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。     

基于卡尔曼滤波的新型船摇前馈补偿方法

船载雷达捕获跟踪目标时需要解决船摇扰动问题。传统的计算机前馈补偿方法受各种误差的影响对船摇隔离度的贡献有限,难以满足船载X频段大口径天线的要求。针对这种情况,提出了一种新型船摇补偿方法,直接利用陀螺敏感船摇扰动,经过卡尔曼滤波降低陀螺输出中的噪声后作为前馈量加入伺服环路中,仿真和试验结果表明该方法可以大幅度提高船摇隔离度从而提高系统的跟踪性能。     

基于梯度型最小二乘滤波的船摇隔离度测试研究

针对传统船摇隔离度测试方法效率低、误差大、操作复杂、且不能有效解决扰动跳变的不足,对船摇隔离的基本原理进行了分析,建立了梯度型最小二乘滤波模型,提出了基于梯度型最小二乘滤波算法对测量数据进行滤波处理,利用VC++编程实现对船摇隔离度的自动化测试,并在船舶生摇的条件下进行船摇隔离度的测试分析;对比传统方法测试结果表明,该方法能有效滤除测量数据中的随机误差,较大程度地降低了扰动跳变的抖动量,提高了伺服系统船摇隔离度的测试精度。     

基于无迹卡尔曼滤波的无人机毫米波波束跟踪算法

针对无人机收发端相对运动导致毫米波窄波束无法实时匹配这一问题,提出一种基于无迹卡尔曼滤波的三维波束跟踪方法。该方法首先将波束的俯仰角和方位角作为系统状态向量,对其进行无迹变换,获得采样点集。而后,根据采样点集计算出状态预测值和测量预测值,并以此为基础,根据计算出的卡尔曼增益更新状态向量,获得状态向量的最优估计值。仿真结果表明,此方法满足了无人机实时波束跟踪需求,有效地提高了三维环境下毫米波窄波束的跟踪精度。     

大型船载测控雷达主副瓣跟踪识别技术及其实现

介绍了大型船载测控雷达主副瓣自动识别技术的实现方法,通过分析船载大型测控雷达主天线增益高、波束窄,自引导天线增益低、波束宽的特点,提出利用主引天线的接收信号电平差结合电轴不平行度,形成综合判据的技术方案,在伺服主控台(ACU)设备工程应用软件中实现主副瓣的自动识别,通过多次放球和跟踪卫星试验,识别准确率提升25%以上。     

基于Vc 的船摇隔离度自动化测试研究

本文介绍了船摇隔离度测试的原理及方法,针对原测试方法时间长、步骤复杂、测试误差大等不足,利用Vc 语言编程,实现船摇隔离度的快速、自动化测试.     

航天测量船雷达天线前馈技术应用分析

航天测量船船载雷达设备在海上使用时的跟踪精度受到船体摇晃的影响,尤其是在海况不理想的状况下。因此采用一种技术,使得既不改变跟踪稳定性又能很好的隔离船摇就显得非常重要。通过补偿前馈给天线方位和俯仰是一种非常好的的方法。介绍了航天测量船雷达船摇前馈补偿技术,根据原理推导出了补偿船摇、目标运动产生的跟踪误差的前馈方程,并根据推导结果进行了实际应用分析。     

基于CORDIC的梯度跟踪算法的FPGA实现

梯度跟踪算法在多飞行器测控及卫星移动通信中有广泛的应用,但现有的实现方案还存在很多缺点。该文以均匀圆阵为接收天线阵,在分析梯度跟踪算法原理及CORDIC算法原理的基础上,提出一种基于CORDIC算法与数字波束形成技术相结合的FPGA实现方案,给出电路实现原理图并使用Quartus软件进行了仿真分析,仿真结果表明该方案是正确、可行和有效的。     

基于多波束馈源阵列的目标角捕获方法

针对我国Ka频段测控系统的发展需求,提出了一种基于多波束馈源阵列的目标角捕获方案,采用14×16馈源阵列实现了3° ×3° 波束覆盖空域,角捕终端采用先进的循环谱算法,实现低信噪比下的信号能量估计.该方案解决了Ka频段窄波束天线对高速飞行目标的角度捕获技术难点,为高动态目标和窄波束条件下的角度引导和捕获提供了一种解决方案,样机验证了该方案的可行性.     

基于船舶运动控制的Matlab仿真

在分析随机海浪的波能谱和船舶的受力情况的基础上,建立随机海浪模型和船舶运动模型.用PID控制方法实现减摇鳍的控制,并用Matlab软件对海浪的波倾角和船舶的横摇角进行仿真.通过比较仿真结果发现,PID控制减摇鳍能使船舶减摇达90%以上.结果表明,该方法可以很好地用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报.     

