毫米波FMCW雷达近炸引信信号处理设计与实现

引信是通过测量弹头距地面的相对高度来控制战斗部在最佳高度起爆,以提高战斗部的杀伤威力。而近炸引信的目的则是在未到达预定引爆区域而又无法避免对方拦截的情况下,引爆战斗部,以避免战斗部被对方完全破坏后的失效。针对该应用,本文在毫米波波段设计并实现了一种基于调频连续波体制的近炸引信信号处理器。     

引信启动效率评估系统数据分析软件设计

针对脉冲多普勒引信视频回波特点提出了一种信号参数提取的方法。首先对脉冲多普勒引信视频回波信号分距离单元分帧作FFT处理，然后采用中心频率法和恒虚警检测方法提取出多普勒频率数据和信噪比数据，得到随时间变化的估计频率曲线和信噪比曲线。估计频率的变化和信噪比的变化趋势从不同的侧面反映了引信工作的历程。     

引信系统的建模与仿真

利用系统仿真工具进行引信系统建模与仿真，可以高效地实现引信系统的性能评估和方案论证，将引信设计人员从繁重的设计工作中解脱出来，使引信系统设计更加方便、高效和优化，能够大大提高设计的可靠性，并可缩短设计周期，降低开发成本。该文介绍了引信系统建模与仿真的方法，并以某中炸定高引信系统为例，采用Cadence公司的信号处理工作系统(Signal Processing WorkSystem，SPW)对系统进行了仿真，说明了系统的仿真过程并给出其性能。     

基于小波分解的无线电引信目标识别

多普勒无线电引信目标识别的传统的方法是利用多普勒信号的幅值和增幅速率等特征进行目标信号识别.为使无线电引信在强背景噪声干扰的情况下能够正确地识别目标,就需要采取有效的信号处理方法识别目标.文中根据无线电引信回波多普勒信号功率主要集中在低频部分的特点,对淹没在噪声中的无线电引信回波信号进行小波分解,提取在不同频带内信号能量作为特征,用Fisher判别方法对目标进行检测.针对不同信噪比,对某典型无线电引信回波信号进行定量研究,从仿真结果可以得出该文方法能处理信号的信噪比达-7dB,表明该方法是有效的.     

复合正弦连续波调频引信的距离截止特性

在电磁环境越来越复杂的现代战争中,引信在精确制导武器中的地位越来越重要,针对连续波调频引信抗干扰性能差,对连续波调频引信的分析大都是基于简单调制信号,由于调制信号变得越来越复杂。为了适应复杂化的发展,提出一种复合连续波调频引信。复合正弦连续波调频引信做了分析,并建立了复合正弦连续波调频引信的数学模型,之后通过对单正弦连续波调频引信和复合正弦连续波调频引信的距离截止特性仿真做了对比研究。给出了两种体制引信的距离截止特性曲线,仿真结果表明,复合正弦连续波调频引信具有更好的距离截止特性和抗干扰能力。并对复合正弦连续波调频引信接收到的回波功率以及多普勒信号进行了仿真,也验证了结论的正确性。     

近炸引信对空炸点位置测试方法研究

针对现有近炸引信对空炸点位置测试方法存在的不足,提出了基于4台光电探测靶与1个高分辨率面阵CCD相机相结合的近炸引信空中炸点的三维坐标测试方法;建立了空间炸点坐标模型,研究炸点三维坐标的计算方法;对试验获取的炸点图像,根据图像的多区域高亮度特征,采用亮度递减扩散检测的图像处理算法,实现炸点图像的重心定位;靶场试验结果表明,这种方法能够满足对空近炸引信炸点位置三维坐标的实际试验测试需求。     

电容近炸引信探测灵敏度研究

为提高电容近炸引信的探测距离,从物理概念和信息传输角度建立了电容引信探测灵敏度模型,得到了探测灵敏度的微分表达式;从探测电路灵敏度和信号处理电路灵敏度分别分析了影响探测灵敏度的参数及其影响关系,最后给出提高电容近炸引信探测灵敏度的行之有效的途径。     

基于电容传感器的电容近炸引信炸高散布研究

基于电容近炸引信的探测场区为准静电场,根据准静电场的分布特征,类比无线电引信的方向函数,建立电容引信的场强分布函数,得到电容近炸引信的等场强探测方向图近似为一个长短半轴相差20％的椭球,验证了电容近炸引信在不同弹目交会条件下炸高散布小的结论.     

基于虚拟仪器的无线电引信测试系统设计

本文设计了一种基于虚拟仪器的无线电引信数据采集测试系统.描述了该系统的组成结构和工作原理,详细地给出了相应的实现方法,并将其应用到无线电引信的工作频率、起爆灵敏度和检波信号的测试中,取得了良好的效果.为无线电引信的测试和评价提供了一种新的思路和手段.     

