雷达吸波材料反射系数的数值模拟

雷达吸波材料反射系数的影响因素繁多且作用机理复杂。在对反射系数计算公式理论分析的基础上,采用数值模拟方法分析了吸波材料的厚度、介电常数和磁导率对单层雷达吸波材料反射系数的影响,并进一步研究了双层吸波材料匹配层和损耗层材料类型和厚度的选择。研究表明,随着材料电磁参数的增大,反射衰减的最小值先减小后增大;材料的电磁参数与厚度的提高可改善吸波材料的低频性能,但较低的介电常数和厚度更利于展宽频带;在设计多层吸波材料时,需选择电磁参数较小的材料作匹配层,并对其厚度进行优化。     

基于加速遗传算法的多层微波吸收材料的优化设计

针对多层雷达吸波材料(RAM)需要满足吸收频带宽和厚度薄的优化目标,用加速遗传算法(AGA)建立了对电磁波的吸收达到特定的反射损耗值要求下多薄层吸波材料的优化设计方法.根据材料参数数据库,给出了在任意给定的频率范围内以及任意入射角下如何确定各层材料的种类和厚度的优化方法.成功地给出了在0.8~2 GHz频段以及2~8 GHz频段5层微波吸收涂层的优化设计结果,并对优化结果进行了评价,讨论了宽频带、强吸收、多薄层吸波材料的吸波特性与各层材料电磁参数的关系.     

多层宽带雷达吸波涂层吸波性能及损伤特性

以铁磁性粉体为吸收剂、聚氨酯为粘结剂,基于静电喷涂技术制备了具有优异吸波性能的雷达吸波涂层。结果表明,具有多层结构的雷达吸波涂层不仅可以在垂直入射条件下实现宽波段、高强度吸收,同时在斜入射条件下也具有极其优异的吸波性能。在入射角度为35°～70°范围时,其在厚度为1.2 mm时反射损耗峰在5～18 GHz范围内仍然可以达到-10 dB。特别的是,在入射角度为62°时,其反射损耗峰达到-50 dB,真正实现了宽波段、广角域、高强度吸收。此外,基于所设计和制备的多层铁磁性雷达吸波涂层,利用Ansoft HFSS搭建多层多界面仿真模型,结合有限积分法分析了典型损伤脱落对其吸波性能的影响,为后续开展多层铁磁性雷达吸波涂层维护与损伤评估提供理论指导。     

单层吸波材料的逆向优化方法

根据单层吸波材料的吸收机理，提出了吸波材料电磁参数的逆向优化方法，并用该方法对单层吸波材料进行了分析设计，得到了电磁参数的最佳配合下吸波材料反射率的幅频特性，分析讨论了电磁参数的频散效应及厚度对吸波性能的影响。     

含FSS的双层吸波材料吸波性能的MathCAD计算模拟

基于多层吸波材料的反射率等效电路理论计算模型,采用MathCAD对嵌入频率选择表面(FSS)前后的双层吸波材料的吸波性能进行了计算模拟,并与实际测量结果进行了分析比较。结果表明,吸波材料中嵌入频率选择表面后,吸收频带得以增宽,吸波性能得以改善;利用MathCAD进行计算模拟可以简化编程,并能有效预估吸波材料的吸波性能,从而提高设计制备吸波材料的效率。     

雷达吸波结构的FGA优化设计

本文采用浮点数编码遗传算法对多层涂敷型的吸波结构进行优化设计时,引入分段变参数遗传算法和权值调整技术来解决算法的早熟和吸波结构性能的宽角适应性问题.文中首先建立了适用于吸波结构优化设计的理论模型,然后设计算法使吸波结构在任意给定的频段和入射角度范围,通过对吸波结构的每层材料电磁参数及其厚度的优选使其吸波性能达到最佳,最后给出了吸波结构的点频和宽带的数值仿真结果.     

