存在地面反射的条件下微波天线增益测量方法及其精度

在存在地面反射条件下,用通常的比较法测微波天线时,地面反射的影响将造成巨大误差。1962年起我们就利用标准天线升降测出直接波与反射波的合成波最大值与最小值,并加以计算修正的方法。后来在长期试验中不断改进。为了进一步验证这种方法的有效性,又进行了一系列的专门试验。本文讨论了近年来试验结果和增益测量中的误差分析方法及数据处理方法。     

数值模拟锥形杆对反射应力波的影响

应用锥形杆获得放大应力波信号过程中,过渡锥面形成的反射应力波和所要测反射波叠加,要区分开来就必须获得在相关锥形杆和入射波条件下锥面反射波的情况。采用数值模拟和部分实验验证相结合的方法来研究该问题。其中模拟过程分2部分,其一为在锥形杆形状固定的情况下分别模拟对不同宽度的入射波(矩形、三角和梯形)所形成的反射波的影响,其二为对于SHPB实验中常用的矩形入射波,讨论不同的锥体几何参数(特征长度、小端直径)的变化对反射应力波的影响。数值模拟结果表明:当入射波宽度和锥体的特征时间tL=L/C0接近的情况下,锥体对反射波波形的影响很大,而对于实际应用中的锥形杆及相应的梯形入射脉冲,如果锥体的特征长度远小于子弹的长度(10%),小大端的直径比d/D0.8的情况下,反射波应力可以按阶梯截面过渡杆进行计算,反射波从峰值应力处到平台区的过渡时间与入射脉冲上升沿时间接近,反射波上升沿、下降沿和波宽与入射脉冲基本一致,锥体特征长度对峰值应力的影响小于d/D值的影响。     

V/UHF地空通信几何信道模型的仿真研究

分别研究了V／UHF地空通信中理想情况的几何信道模型和现实情况的椭圆几何信道模型,从不同角度较全面地分析了V／UHF地空通信的信道特性。在理想情况的几何信道模型中,对接收点合成场强的计算公式进行了仿真分析,得出了接收场强与发射功率等因素的关系;在现实情况的椭圆几何信道模型中,推导出了地面接收信号的标准多径时延和波达方向的概率密度函数,对标准多径时延、波达方向和接收功率进行了仿真,表明了多径效应对超短波地空通信的影响。     

基于半主动寻的引信的高炮制导技术

高炮制导是提高高炮武器系统作战效能的重要途径,基于半主动寻的引信的高炮制导技术,立足于现有高炮武器系统,通过改造弹丸的引信系统,在引信基础上进行功能扩充和技术升级,增加四象限天线、姿态探测器和弹道修正机构,弹丸通过接收雷达直射波和目标反射波合成的脉冲多普勒雷达波的幅度信息和宽度信息进行弹道修正和引信点火.这种制导方法充分利用和发挥了引信的作用,将引信与制导功能有机地融为一体,具有结构简单、造价低廉、工程量少的突出优势,特别适用于高初速和高射速的高炮武器系统的制导化改造.     

钢-铅黏接件超声检测的数值模拟与分析

为解决钢-铅黏接结构件中黏接状态的无损检测难题,基于超声声线法仿真软件研究超声信号在钢层、黏接层、铅层的传播特性,对其传播路径及声压变化进行数值模拟分析,得到不同黏接状态下的检测回波信号。结果表明:采用常规超声脉冲反射法对钢-铅黏接结构件进行检测时,黏接状态不同导致的回波信号差异很大程度上取决于始波脉冲信号特征。     

温压炸药爆炸冲击波在爆炸堡内的传播规律

为研究温压炸药爆炸冲击波在有限空间的传播特征,在爆炸堡中进行400 g RDX/Al/AP(高氯酸铵)/HTPB(端羟基聚丁二烯)温压炸药的爆炸实验,通过压力测试系统得到冲击波在地面和空中的超压时程曲线,以JWL-Miller方程作为爆炸产物状态方程,采用AUTODYN软件对爆炸过程进行了数值模拟,并用数值模拟结果研究冲击波在爆炸堡内发生正反射和斜反射。结果表明,数值模拟得到的冲击波形态、峰值及作用时间与实验测试结果吻合较好,Miller余项能够较为合理地描述含铝温压炸药的后燃特征。正反射发生在装药的地面投影点,反射波峰值达到入射波峰值的3.3倍;斜反射包括规则反射和马赫反射,冲击波入射角小于40°时,在地面形成规则反射,反射波峰值约为入射波峰值的2.5倍;冲击波入射角大于40°时形成马赫反射,马赫波峰值约为入射波峰值的1.2~1.6倍;在侧壁及穹顶发生规则反射。在几何对称轴上发生聚焦现象,聚焦点冲击波超压高于2200 k Pa,达到该点入射冲击波超压的4.3倍,增强了爆炸堡内冲击波,提高了温压炸药的毁伤能力。     