同步检波在鱼雷电磁引信中的应用及仿真研究

对鱼雷电磁引信的接收信号进行同步检波处理是识别引信目标信号的包络、频率和相位参数的重要手段,当前的研究方法,因频域检波等方法提取的包络粗糙,且频率和相位识别精度低。为提高识别精度,建立了鱼雷电磁引信的目标信号模型,分析了乘积型和平衡叠加型两种同步检波技术的原理,用Matlab/Simulink仿真环境进行了仿真研究,得到了不同相差和频差条件下的同步检波输出信号,并通过对平衡叠加型同步检波器的一组实验数据进行最小二乘拟合处理,还得到频率特性曲线。上述仿真结果表明,同步检波技术可精确提取鱼雷电磁引信目标信号的包络参数,且频率和相位识别精度高。     

基于量子神经网络的无线电引信干扰对消

为了提高无线电引信的抗干扰性,采用量子神经网络构建非线性滤波器,自适应抵消回波信号中包含的干扰噪声。通过自适应干扰对消系统仿真,实现了对目标反射信号的最优恢复,获得了理想的降噪效果。     

基于GPS的定高引信系统设计

云爆弹是内装高能燃料的高效毁伤弹药,需在特定的高度引爆,才能发挥最大杀伤效能,为此提出了一种适用于低速投放高着速的云爆弹定高引信;该引信系统以FPGA作为主控制器,通过判定GPS提供的高度信息,控制配电器使弹丸在特定高度执行相应的动作,并通过无线传输模块与外部进行通信,接收配置命令或将定高过程产生的数据发送给上位机;针对GPS定位数据更新速率低导致弹丸实际动作高度与目标高度相差大的问题,特提出了一种高度补偿算法,该算法通过在GPS连续两次测定的高度之间插入10个高度判定点,在提高高度信息采样率的同时提升了定高精度;最后用卫星导航信号模拟器对该系统进行了试验测试,结果表明该引信系统定高精度误差不超过1%,系统功耗约为1.5 W,满足实际应用需求。     

An accurate SISAR imaging method of ground moving target in forward scatter radar

In order to accurately extract the profile image of the ground moving targets(GMT) in the forward scatter radar(FSR),a forward scatter signal model of GMT is built based on the Fresnel-Kirchhoff diffraction formula,the multipath propagation model and the high order phase approximation method.The classical shadow inverse synthetic aperture radar(SISAR) imaging algorithm is modified using the proposed signal model.In the modified imaging algorithm,the impacts of ground reflection,non-linear variation of target Doppler frequency and the target motion direction on imaging accuracy are discussed.Meanwhile,non-linear and time-dependent parameters are used to compensate for the motion phase of the GMT forward scatter signal,and a novel estimation method of the height difference and median line height of the target profile is put forward under the multipath interference.Finally,both the accuracy of the proposed signal model and the effectiveness of the modified imaging algorithm are validated by the simulation results.     

基于动态射频指纹的调频定位方法

针对调频(FM)广播信号动态变化对定位性能产生较大影响的问题,提出了动态射频指纹的FM定位方法。该方法采用多元线性回归和神经网络方法,根据离线阶段各个参考点和部分较准点的调频广播信号强度的关系,使用在线阶段较准点的信号强度实时估计在线阶段参考点的信号强度。通过这两种方法建立具有自适应能力的动态射频地图,并使用贝叶斯估计方法对目标进行定位。实验结果表明,相对静态射频指纹模型：采用多元线性回归的射频指纹动态映射模型定位误差平均减少9.1%,采用神经网络的射频指纹动态映射模型定位误差平均减少36.3%,有效抑制了射频信号动态变化时变性对定位性能的影响。     

取样脉冲对平衡式取样积分微分电路性能影响

取样脉冲是影响超宽带无线电引信接收机性能的关键因素。在分析取样积分微分电路工作原理的基础上,建立了其频域和时域数学模型。结合无载波信号的时域多普勒效应,提出了基于Matlab的超宽带无线电引信接收机输出信号时域仿真方法。研究了取样脉冲宽度和幅度对电路输出波形的影响,结果表明:电路完全对称时,输出信号幅度只与取样脉冲宽度有关,但并非单调关系;非对称时,电路达到稳态前产生一个脉冲信号,脉冲幅度与取样脉冲的幅度成正比,宽度成反比。     

相参脉冲信号识别方法和性能分析

提出了一种相参脉冲信号识别算法,通过检测脉冲相位的线性度判别序列的相参性.该算法通过相参积累,有效地提高了信号的信噪比.文中讨论了门限的选取对算法性能的影响,给出了相应的数学推导,并通过仿真实验对推导结果加以验证.同时还讨论了算法的信噪比门限.仿真实验表明,本方法可以在较低信噪比情况下实现对脉冲信号相参性的识别.本文算法有助于实现对脉冲多普勒雷达的识别和告警,对研制数字射频存储器也具有重要意义.     

无线电高度表静态模拟测高试验结果分析

介绍某型拖靶使用的KGWXX型无线电高度表静态模拟测高试验方法，给出了试验数据，并对试验结果进行了理论分析。静态模拟测高试验结果表明：该高度表可在超低空状态下提供稳定的高度数据，可以作为某型拖靶系统的高度传感器；该高度表提供的高度数据存在着较大的阶梯误差，将影响拖靶系统的恒高精度。通过分析静态模拟测高试验结果，指出了该高度表提供的高度数据存在较大阶梯误差的原因及解决途径。