蒸发波导水平不均匀性对电磁波传播的影响

蒸发波导是海上一种典型的异常大气折射结构,它能够部分陷获电磁波从而改变电磁波的传播特性.目前对电磁波在波导环境下传播特性的研究多数假定波导是水平均匀的,却很少考虑波导的水平不均匀情况.利用电磁波传播的抛物方程(PE)模型,通过仿真研究了波导水平不均匀性对其传播特性的影响,定量分析了不同收发高度及不同频率条件下电磁波路径损失的变化规律.结果表明,波导不均匀条件下电磁波传播的路径损失与均匀条件下明显不同.     

天线布局对火炮通信距离的影响研究

在火炮通信系统的设计过程中,天线布局是影响无线通信距离的重要因素之一。通过对炮塔上超短波天线不同布局方案的分析,研究了天线安装在不同的倾斜角度与天线被其他设备遮挡的多种状态下,无线传输8 km处超短波电台接收功率的变化规律。利用Egli电磁波传播模型进行了理论分析,根据电波模型所涉及的影响电磁波传播的重要参数,计算出了一定距离条件下的超短波电台的接收功率和接收功率为-97 dBm条件下的无线通信距离,验证了天线布局对无线通信距离产生的影响。在此基础上,提出了天线布局设计的优选方案,进而为火炮通信天线的布局设计和应用提供参考。     

基于Matlab的无人机通信信道模型的设计

电磁波传播的信道环境是复杂多样的,在传输过程中总伴随有路径损耗、阴影效应、多径效应和多普勒效应等,影响电磁波的传输效果。基于无人机通信性能的测试需求和现有SoS信道模型,对信道的功率谱形状与频率、增益间的关系进行分析,得到一种可实现时变衰落特性改进的SoS信道模型,并通过Matlab进行了仿真验证。最后,给出了FPGA实现该改进模型的系统结构。该改进信道模型具有一定的实用价值。     

直流放电非均匀等离子体对C波段电磁波反射和透射试验研究

以低电压、大电流直流放电产生非均匀等离子体为研究对象,在电磁波在等离子体中传播特性、非均匀等离子体对电磁波的反射和透射等理论模型指导下,在稀薄气体环境中进行了空间尺度为1.5m、电子密度变化范围为1×1010cm-3~5×1011cm-3的非均匀等离子体对C波段电磁波的反射和透射试验,通过相近状态下理论仿真结果与试验结果的对比分析,给出了4种典型电子密度及其分布状态对电磁波反射和透射特性变化规律。通过试验验证了等离子体与电磁波相互作用机理用于分析稀薄气体环境下直流放电非均匀等离子体中电磁波传播特性的适用性。     

船舱内无线电波的传输特性分析与仿真

针对船舱内狭小的过道空间,利用马卡梯里分析法建立矩形通道和弯曲通道的无线电波传输模型,并利用Matlab仿真分析船舱通道截面积尺寸和电磁波频率对船舱内电磁场强分布、电磁波衰减系数的影响,分析弯曲通道曲率半径、电磁波频率对电磁波衰减系数的影响。仿真结果表明：截面积越大、电磁波频率越高,电磁波幅值衰减越小、传输的距离越远,但频率越高多径效应越明显;弯道曲率半径越小,电磁波衰减率随着频率增加而衰减的越快;在高度大于宽度的通道中,使用垂直极化波天线能够传输更远的距离。最后对船舱通道空间内电磁波的传播总的衰减率进行实验测试与数据处理,得出船舱内无线数据传输的最佳频率为910 MHz。     

基于有限元的鱼雷电磁引信目标信号模型

根据有限元方法(FEM)求解鱼雷近炸引信对目标舰反射的磁场信号.通过建立雷目交汇时的三维数学模型,加载边界条件进行三维有限元数值分析,然后根据经典电磁波传播、反射理论和通过特性经验公式进行回波信号仿真.研究结果表明文中方法产生的结果与实际测量值基本吻合.     

