调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

气溶胶环境影响下连续波激光引信回波特性

激光引信具有定距精度高、抗电磁干扰的优点,但其易受烟尘等气溶胶粒子的干扰.基于蒙特卡洛仿真方法研究连续波激光引信在气溶胶干扰环境下回波信号特性.构建气溶胶粒子各种散射作用下连续波激光回波信号模型,包含粒子后向散射信号、经粒子散射的目标信号与目标回波信号3种类型,模型中的气溶胶消光系数和散射系数根据光子的空间位置坐标、气...     

霾、雾条件下激光末制导武器作战研究

霾、雾天气是作战中的常见天气现象,会对作战行动产生诸多影响。作战实践表明,霾、雾等低能见度环境对激光制导武器有明显影响,轻则精度下降,重则无法命中目标。文章通过研究激光在霾、雾天气中的传输特性,给出了衰减模型,通过计算显示了衰减程度,并建立了激光末制导武器系统激光制导模型,分析了对激光末制导武器产生影响的具体因素,以及减小这些因素影响的方法,并根据具体作战环境提出了应对策略。     

脉冲激光引信探测平面目标的回波特性研究

针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题,建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布,利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上,仿真分析了不同参数对回波波形与信噪比的影响。对脉冲激光引信进行了回波试验,结果表明：实际回波波形与数值计算得到的回波波形保持一致,且峰值随着入射角的增大而衰减,峰值时刻前移。研究结果可为脉冲激光引信在高速动态条件下实现高精度测距提供理论参考依据。     

激光引信收发间距对云雾回波的影响

云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号,针对激光引信收发间距对激光引信云雾回波影响未见定量研究报道,基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波特征进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、脉宽、波峰位置和峰值功率随收发间距的变化规律。仿真结果表明:当引信处于云雾中时,收发间距越大,散射回波相对于发射脉冲的波峰延时和展宽程度越大,而峰值功率越小,且盲区距离越小或云雾能见度越大,峰值功率随收发间距增大而减小的速度越小。分析表明:仿真结果符合云雾对传输光束的散射规律,可以为激光引信的目标识别以及收发视场参数的优化设计提供依据。     

密闭金属空腔中多孔介质相变耦合传热模型研究

针对外加瞬间高能热源,由密闭金属空腔、腔体中多孔介质、多孔介质中可相变工质组合成的耦合态目标传热特性在航空航天领域的特殊应用需求,基于金属腔体、多孔介质中不可压缩流动相变工质的能量守恒、动量守恒、质量守恒等原理,以低气压环境下应用的复杂物理结构的密闭金属腔体为研究对象,建立了由高能高效热源-金属空腔-多孔介质-多孔介质中可相变工质的相变过程的传热特性的数值计算模型,通过典型物理参数状态的仿真,获取了密闭腔体内温度、压力、相变等特征参数随时间和空间变化的数值模拟结果,关键参数的仿真结果与已有试验结果对比一致性好,同时温度、压力、相变等特征参数的变化规律与传热传质理论相吻合。结果表明该建模方案思路的正确性以及仿真结果的有效性。该传热模型可推广应用于激励热源的优化设计、密闭耦合态目标的综合性能优化。     

基于有限分布参数的地面多普勒回波模型

针对目前地面弹目交会的多普勒回波信号实测数据的获取耗时耗力,而基于分布参数法的目标多普勒回波信号生成模型计算效率又低,提出了基于有限分布参数的地面多普勒回波模型生成方法。该方法以地面目标为分布参数目标,选取目标有限个反射较强的散射点作为目标质点,把目标各质点和地面分别对电磁波的反射都放到一起考虑,即有限分布参数法,建立对地目标模型。仿真表明,该方法兼顾模型精度和计算效率,可简捷有效地得到背景为地杂波的多普勒回波信号。     

光尾流探测系统回波信号的数值仿真

为了仿真光尾流探测系统参数对回波信号的影响,利用米氏散射理论计算了单个气泡的光散射特性,并求解了不同尾龄时刻舰船尾流截面的光学厚度。结合尾流探测的工程应用设计了探测系统的原理光路,并依据探测光路图采用数值方法,得到了具体探测参数下的尾流回波信号。仿真结果表明,探测系统参数的优劣对回波信号的影响至关重要,该研究可为光尾流系统的参数优化提供一定的理论参考。     

基于映射法的曲面自适应网格生成

板壳成形数值模拟过程中用自适应网格不仅可以实现以尽可能少的计算量获得指定精度要求的解,更重要的是可以提高解的精度。而曲面自适应网格自动生成技术国内外都刚开始研究,目前没有很好的方法。本文首次基于映射法在参数区域生成自适应网格,然后映射到空间,用空间曲面的曲率及有限元计算误差估计来控制参数区域中的自适应网格生成。数值例子验证了本算法的正确性及可靠性。     

基于支持向量机的地磁辅助导航匹配区域选取准则

为综合考虑地磁标准差、地磁费歇信息量、地磁编码失真量等特征参数对选取结果的影响,研究基于支持向量机的地磁匹配区域选取方法。先计算地磁特征参数,准确有效地表示地磁信息;再选择合适的训练样本集,并通过选择合适的核函数及核函数参数,实现了匹配区域及非匹配区域的正确分类;最后,将测试样本集作为检验核数据对分类器效果进行检验,并根据总体精度和第二类错误率的大小选择合适的核函数参数,通过测量的地磁数据进一步进行了验证。结果表明,该方法分类简单,适应性强,能够进行匹配区域的正确选择。     