基于首达波与次达波到达时差的深海浅层移动声源定位

为克服海洋环境不确定性、信号接收及处理偶然误差对定位精度的影响,基于单水听器多途声到达时差,利用扩展卡尔曼滤波（EKF）算法对深海浅层移动声源进行定位研究。结合Butterworth带 通滤波算法及Bellhop射线模型识别水声试验数据中的多途到达波,对比分析各到达波间的相对能量大小,并确定信噪比较大的首达波与次达波为研究对象;以单频信号作为匹配序列,计算时域相关性大小,得到首达波与次达波的声到达时差;以首达波与次达波的声到达时差为观测值,构建EKF声源定位模型,得到移动声源的深度、水平距离及速度等信息。研究结果表明：在深海水声信道中,当声源和水听器都位于浅表水层时,直达波与海面反射波重合,首达波与第1次 海底反射波能量相对较大;滤波结果与实测数据吻合较好,验证了EKF算法可较好地实现对水下移动目标定位。     

地雷场近地面环境下的脉冲超宽带信道测量与分析

为了研究脉冲超宽带(IR-UWB)信号在地雷场近地面环境中的传播特性,为该技术在未来地雷武器中的应用提供技术支持,在3种典型近地面传播环境下进行了实验测试。通过实测数据的处理,对接收信号特征进行研究,提出了基于能量比检测和多径分量判据相结合的分析方法,得出信道冲激响应并对信道主要参数进行统计计算及分析。计算结果表明,由于地面和周围地表障碍物对信号的反射作用,天线高度为0.3 m和0. 5 m情况下,传播路径损耗系数均小于自由空间,其数值范围为1.50~1.85;通过利用基于自适应截止门限设置的CLEAN算法得到的信道冲激响应,恢复的接收信号与原始信号的能量误差均小于30%,因此统计计算得出的信道参数符合实际传播环境特点,验证了数据处理方法的可行性和信道分析结果的正确性。研究成果能为脉冲超宽带近地面传播信道建模和实际应用提供参考。     

点目标反射太阳短波红外辐射特性分析

针对过强的太阳辐射会影响成像质量问题,分析了点目标反射太阳短波红外辐射过程以及目标、地球和太阳之间的几何位置关系,建立了大气层表面的太阳短波红外辐射模型,太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角计算模型,以及地面点目标反射太阳短波红外辐射模型,对这些模型进行了仿真试验,揭示了太阳高度角、太阳方位角和太阳入射角随时刻的变化规律,太阳短波红外直射辐射、散射辐射和地面反射辐射随时刻的变化规律,以及点目标反射太阳短波红外辐射随时刻的变化规律,并利用试验图像验证了模型的有效性,为研究短波红外成像等提供参考。     

与常规相干和扩谱雷达兼容的半主动导弹导引头电路

该电路能在导弹中产生如二进制相位编码伪噪声信号等雷达波形,该波形或其它类相干波形再发射回雷达.伴随着预期目标回波的这种信号由雷达信号处理机进行处理,所发射波形应进行适当修正,以保证(?)弹导引头电子装置反射目标信号的最佳处理。由于导弹是向地面雷达发射信号而不是直接接收地面雷达信号,因此,导弹无需在雷达波束内飞行。这将简化与半主动导引头有关的制导问题。     

界面反射对定位系统性能影响及应对策略研究

基于同步式水声定位系,统的定位解算原理,分析了单阵元时延估计误差对系统定位精度的影响。结合水声信道特点,揭示了目标位于不同位置时直达声和海面一次反射声相位差的变化规律;探讨了界面反射对系统定位精度影响的物理机理;并利用“相消干涉”信号前后“边沿”的时延差等于发射信号长度这一信号叠加特征改进常规信号检测器的信号处理逻辑,以提高信号检测能力和时延估计精度,减小多途影响,改善水声定位系统性能。仿真结果验证了该方法的有效性。     