一种天通一号卫星通信系统应用处理单元

完成了一种应用于海上微小型浮标端天通一号卫星通信系统应用处理单元(AP)的设计与实现。AP单元不仅控制伺服单元实现恶劣海况下天线自动跟踪卫星信号波束，而且实现卫星通信系统快速接入天通一号卫星网络并进行数据传输的功能。模拟四级海况条件下的测试结果表明，浮标体横摇角在-30°～+30°范围内，AP单元驱动伺服单元实现卫星信号波束跟踪精度优于2°,通信系统在10 s内快速稳定接入卫星网络，能实现海上浮标和岸基站间1.2～384 kb/s码率的实时通信。     

基于船舶运动控制的Matlab仿真

在分析随机海浪的波能谱和船舶的受力情况的基础上,建立随机海浪模型和船舶运动模型。用PID控制方法实现减摇鳍的控制,并用Matlab软件对海浪的波倾角和船舶的横摇角进行仿真。通过比较仿真结果发现,PID控制减摇鳍能使船舶减摇达90％以上。结果表明,该方法可以很好地用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报。     

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。     

伪码调相雷达高度表中多径信号抑制算法研究

多径误差是伪码调相雷达高度表中重要的误差源之一,为了提高系统的测距精度,建立了采用strobe相关器的伪码跟踪环数学模型,给出了其实现的结构框图;在考虑单路多径信号的基础上分析了多径信号的参数对伪码跟踪环的跟踪误差的影响,并在Matlab环境下对伪码跟踪环的跟踪性能进行了仿真;仿真结果表明在相同的多径参数条件下,strobe相关器可以有效地减小多径引起的跟踪误差,性能优于窄相关器,运算量较多径估计延迟锁定环要小,易于在硬件上实时实现,具有实际应用价值。     

低信噪比高动态条件下载波同步技术研究

针对极低信噪比高动态条件下载波同步问题,采用锁频环（FLL）和锁相环（PLL）相结合的方法来实现载波跟踪。对常用的叉积自动频率跟踪环（CPAFC）进行了改进,改进后的鉴频算法具有更快的捕获速度。对整体环路进行仿真,结果表明了该环路能有效地解决载波快速捕获与精确跟踪的问题。     

一种新的适用于数字电视地面传输国家标准的消除相位噪声的方法

正交频分复用(OFDM)易受相位噪声的干扰.本文介绍一种新的基于5点消除数字电视地面传输国家标准系统中相位噪声的方法,在相位噪声的频带比较窄的假设下,分析了它的简便性和实用性.仿真结果表明,基于TPS的五点消除相位噪声的方法在高斯白噪的信道下能提高1－3dB的信噪比,在有多径的情况下信噪比能提高1－4dB.本文还给出了该算法的具体实现方法.     

基于最小二乘估计的虚拟阵元波束形成仿真

在混响干扰为主的浅海探测背景下,通常希望能得到主瓣宽度比较窄的波束.常规的波束形成方法中,对于一定频率的基阵,一般只有通过增加孔径长度来提高基阵分辨率.而这种方法又往往会受到实际工程的限制.因此提出了一种基于最小二乘估计理论的虚拟阵元波束形成算法.该方法针对有限尺度基阵,根据实际已知阵元的接收数据,运用最小二乘估计方法,估计虚拟阵元上的接收数据,使实际基阵的孔径在虚拟的意义上得到了扩大,从而实现了高指向性窄波束,提高了基阵的指向性指数.仿真实验结果也表明了该方法的有效性.     

低信噪比下RFID调制识别方法的研究

针对RFID标准中常用的数字调制方式,提出了一种新的低信噪比下测试识别方法。该方法采用自适应阈值小波消噪方法预处理识别信号,提高了在低信噪比下的调制识别能力,设计了一种基于遗传BP神经网络的识别分类器,进一步改善了低信噪比下的识别效果。仿真结果表明,该方法在信噪比为5dB时,识别正确率也能达到95%以上。     

北斗宽波束“U”型槽双频微带天线的设计

基于北斗导航系统的实际通信需求,要求接收天线具有多频带、宽波束、小型化等特点,为此选定设计一款矩形贴片微带天线。结合微带天线的双频圆极化理论,采用同轴线的馈电方法,设计了一款在贴片上开“U”型槽的双频微带天线,使微带天线可以同时工作在北斗B2频段（1210±10MHz）和B3频段（1268±10MHz）,实现了微带天线的双频化,而且减小了天线尺寸。通过HFSS对该天线进行了仿真和参数优化,结果表明,天线回波损耗S11小于-20dB;天线增益大于3dB;双频内的轴比小于6dB;具有较宽的波束,较好的圆极化性能,较小的尺寸,可达到设计要求;而且,电路的设计方法简单,制作工艺简单,可为实际的应用提供参考。     

一站多机便携式无人机测控系统

针对目前多无人机协同作战应用需求,增强了无人机测控系统多机测控能力,实现了多机多系统互通互联互操作和资源共享等兼容与协同工作。分析了数字多波束相控阵天线,平台+插件的软件架构以及 XML技术的帧格式信息和参数信息描述等关键技术,研制了一款兼顾多型多目标通用化要求和后续无人机建设的扩展性需求的便携式无人机测控系统。该系统具备经扩展改造后进行新建无人机测控管理的能力,满足无人机多类型、多型号不断扩展的需求,减少无人机测控装备种类,提高综合测控保障能力,降低新型无人机系统装备建设成本。