大气-海雾多层环境下的天空偏振模式

为研究复杂海洋环境下天空偏振模式分布情况,针对大气-海雾复杂海洋环境,研究垂直方向上大气-海雾多层介质的天空偏振分布模式。利用简化的大气、海雾双层结构模拟复杂海洋情况,分别采用Rayleigh及Mie散射方法求得大气、海雾均匀介质层的散射系数,采用基于矢量辐射传输方程的倍加累加方法计算两层介质间的辐射传输,得到全天空偏振分布情况,以太阳子午线上海雾层下行辐射为重点研究地面观测到的偏振特性变化趋势。研究结果表明：在太阳位置处可得到偏振度（DOP）的最小值,在太阳高度角与观测高度角夹角为90°时可得到DOP最大值;随着能见度下降,DOP逐渐增加,且观测高度角大于90°时DOP增大效果明显;对于可见光典型波长,当波长增大时DOP逐渐减小,且随着能见度的减小,波长对偏振特性的影响越来越小。     

尾流自导鱼雷防御系统接收信号模型及参数优化

针对目前尾流自导鱼雷对舰艇的严重威胁,从舰艇尾部反尾流自导鱼雷的角度出发,分析了尾流回波信号的声学特征模型。研究表明,尾流回波声压主要取决于气泡尺寸、数量,舰船吃水深度和航速及基阵发射频率等因素。根据所研究模型和国外实测尾流气泡半径和密度数据,对比于鱼雷回波信号,对防御系统的主要参数（如发射频率、发射脉宽和周期以及工作距离和深度等）的选取和优化进行了理论研究,提出了设计原则和参数选择范围,该研究可为反尾流自导鱼雷防御系统的仿真信号生成和参数选择提供理论依据。     

三角夹差激光引信抗烟尘干扰

为提高激光引信在短距离内抗烟尘、云雾干扰的能力,通过脉冲激光发射、线阵传感器回收,利用三角夹差法定距,对回波信号中携带的距离信息进行分析提取烟尘背后的实体目标。三角夹差法的发射光轴与接收光轴设有一定夹角,使得在接收端视场内只接收到探测距离中一小段距离内烟雾的后向散射光,降低了烟尘后向散射带来的干扰。通过线阵传感器结合夹差法在接收回波时可以给出夹差区域所对应的目标距离信息值。实验表明,比起同轴探测系统,采用三角夹差线阵探测确实可以在更低能见度下正常工作,并且确实不会因烟尘而虚警,同时也使探测装置具有在一定范围内分档定距的功能。     

海浪杂波对伪码引信的干扰研究

针对海面对引信的干扰,分析了海面反射信号的平均功率和平均反射系数,得到不同海情及极化方向上海面反射信号婀巯计特性。根据海面反射信号的统计特性对该反射信号进行仿真,以检验无线电伪码引信的抗海面干扰能力,并得出结论,无论海面反射信号先于目标回波信号到达引信,还是目标回波信号淹没于海面反射信号当中,都不会影响伪码引信的正常工作。     

一种基于偏振特征的激光尾流探测方法

对激光经气泡、水体散射后偏振特征的变化进行理论分析,研究舰船尾流的几何模型和气泡分布规律,提出了一种基于偏振特征的激光尾流探测方法。利用偏振光探测优势对探测器进出入气泡尾流的舷别信息进行分析,对所提出的方法进行了可行性实验研究。实验结果表明：偏振光探测装置可有效地分辨尾流区和非尾流区的散射光回波信号;当激光通过不同尺度、不同密度气泡区域时,探测器接收到的回波信号亦不同,且信号特征有规律可循。该方法能初步对尾流的舷别信息进行甄别,为尾流自导鱼雷探测舰船尾流从而进行目标跟踪提供了依据。     

一种改进型二维恒虚警参考窗

对于环境复杂的海面,雷达回波中包含了目标回波、海杂波、气象杂波以及干扰信号等.由于海杂波特性随时间变化存在较大的随机性,因此预警雷达在强杂波环境下探测微弱目标时,海杂波抑制成为一个关键环节.恒虚警率(CFAR)处理技术是减小海杂波影响的一项有效措施.本文从海面雷达回波特性入手,分析了海杂波的空间幅度特性,提出一种改进的...     

HMX单元推进剂激光点火特征参数计算方法

为了简化激光作用下固体推进剂点火特性参数的计算,分析了以激光为点火源的固相反应模型点火机理,将其分为吸热热解、边界层气相掺混与快速化学反应三个阶段。建立了一种预测阶段性激光点火延迟时间和点火温度的特征参数近似计算模型,利用该方法对HMX单元推进剂在三种不同的激光入射强度(45,76,170 W·cm-2)下的点火过程进行了计算,该模型计算的点火延迟时间与点火温度与固相点火模型相比之间的偏差分别为3.8%,8.1%,11.5%与1.23%,0.87%,0.98%。     

末制导雷达目标检测概率的仿真计算

应用Nrad修正的海面回波反射强度GIT模型,对不同海况级数和不同海面风向角条件下的海面回波反射强度进行了计算,在此基础之上根据瑞利海杂波分布背景下雷达目标检测概率的计算模型,给出某型末制导雷达目标检测概率与海浪级数、风向角以及目标雷达截面积之间的变化关系曲线.