频、宽带、符合编码脉冲串信号以及低功率发射是提高主动声纳低截获性能的重要手段。     

基于直接序列扩频的鱼雷低截获概率信号及检测技术

基于直接序列扩频信号的低截获特性,进行了直接序列扩频(DSSS)信号波形设计,包括DSSS的原理及特性、扩频序列的生成方法和性质。研究了DSSS信号的最佳检测方法,即匹配滤波器检测。通过仿真,分析了DSSS信号在理想情况下的低截获特性。理论分析和数值仿真结果表明,DSSS信号具有大的时间带宽积、低的功率谱密度、良好的分辨性能,波形具有随机性,类似白噪声,具有很好的低截获特性。     

鱼雷自导主动信号具备隐蔽性能的条件探讨

随着鱼雷技术的发展,低截获概率鱼雷自导技术将成为鱼雷发展的一个重要方向,将雷达低截获概念引入鱼雷自导系统,通过对鱼雷自导波形设计的重要性和设计方法的讨论,重点探讨了鱼雷自导主动信号具备隐蔽性的条件,提出了鱼雷自导主动隐蔽性信号的总体设计思路和信号形式的分类方法,最后给出了几种常用的低截获概率信号,为主动隐蔽性信号的生成方法和检测方法的深入研究以及开展隐蔽信号用于鱼雷自导的可行性研究提供参考,这有助于提高鱼雷的战斗力和生命力.     

基于LAS码与混沌的水下LPI波形设计

鉴于水下探测对低截获概率（LPI）波形特性的需求,将混沌序列连续化后用以相位调制得到基本波形,然后用大区域同步（LAS）码对其分别作脉内、脉间调制设计出2种新波形,借助其模糊图的零延时切面和零频移切面直观比较了新波形与连续波（CW）、线性调频（LFM）、二进制相移键控（BPSK）、Costas等4种典型水下探测波形的分辨特性,并通过时间分辨常数和频率分辨常数作出量化分析。模糊图的非零频移切面被用以理想背景下各波形的多普勒敏感性比较,并通过Q函数进一步比较了它们的抗混响能力。对比分析表明,新设计的2种波形具有出色的距离分辨率和多普勒容忍性,且在整个实际所需探测速度范围上有很强的抗混响能力。     

极化编码跳频信号在雷达中的应用

一种新型的极化编码跳频信号模型，提出一种复合式雷达信号，其兼有跳频和极化编码信号的特点。并从信号形式和信号辐射能量方面分析了极化编码跳频信号的低截获性能。     

线性调频和巴克码组合调制雷达信号

针对雷达在现代电子战争中采用单一的线性调频或单一的相位编码信号容易被敌方电子侦察设备截获的问题,提出一种脉内线性调频、脉间13位巴克码相位编码的组合调制信号形式.通过理论分析和计算机仿真,给出信号的模糊图、距离分辨力、速度分辨力以及低截获概率(LPI,Low Probability of Intercept)特性分析,结果表明该信号波形具有近似"图钉"型的模糊图和良好的距离及速度分辨力.最后进行了LPI性能分析,表明该信号形式降低了截获概率因子,提升了雷达的LPI性能.     

目标截获信号处理技术

海军研究实验室正在研究用于截获海上目标的红外导引头的性能和多因素兼顾的设计方案。由于背景电平变化范围大以及目标对比度、目标尺寸、背景杂波的因素需要将探测器的设计、相应的实时信号处理技术达到最佳化,以达到探测和截获目标。本文叙述了一般的海上目标红外特性及截获目标所需的信号处理技术。     

基于变分正则化参数估计的伪码调相引信重构式干扰方法

基于截获信号的参数估计及重构的重构式干扰能够在恶劣电磁环境下确保干扰信号同引信信号的相干性,从而显著提高干扰效果,是新一代引信干扰机的重要技术特征,重构式干扰的关键在于低信噪比条件下截获信号调制参数的精确估计,但伪码调相信号的相位突变特性导致其参数难以通过传统时频分析获得。针对这一问题,提出基于变分正则化参数估计的伪码调相引信重构式干扰方法。通过插值傅里叶精确估计截获信号的中心频率,并将截获信号下变频为零中频信号;利用伪码序列的稀疏性,设计变分正则化迭代算法从零中频信号估计截获信号的伪码序列;根据参数估计结果重构引信信号,通过仿真及试验验证所提方法的性能。研究结果表明：所提方法在-10 dB截获信噪比条件下具有优良的参数估计性能,低截获信噪比条件下基于参数估计的重构式干扰效果优于传统的预置波形干扰及转发式干扰。     

