射频隐身雷达波形设计技术研究综述

随着电子对抗技术的发展,电子侦察系统对飞行器的探测能力得到显著提高。飞行器在现代空战中的生存受到了严重威胁,突防能力被极大削弱。射频隐身雷达能够从根本上提高雷达电子防御能力,是当前航空装备的研究热点,其重点是射频隐身波形设计。首先,概述了射频隐身雷达的发展,比较了4种射频隐身技术的优缺点,介绍了电子侦察系统的主要特点和技术指标,阐明了射频隐身雷达研究的必要性和紧迫性;然后,重点分析了复合信号、信号参数广泛随机变化、优化算法这3种射频隐身波形设计方法,总结了波形设计中的难点和科学探索历程;最后,对射频隐身雷达波形设计技术的发展方向进行展望。     

基于有限状态机的飞行器自毁系统时序控制设计

飞行器自毁系统是飞行器的重要组成部分,它的可靠性和稳定性是飞行器可靠工作的基础.分析飞行器自毁系统工作原理,采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现了飞行器自毁系统设计,结合CPLD的特点,提出一种基于改进型有限状态机的飞行器自毁系统时序控制的设计方法,并在CPLD中予以实现.仿真及实验表明,基于有限状态机的飞行器自毁系统定时精度达到纳秒级,可以有效地控制自毁信号输出并消除毛刺现象,很好地满足系统性能要求.该方法具有结构简单紧凑、成本低、可靠性高、精度高等优点.     

L-DACS1系统数字变频器的FPGA设计与实现

L波段数字航空通信系统(L-DACS1)是一种基于正交频分复用(OFDM)技术的多载波传输方案。该系统具有频谱利用率高、抗多径干扰能力强等优点,适用于信号传输信道更复杂的民用航空地-空通信,并作为未来数字航空通信系统的候选系统之一。研究了L-DACS1系统数字变频器的设计方案,并基于现场可编程门阵列(FPGA)在Apex-CPCI-5610通信开发板上实现了这种方案。测试结果表明,该方案能够正确地实现数字上/下变频,能够满足L-DACS1系统设计要求。     

基于EDA技术的航空电源逆变控制电路设计

为适应航空电源品质的新需求和发展的快节奏,综合先进的现代EDA技术与脉宽调制技术,精心设计航空逆变电路的调制方案。采纳等效面积正弦波脉宽调制(SPWM)生成法构建控制数学模型,通过数值运算和数字转换,运用硬件描述语言VHDL编写实现设计所需的逻辑功能。以PLD元器件为调制控制电路的硬件,采用Max+PlusⅡ软件在EDA实验开发系统(GW-GK系统)上完成仿真和硬件测试实验,获得了三相SPWM波形脉冲序列,实现了数字化控制,确保了输出波形谐波量小,波形接近理想正弦波形,同时简化了控制电路的结构和规模,提高系统的控制精度及其可靠性。     

利用地磁/星光观测角度的飞行器自主导航方法

针对地磁场模型精度较低从而导致导航精度不高及基于轨道动力学方程的天文导航方法的局限性问题,提出了一种利用天文,地磁信息进行飞行器自主导航的方法,建立了适用于一般飞行器的动力学方程,并推导了系统的观测方程.该方法以星光与地磁矢量夹角为观测量,采用Unscenteal Kalman Filter(UKF)方法估计飞行器的位...     

航空活塞发动机燃油系统常见故障及诊断技术研究

本文通过以TCM公司生产的航空飞行器的发动机为研究对象,分析了飞机发动机普遍存在的抖动及其成因。通过对飞行器发动机燃油系统故障的诊断以及修正的探讨,提出的解决措施对航空飞行器的工作的安全性、稳定性以及可靠性的提升都具有一定的意义、也能够有效提升航空活塞发动机的燃油系统的使用效率。     

基于多信号源的小型化试飞测试系统设计与实现

根据现代航空飞行器航空电子系统信号种类多、交联关系复杂的特点,结合过程实时监控的要求,设计了该套航空数据测试系统,该系统可实现对模拟量信号、开关量信号、1553B总线、ARINC429总线信号的实时采集、记录及监控,能够实现对各类信号的实时处理与分析。试验结果表明,该套系统能够很好地完成现代航空飞行器多信号源的数据采集、遥测及处理任务。     

基于特征点的飞行器局部模板匹配

提出了一种基于特征点的飞行器图像模板匹配的方法.针对航空测试图像飞行器局部模板匹配的特点,提出用数字图像处理的手段,对目标图像进行基于Harris算法的特征点提取,并结合基于不变矩局部模板匹配算法,计算飞行器在航母降落过程中,航空测量图像飞行器的局部特征点附近进行快速的模板匹配.     