尾翼式修正枪弹气动力计算研究

为研究某种大口径可折叠尾翼式修正枪弹的飞行气动特性,建立了该枪弹的计算模型。对该计算模型在不同攻角、不同飞行马赫数下的气动力进行了仿真计算,分析比较了工程计算软件Missile Datcom和数值计算软件FLUENT二者计算结果的差异。结果表明该计算模型具有良好的气动特性,导弹计算程序Missile Datcom适用于枪弹模型的仿真计算。根据两种程序的不同特点,可以在不同的设计阶段加以运用。     

水下爆炸数值仿真研究

研究水下爆炸数值仿真相关影响因素.针对有限差分程序AUTODYN在水下爆炸仿真研究中的应用,采用不同计算模型,对无限水域中半径为10mm的TNT球状药爆炸产生的冲击波传播及气泡脉动现象进行数值仿真,对计算结果进行对比分析.据此,对影响计算结果的相关因素进行了探讨,得出具有重要参考价值的研究结论.对水下爆炸数值仿真具有一定借鉴意义.     

火星飞机的多胞LPV鲁棒控制器设计

随着火星探测的日益发展,火星飞机作为一种中尺度探测手段,能够很好地补充轨道和地表探测器之间的能力空白。针对火星飞机的强非线性、参数不确定性的特点,提出了一种火星飞机的多胞LPV变增益H∞控制器设计方法。首先依据火星飞机的纵向非线性模型,在进行研究的飞行包线内选取适量平衡工作点进行雅可比线性化,通过线性化后的线性时不变系统数值拟合得到系统的LPV模型;然后通过张量的高阶奇异值分解理论进行张量积建模,实现火星飞机LPV模型的多胞形表示。最后设计基于LMI求解的鲁棒变增益控制器,使对象能够克服不利特性的影响,能够完成指令信号的快速跟踪并且使系统具有较强的鲁棒性。     

深埋环境下电磁波传播特性数值分析

针对无线传输回收侵彻数据方法中如何使电磁波能够在有损的深埋环境中传播理想的距离的问题,对深埋环境下电磁波传播特性进行了数值分析。以均匀平面波在有损媒介中传播为模型,分析了不同频率的电磁波在有损媒介中的衰减情况,环境电导率对电磁波传播衰减的影响和电、磁场分量在深埋环境下的传播特性曲线。分析结果表明,当辐射电磁波频率为2.4 GHz时,最低接收电平所对应的传播距离约为1.35 m;当辐射电磁波频率为0.433 GHz时,最低接收电平所对应的传播距离约为1.68 m;在辐射0.433 GHz电磁波,环境电导率为0.1 S/m时,可接收到的最大传播距离约为0.75 m;当电导率为0.001 S/m时,可接收到的最大传播距离超过4 m。最后提出了提高发射模块输出功率、辐射相对较低频率的电磁波、设计合适弹载天线、无线传输与有线传输相结合4项优化方案以增加传播距离。     

远程火箭炮武器系统故障模拟仿真

为解决远程火箭炮(简称远火)武器装备出现故障后不能有效地进行故障原因分析和排除的问题,对其故障进行模拟仿真.分析远火武器系统装备故障产生的机理,根据其特性和故障的传播特点,运用故障机理建模和半实物仿真模拟的方法,构建描述远火故障属性的机理模型和相关数据库,借助人工神经网络算法分析故障的传播特点规律,并通过实例进行仿真实验验证.仿真结果表明:该研究对远火武器系统维修训练提供一种技术指导,具有一定实际意义.     

车载防空导弹行进间发射过程动力学数值分析

利用自回归（AR）模型对不同等级随机路面进行数值模拟,建立了车载防空导弹的行进和发射一体化多柔体动力学模型。根据行驶动力学仿真结果,确定了最恶劣发射时刻。结合分析结果完成了行进间发射动力学仿真,获得了导弹姿态参数。分析了路面和车速对防空导弹行进间发射精度的影响。利用自回归（AR）模型对不同等级随机路面进行数值模拟,建立了车载防空导弹的行进和发射一体化多柔体动力学模型。根据行驶动力学仿真结果,确定了最恶劣发射时刻。结合分析结果完成了行进间发射动力学仿真,获得了导弹姿态参数。分析了路面和车速对防空导弹行进间发射精度的影响。研究结果表明,B级路面上3种车速均能安全发射,C级路面上车速受限于25 km/h.     