X波段30 dB吸收的吸波体结构

提出了一种基于介质阻抗变换宽带强吸收的电路模拟吸波体结构,该结构由双层吸波峰窝、介质和单层方环形电阻膜组成。吸波蜂窝作为六边形柱体芳纶纸蜂窝浸渍导电炭黑的复合材料,采用波导法测量了8~18 GHz的等效电磁参数。基于等效电路法分析了该吸波结构的匹配机理,应用多层介质/吸波蜂窝能实现宽带多阶阻抗匹配。采用路仿真技术,进行等效电路参数优化,并选取对应吸波结构参数。路仿真技术和全波仿真的结果保持一致,由此得出了一种快速的优化仿真设计方法。在入射角为0°~20°的范围内,基本实现了X波段双极化的30 dB吸收,且在入射角50°范围内,基本实现了8~18 GHz的10 dB吸收性能。该吸波体结构具有宽带强吸收性能,和优良的机械强度。     

新型吸波材料设计与电磁性能研究

通过双层和三层设计,吸波材料与空间波阻抗匹配优良,电磁波损耗特性适宜,并测试了吸波材料的吸波性能和力学性能。实验结果表明:双层和三层水泥基吸波板在2~18 GHz频率范围内低于-10 d B的有效带宽分别为3.7和10.8 GHz,双层水泥基吸波材料的力学性能优于三层材料,掺0.5%碳纳米管能有效提高其抗压强度。     

阻抗型频率选择表面电磁吸波结构的设计及测量

以传统Salisbury屏电磁吸波结构为基础,引入阻抗型频率选择表面(Frequency Selective Surfaces)对其进行了改进设计,采用等效电路模型法和电磁全波仿真对吸波结构的吸波性能进行计算和优化,改善吸波结构的吸收性能。用电子束蒸发镀膜法制备了基于铁/二氧化硅多层薄膜的频率选择表面结构,并以此为基础构建了新的吸波结构,平板反射率测量结果与仿真相吻合,显示引入频率选择表面能够有效减小吸波结构厚度,并能够拓展工作频带、提升吸波性能。     

单层吸波材料的设计

本文介绍了涂敷型平板状单层吸波体无反射时吸波材料的复数磁导率、复数介电常数以及其厚度所要满足的条件的计算方法和计算结果。     

矢量调制在相干多通道信号发生中的应用研究

对基于相干体制的多通道电子系统如MIMO通信、相控阵雷达、多通道侦察接收机等进行性能评估与测试一直是一个复杂、昂贵的过程,因为难以产生符合测试要求的多路相干信号。提出了一种基于矢量调制技术的宽频带相干多通道信号发生方法,分析了矢量调制器的非理想特性对多通道相干信号发生的影响,给出了解决思路。该方法具有频率覆盖范围宽、相位控制范围大、精度高、调节分辨率精细等优点,为基于相干体制的多通道接收机测试提供了一种高效便捷的信号模拟方法。     

雷达相控单元故障检测系统的设计与实现

针对某雷达相控单元手动检测效率低等问题,提出了相控单元故障检测系统的硬件解决方案;采用DSP＋CPILD的结构实现相控单元的工作时序及脉冲宽度检测、以W5300为网络通信控制器实现与上位机的通信,然后进行了故障检测的详细设计,最后进行了与手动检测结果的比较.检测结果表明,该系统大大提高了雷达故障检测的效率,该系统满足预期要求,工作稳定可靠.     

相控阵雷达中的多晶微波铁氧体材料及器件

介绍了相控阵雷达中的微波铁氧体材料及环行器/隔离器、移相器的基本要求,并较详细地讨论了其研制和批生产中的技术关键.     