基于ARINC818协议的高清视频传输系统设计

航空电子数字视频总线(ARINC818)是针对航空领域高清视频信号远距离传输提出的一种视频接口协议,它具有高带宽、低延迟、小衰减等特点.研究对ARINC818协议进行了解析,设计了一套光纤传输收发系统,采用FPGA进行视频的编解码,最高可实现6.25 Gbps速率下1 920×1 080@60Hz的高清视频传输.经过高...     

1.4GHz频段IMT系统与其他业务共存分析及干扰规避措施建议

1 427~1 518 MHz频段具有良好的传播特性,且有利于IMT系统部署,该频段已成为2015年世界无线电大会(WRC15)AI.1议题IMT候选频段的研究热点。本文以未来在1 427~1 518 MHz频段内部署IMT系统为前提,对IMT系统与1 427~1 518 MHz频段内同频的航空遥测(AMT)业务以邻频的卫星移动(MSS)业务开展兼容性分析,通过确定性分析以及Monte Carlo仿真方法得到了共存所需要的隔离度要求,结合预留一定保护带、空间隔离距离以及限制IMT系统带外发射限值等手段,证实IMT与已有业务能够实现无干扰共存。     

Evolution of aeronautical communications for personal and multimedia services

The demand to make air travel more pleasant, secure, and productive for passengers is one of the winning factors for both airlines and the aircraft manufacturing industry for which aeronautical communications is one of the enablers. This article describes current trends in the area of aeronautical passenger communication toward personal and wireless in-cabin communications and multimedia data networks. Technological challenges are summarized as well as market potentials and regulatory issues.     

Multiple access based on different lengths super orthogonal codes to support QoS of M2M communications in next generation networks

Global connectivity, low latency, and ready‐to‐use infrastructure of next generation wireless (NGW) networks provide a platform for machine‐to‐machine (M2M) communications on a large scale. However, M2M communications over NGW networks pose significant challenges because of different data rates, diverse applications, and a large number of connections. In this paper, we address M2M challenges over NGW networks, and in particular, we focus on random access overload issue and diverse quality‐of‐service (QoS) requirements to enable M2M communications in the context of NGW networks. To enable massive M2M access while QoS guarantees, we propose group‐based M2M communications on the basis of identical transmission protocols and QoS requirements. Furthermore, to guarantee low energy consumption for M2M devices in the same group, we propose a decentralized group‐head selection scheme. In addition, a solution is proposed by using an effective capacity concept to provide QoS guarantees for M2M devices with a strict time constraint. A new random access approach based on different lengths super orthogonal codes is proposed to ease massive random access challenges with provisioning diverse QoS requirements of M2M communications in heterogeneous NGW networks.     

Inmarsat expands its horizons

The International Maritime Satellite Organization (INMARSAT) is the world's only commercial satellite system providing mobile communications. This article describes the system and the services which are provided through it to the worldwide shipping and offshore industries. It provides some background on the establishment of the system and why maritime nations looked to satellites as the way to effect a dramatic improvement in maritime communications. The article discusses some of the research and development now being carried out which is expected to lead to the provision of new services, including aeronautical communications via satellite. Also mentioned is the role to be played by INMARSAT in the Future Global Maritime Distress and Safety System, now being developed by the International Maritime Organization for introduction in 1990. New services, such as these, and greatly expanded capacity are to be provided by INMARSAT in its second generation system, consisting of a new series of satellites for launch from 1988.     

RIS辅助共生无线电通信的速率分拆多址资源分配方案

随着通信场景和网络架构的日益复杂,无线电网络频谱资源稀缺与能耗问题是无线通信的关键挑战,为此,提出了一种新的基于速率分拆多址接入技术（Rate Splitting Multiple Access,RSMA）广播信号的可重构智能表面（Reconfigurable Intelligent Surface,RIS）辅助共生无线电（Symbiotic Radio,SR）系统方案。在该方案中主发射机采用RSMA的方式广播信号,并将传统高功耗次发射机用低功耗RIS替代协作信号的后向散射传输。在主发射机发射波束形成,RIS相移系数和公有信息速率分配约束下,构建了最大化主接收最小速率的问题。由于问题的非凸性和变量的耦合性,提出了一种基于逐次凸逼近,凸差函数,罚函数的交替优化方法以求得次优解。仿真结果表明,与空分多址接入和非正交多址接入方案相比,所提RSMA方案能显著提升用户速率。     