火星探测器捕获段自主导航模型选择与精度分析

对于火星探测器在捕获段的自主导航系统而言,随着探测器不断接近火星,系统模型会从多体运动模型(模型1)变换到受摄二体运动模型(模型2),并且捕获段探测器可观测的天体也是多样的,包括火星、火卫1、火卫2和太阳。为了分析捕获段不同模型的精度,首先推导建立两个状态模型与多个量测模型;在此基础上利用PWCS法、FIM法和条件数三种方法,分析在模型1和模型2条件下,不同观测量的选取对系统可观测度的影响。通过仿真验证给出了最佳的系统模型和量测模型的组合策略,为火星探测器捕获段自主导航系统的设计提供了重要参考。     

水下电磁波频率变化特性实验研究

基于对电磁波传播特性实验原理和实验内容的分析,设计了一套水下电磁波频率变化特性实验方案,并进行了水池实验。经数据处理后,给出了电磁波传播过程中频率变化特性水池实验结果,并与理论仿真结果作了对比,结果表明,实测数据与理论值存在一定误差,但实测数据拟合曲线与理论曲线的变化趋势基本一致,验证了本套实验方案的可行性。最后指出了存在的问题及下一步研究方向,为水下主动变频电磁探测系统的研制提供理论和实验依据。     

高速弹隔热罩的表面波影响及抑制方法研究

描述了天线安装环境符合表面波传输条件时,表面波的传输会对天线的电磁波辐射特性产生影响,从而影响天线正常功能的发挥。对表面波使天线的辐射方向图产生畸变的现象进行了仿真研究。在对表面波影响天线辐射方向图的机理进行分析的基础上,提出了一种抑制表面波影响的方法,仿真结果在实物试验中得到验证。     

反鱼雷鱼雷毁伤效果计算分析

水下爆炸冲击下的鱼雷结构动力学响应特性研究和对来袭鱼雷毁伤效果的评定对反鱼雷鱼雷研究具有重要的应用价值.本文以MSC.Dytran有限元计算分析软件为平台,建立了ATT攻击对象的结构有限元计算模型、ATT的炸药模型以及水域模型,并进行了仿真计算,得出了炸药水中爆炸形成的冲击波的传播和作用过程,以及冲击波作用在雷体上的动态响应过程,分析了不同施爆距离、不同水下深度对雷体动态响应的影响.并参考国内外目前普遍应用的舰艇毁伤标准,根据假想模型的仿真计算结果,进行了ATT硬毁伤半径和软毁伤半径的评定,初步得出了ATT对来袭鱼雷的毁伤规律.     

微起爆序列界面间隙对其传爆性能影响的仿真研究

为研究微起爆序列中结构间隙对传爆性能的影响,基于有限元分析方法,建立了微起爆序列仿真模型,并运用JWL和Lee-Tarver方程进行计算,得到了起爆二级药柱的3种尺寸微药柱的临界间隙值。将仿真结果进行试验验证,结果表明仿真结果能够准确地反映实际情况。     

基于射线方法的浅海近程声传播仿真与应用

为了建立高效实用的水中兵器声场仿真系统,针对3 km以内的浅海近程声传播仿真,利用一种射线逐步追踪算法,结合声异常因子概念,综合考虑由收发位置和水文条件等引起的声线弯曲及传播路径等因素对声场强度的影响,建立了仿真模型.根据该模型,提出了声线密度与声场强度的关系公式,总结了确定声线步长与声线密度的原则,改进了声异常因子和传播损失的计算公式.结合水声设备海上试验数据进行了验证,计算结果表明,在浅海近程声传播仿真中,声线弯曲及传播路径等因素对声场强度的影响是不可忽视的,本文方法能够有效地对其进行表征,其计算结果更加符合实际传播情况,能够满足浅海近程声传播仿真的需要.     

自然超空泡形态稳定性的数值仿真

为了研究自然超空泡形态稳定性,根据Logvinovich独立膨胀原理发展了一种用于计算非定常自然超空泡形态的计算方法.运用该方法对自然超空泡形态进行了数值仿真研究.研究表明流场压力、模型速度、模型后体和空化器阻力系数都会对自然超空泡形态稳定性产生影响.不同幅度、不同频率和不同形式的扰动对自超空泡形态稳定性的影响不同,自然超空泡在受到扰动后表现出波动性和时间滞后性.     

基于Vortex的火星车爬坡与行进间转向性能分析

为实现对火星车整体性能的评估,完成对整车简化模型的初步性能分析,采用Vortex多体动力学系统建立整车机构动力学与轮壤力学模型,并对火星车在爬坡、行进间转向两种典型的工况下的车轮挂钩牵引力、车轮沉陷量、车轮滑转率、车轮法向力等性能参数进行了仿真和评估,其结果可为样机的研制提供重要的参考依据.