使用单水听器定位浅水中的脉冲声源

针对浅海信道的相干多途结构,给出了一种利用单水听器通过估计多途时延差来定位脉冲声源的方法。分析了水底和水面声学特性的差别对反射波相位的影响,利用相位的差别来区分水面反射和水底反射,解决定位方程中声源位置模糊。使用复数域上的凸集投影方法估计信道中的多途幅度衰减和相位变化,其分辨率优于传统匹配滤波器,可以扩展定位方程的应用范围。通过误差传递方程研究了单水听器定位时的误差。对实验数据处理结果表明,这种定位方法在实际浅海环境中是可行的,具有成本低廉,结构简单的优点。     

多路水声复合信号耦合网络与高速双向传输方法

机载声纳利用单芯同轴电缆双向传输高低压复合信号,向机载接收端传送高速率水下数据,向水下载体端传送控制命令、大功率高压电脉冲和直流电。传统传输方法的信号频分耦合网络复杂,导致系统工作时误码率高,可靠性较差。为此,提出了一种新的保护式继电器耦合网络和双向传输方法。该方法采用开关方式实现高低压回路的彻底隔离,同时基于Manchester 编解码技术,完成了大容量数据的时分双向稳定传输,使系统误码率小于10 -7,实际数据传输速率大于 7 Mbit/ s,传输距离大于500 m,保证了大动态范围高低压复合信号的可靠传输。     

入射激波强度对抛物形凹腔内激波聚焦影响的数值研究

为得到入射激波强度对抛物形凹腔内激波反射聚焦过程的影响,采用结构自适应加密网格和波传播算法,计算马赫数分别为1.1、1.3、1.5、2.0、3.0和4.0的平面入射激波在二维抛物形凹腔内的反射和聚焦过程。计算结果表明：入射激波在凹腔壁面上的反射依次为直接马赫反射、反转马赫反射和过渡规则反射;三波点及马赫干在对称面上的碰撞是形成高能区域的原因;随激波强度增加,在凹腔壁面反射的激波由在聚焦前后都在对称面上反射变为只在聚焦后反射,再到最后不会反射;三波点在壁面上的反射和在对称面上的反射随入射激波马赫数增大,其距离和时间间隔缩小。     

脉冲信号被动定位时延差估计方法研究

从三点法定位原理出发,在分析时延差估计误差与时延估计误差关联性的基础上,通过将信道修正技术引入过门限时延差估计(直接法),改善时延差估计的稳定性,得到了改进的过门限时延差估计方法(修正法).在研究分析信号时延与相移内在关系的基础上,根据误差理论,在高精度相位估计前提下,利用各相关参数估计误差对时延差估计误差的贡献大小以...     

防激光探测涂料的研制

提出了对防激光涂料的具体要求及涂料的组成。样板经测试，对波长为１．０６μｍ激光，镜面反射比（ｐ＿Ｒ）在０．００１以下，漫反射比（ｐ＿ｄ）在０．０６７以下。利用坦克上激光测距机实际测量，在７２０米距离，测量１０次，涂料样板无一回次波，使激光测距机失灵。     

激波光学折射和反射效应对激光近程目标探测影响研究

由于飞行器超音速飞行产生的激波,对其上的激光近程探测系统的激光光波传输产生折射和反射效应,引起测距误差和杂波影响。结合光学理论,提出了一种基于激波前后空气密度比的激波折射和反射效应的简洁工程算法,并推导出激波折射效应引起的测距误差公式和激波反射效应引起的杂波功率公式,从宏观角度对上述两种效应进行了仿真计算和分析,从而为激光近程探测系统的研究提供理论依据和方法。     

转发式GPS干扰技术及其计算机模拟

GPS干扰以转发式GPS干扰信号欺骗敌方GPS接收机.当移动GPS信号转发器收到GPS信号后,精确复制并放大后转发出去,使敌方GPS接收机优先收到该信号,导致错误导航定位.计算机按星座参数及转发的电文内容模拟错误定位结果,计算出位置偏移和移动GPS信号转发器与导弹的位置关系,判断转发器干扰导弹的效果.     

无线电指令修正信道特性与建模研究

针对无线电指令修正信道特性,基于无线电传播和反射的基本理论,对面空导弹不同飞行情况进行了分析,确定了在不同接收仰角和地况情况下,无线电指令修正信道的特性,并建立了数学模型。通过注入某演示弹道数据,对信道模型进行了仿真验证,证明了该模型可行、有效,从而实现对给定弹道条件下的指令修正有效性进行评估,具有较高的工程应用价值。