正交波形MIMO雷达信噪比分析

正交波形MIMO雷达各阵元发射相互正交的信号波形,采用低增益的宽波束照射探测空域。从信号模型和信号处理结构入手,分析讨论了MIMO雷达和传统相控阵雷达的信噪比问题,从理论上证明了MIMO雷达要维持与相控阵雷达相当的检测性能,需要采用更长的积累时间。文中还简要分析了不同正交信号形式下的信噪比差异。构建了MIMO雷达系统仿真平台,通过仿真实验测试了MIMO雷达在不同积累时间下的信噪比,并与传统相控阵进行了比较,从而验证了理论分析的正确性。     

基于CPCI总线的相控阵雷达波束调度系统设计

为了解决传统相控阵雷达波束调度系统工作不够灵活、不够高效,以及信息传输效率不高、易受干扰等缺点,提出了一种新型的基于CPCI总线的波束调度系统体系结构,采用了在实时系统VxWorks下的CPCI设备驱动、DMA数据传输等技术,充分利用了软件编程的灵活高效,提高了系统的传输效率和质量。工程实践表明,此体系结构可以高效、稳定的保证波束调度软件系统乃至相控阵雷达整机系统正常工作。     

雷达辐射源信号无意调制的加入方法分析及仿真

雷达辐射源信号无意调制的加入方法主要是指相位噪声的加入方法,是理论分析雷达辐射源信号无意调制特征的前提。在单环锁相式频率合成器电路模型基础上,得到雷达频率源的相位噪声,通过相位噪声与频率源瞬时频率相对应的关系,分别分析了常规雷达信号（CW）、二项编码信号（2PSK）和线性调频信号（LFM）3种雷达辐射源信号无意调制的加入方法并进行了仿真。仿真结果表明在加入相位噪声后,3种辐射源信号波形均存在微小差异,这种差异正是无意调制的体现。     

数字式频率特性测试仪

介绍用AD9850、峰值检波器以及鉴相器设计的频率特性测试仪，整个系统以单片机为控制核心，实现对被测网络频率特性的测量，用液晶显示器(LCD)显示幅频特性和相频特性曲线，同时还可打印频响曲线。     

Lightning Observation in 3D Using a Multiple LF Sensor Network and Comparison with Radar Reflectivity

A three‐dimensional (3D) lightning mapper consisting of multiple low‐frequency (LF) sensors has been developed to monitor thunderstorms and to estimate their charge structure. We have been conducting an observation campaign using the 3D lightning mapper in Kansai, Japan, since October 2012. In this study, we determine 3D source locations of intracloud and cloud‐to‐ground flashes and compare them with the radar reflectivity estimated by phased‐array radar (PAR) with high temporal and spatial resolution. Most LF sources are located in high radar reflectivity regions, confirming that the 3D LF lightning mapper monitors thunderstorms. A lightning flash with heavy branches is clearly imaged. Based on the bidirectional leader theory that negative and positive ends of a lightning leader develop simultaneously, we estimate the positive and negative charge regions in a thundercloud from the LF source locations. The radar reflectivity estimated by PAR supports the charge structure estimated by LF source locations.     

相控阵MIMO雷达最佳子阵数目估算方法

为确定相控阵 MIMO 雷达发射阵列采用满重叠划分方式时副瓣性能最佳的子阵数目,对其波束形成进行研究,将收发波束方向图表示为波形分集方向图、单个子阵的发射波束方向图和接收波束方向图乘积的形式,通过设计三个方向图副瓣、零点位置,提出了一种最佳子阵数目的估算方法。仿真结果表明,当子阵数目与发射、接收阵列总阵元数目满足文中所给关系时,相控阵 MIMO 雷达副瓣性能最优。     

基于隐马尔可夫模型的MIMO雷达目标检测

MIMO雷达是一种新体制雷达,相对于传统雷达在目标检测及参数估计性能都有很大提高。本文针对MIMO雷达的发射信号特点及天线阵元布置特点,分析了雷达目标和杂波的散射特点。目标回波的各向异性比杂波更强。因此可以用隐马尔可夫模型（HMM）对目标和杂波分别建模,实现目标和杂波的分离。在检测过程中,首先用样本模型对HMM进行训练,得出它的参数。然后用训练好的HMMs分别对待检测信号进行归类,分别计算它属于杂波和目标的概率,计算概率比值,大于门限判断有目标。仿真实验表明,本文方法的检测性能优于传统的检测方法。本方法在检测时候的计算量很小,有利于信号的实时处理。