一种具有低截获特性的组合调制雷达信号

针对雷达在现代电子战争中采用简单调制的电磁波信号容易被远距离的敌方电子侦察设备截获的问题,提出了一种线性调频和Taylor四相码的组合调制雷达信号,通过理论分析和计算机仿真,给出了信号的波形,画出了模糊图,分析了距离分辨力、速度分辨力和低截获特性,结果表明该信号具有线性调频和Taylor四相码2种信号的优点,是一种具有“图钉”型模糊函数的低截获概率信号．     

一种基于Costas序列的多输入多输出声纳正交发射信号集设计方法

寻找一组宽带正交发射信号集对多输入多输出（MIMO）声纳探测至关重要,信号集的正交性能好坏直接影响着MIMO声纳的探测效能。按照Costas序列编码的跳频信号具有近似理想的自模糊函数,但同一有限域构造的不同Costas跳频信号间并不总具有理想的正交性。基于有限域理论提出了一种本原元的搜索方法,利用安全素数的本原元设计了一组正交性最优的MIMO声纳正交发射信号集。仿真结果表明,对于1 000以内的素数,基于安全素数的有限域构造的正交跳频信号集不仅具有最优的正交性,还能取得最大的信号集大小。     

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FRFT的几种典型相位编码信号检测与参数估计

多相编码(Frank码、P1码、P2码、P3码与P4码)信号是一类典型的低截获概率雷达信号。针对该类信号的检测与参数估计,分析了多相编码信号的时频分布特征,讨论了多相编码信号在分数阶Fourier域的频谱分布特征,并以Frank码信号为例,推导出多相编码信号的主要特征参数的估计表达式。提出了一种基于分数阶Fourier变换(FRFT)的多相编码信号检测与参数估计算法。该算法给出一种利用FRFT估计多相编码信号载频的方法。最后,仿真结果表明该算法在低信噪比(SNR)条件下对多相编码信号仍具有较好的检测和参数估计效果。     

几种主动声呐信号抗混响性能分析

根据声呐方程与模糊度函数分析了CW、LFM与SFM等3种主动声呐波形的抗混响性能,结果表明不同多普勒情况下应采用不同发射波形。湖上静态混响测试试验验证了静止或低多普勒情况下LFM信号抗混响能力最优的结论。本项研究为主动声呐发射波形选择提供了依据。     

基于EEMD和二维边际谱熵的齿轮箱故障诊断

针对信号经验模态分解（EMD）过程中存在波形混叠现象,提出一种基于聚合经验模态分解（EEMD）和Hilbert二维边际谱熵相结合的方法对齿轮箱故障进行分类故障诊断．首先使用小波阈值分析对背景噪声较大的齿轮箱振动信号进行预处理;其次对预处理信号进行分解,得到IMF分量,对比正常信号与故障信号的区别;最后对3种工况信号进行Hilbert变换并计算得到边际谱,并且提取二维边际谱熵作为支持向量机（SVM）的输入量,建立故障诊断模型．经测试该方法在齿轮箱故障诊断方面有着较强的分类能力和诊断精度,具有一定的可行性．     

匹配层水声宽带换能器性能分析

为了提高现代鱼雷的作战性能,适应复杂环境,研制了宽带白导系统,旨在提高声纳基阵的整体性能.本文采用了有限元分析方法,借助ANSYS软件设计了匹配层水声宽带换能器,通过调整匹配层的声速、密度及厚度,分析了该类换能器的性能,包括换能器谐振频率、发送电压响应、自由场电压接收灵敏度以及收发频带宽度等,并对其结构进行了优化.研制了匹配层水声宽带换能器并进行了水池试验,对比分析了理论设计与试验结果,其测试结果与计算结果具有较好的一致性.本文研究可为声纳基阵设计提供借鉴.     

激光成像引信接收电路系统研究

分析了跨阻抗放大器(TIA)电路频率特性和噪声特性。设计了一种基于TIA电路的多路并行接收电路系统,通过PSpice仿真和试验验证,该电路系统具有良好的带宽、阻抗、信噪比等特性及各路串扰小的特点,满足设计使用要求。     

基于周期FRFT的对称三角LFMCW信号检测算法

对称三角线性调频连续波信号（STLFMCW）是一种常用的线性调频连续波信号,具有低截获概率性质。针对这一性质,提出了一种周期分数阶傅里叶变换（PFRFT）对对称三角线性调频连续波信号的检测算法;分析了对称三角线性调频连续波信号的PFRFT及其性质,并对无先验知识条件下的STLFMCW信号检测技术进行研究,给出了基于PFRFT的STLFMCW信号检测流程并进行性能分析仿真;仿真结果表明：该算法对STLFMCW信号有良好的检测性能,相比于FRFT,PFRFT更适合对STLFMCW信号进行处理。