面向车联网通信的OTFS信号检测算法综述

车联网(Vehicle to Everything, V2X)通信被认为是未来无线通信网络最重要的应用之一。然而,车辆在高速移动时引起的高多普勒频移会严重恶化V2X通信链路的性能。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制技术可以将时间和频率选择性信道转换为时延-多普勒(Delay-Doppler, DD)域的非选择性信道,从而显著提高无线通信系统在高移动性场景下的性能,在V2X通信中具有重要的应用价值。但OTFS调制技术极大地增加了系统接收端的复杂度,研究低复杂度信号检测算法成为了新一代无线通信系统采用OTFS调制的关键问题之一。为此,综述了面向车联网V2X通信的OTFS信号检测算法。首先介绍了OTFS系统模型,然后概述了现有的低复杂度OTFS信号检测算法,并将其分为线性检测算法、消息传递(Message Passing, MP)检测算法及其改进算法、基于神经网络的检测算法3类,最后探讨了V2X通信中OTFS信号检测目前所面临的技术挑战与未来的发展趋势。     

Application of cognitive radio and interference cancellation in the L-Band based on future air-to-ground communication systems

The Very High Frequency band (VHF) currently used for aeronautical communications is becoming congested, and future Air-to-Ground (A/G) communication will require much greater use of data communications. For meeting future capacity requirements in aeronautical communications, we propose two new approaches one of which is a cognitive radio based A/G communication network that provides dynamic spectrum access to airplanes to overcome the spectrum scarcity problem in the VHF band. Another approach involves use of a new spectrum in the Ultra-High Frequency band (UHF) to create a new A/G link. In this paper, we propose and investigate the possibilities for developing a spectrum sensing approach to detect idle band in the VHF spectrum and analyze the possible interference between future L-band Digital Aeronautical Communication System (L-DACS) and legacy aeronautical systems.     

大多普勒频偏SOQPSK信号FFT引导COSTAS环载波跟踪技术

SOQPSK信号包络恒定、相位连续,拥有很高的功率、频谱效率,在卫星通信、深空通信、航空遥测等系统中具有广泛的应用前景.为保证SOQPSK信号能够适应上述系统较大的载波多普勒平移,本文提出一种FFT引导COSTAS环的SOQPSK信号载波跟踪技术.算法首先利用FFT粗略估计多普勒频率,将载波频偏牵引至较小的误差范围,再利用改进的COSTAS环跟踪载波残差及相位误差,进而实现了对大频偏SOQPSK信号载波的稳态跟踪.仿真结果表明,本文所提算法不仅能够跟踪大频偏载波,而且在小频偏时性能亦优于传统方法.     

L-DACS1系统定时同步的FPGA设计与实现

针对航空信道的复杂性和对信号干扰较大的问题,利用L-DACS1反向链路随机接入帧结构的特点,研究了粗定时同步与精定时同步的算法,并基于现场可编程门阵列（FPGA）在Apex-CPCI-5610通信开发板上实现了这种算法,应用于实际的项目上.测试结果表明,该方法能够精确得到定时同步的位置且系统工作稳定,能够满足L-DACS1系统的设计要求.     

SDR——未来无线通信设备的基本概念

根据国际上的最新进展,本文对软件定义无线电（SDR）进行讨论和介绍。SDR是一个新的概念和体系,它是一个可重编程的可重构的,能支持多种无线通信体制和标准的无线通信设备。本文介绍了美国对SDR设备的要求,此技术为产品开发、制造商、运营商及最终用户带来了好处,以及SDR所面临的挑战。显然,在几年内,SDR技术将广泛使用于新一代通信产品的设计中,基于SDR的无线通信设备将成为市场中的主要部分。     

反隐身预警雷达的发展动态与新技术

预警雷达一直是战场防空和国土防御的基本装备之一,而隐身飞行器的出现迫使现代预警雷达必须提高其反隐身能力.首先从雷达的工作频率、目标的极化信息和非后向散射特性剖析了现代预警雷达的反隐身关键技术,然后根据不同的雷达体制对典型反隐身预警雷达进行分类综述,最后总结了多输入多输出、低截获概率、太赫兹超宽带、微波光子相控阵、第三代半导体和基于数学模型的网络优化等新技术的特点和难点,并展望了反隐身预警雷达需进一步研究的方向,以期为反隐身预警雷达相关设计人员提供一定的帮助和参考.