一种鲁棒的弹道目标RCS周期估计方法

由于运动方式、姿态控制等方面的差异,弹道中段目标(弹头、诱饵)存在不同的RCS周期特性,这是目标识别的重要特征.分析了弹头目标的RCS周期特性,指出了传统频域分析方法的不足,提出了一种新的RCS周期估计方法:通过利用循环平均幅度差函数,有效克服了传统频域方法的不足,且算法具有优良的抗噪性能.实验结果表明该方法能明显改善RCS周期估计的精确性和稳定性.     

基于相关匹配的弹道中段目标章动角估计

章动角是弹道中段目标的重要进动特征,可用于识别弹头和诱饵。首先提出了基于相关匹配的章动角估计方法,将观测的目标雷达截面积（RCS）序列与不同参数下的RCS序列模板进行相关匹配,搜索匹配函数的最大值,从而得到章动角的估计值。然后给出了具体的实现算法,将初始时刻的采样间隔设置为脉冲重复周期（PRI）的整数倍或1/K（K为整数,且K≥2）,在此基础上减少了匹配函数的计算量,并且可通过单层或多层相关匹配来估计章动角。仿真结果表明,由于RCS测量存在系统误差,相关匹配的章动角估计性能远优于最小二乘匹配。同时分析了全姿态RCS数据的角度采样间隔对相关匹配估计性能的影响。最后比较了多层相关匹配和单层相关匹配的估计性能和计算量。     

某型导弹的电磁散射特性分析

通过综合运用物理光学法（PO），等效电磁流法（MEC）和几何光学法（GO）等，并考虑目标各部分散射场间的相对相位关系，分析了椭球体和橄榄体两种不同形状弹头导弹的电磁特性，计算出了它们的雷达散射截面积（RCS）。计算结果与相关文献结论吻合较好，表明该方法更正确有效的，能满足工程分析需要。     

弹道中段目标RCS周期特性及其估计方法

分析了弹头目标的RCS周期特性,指出了传统频域分析方法的不足,提出了一种新的RCS周期估计方法。通过合成循环平均幅度差函数(CAMDF)和循环自相关函数(CAUTOC),有效克服了传统频域估计方法的不足,且具有优良的抗噪性能。仿真实验结果表明该方法能明显改善RCS周期估计的精确性和稳定性。     

超视距雷达探测高超声速飞行器可行性分析

在前期开展再入飞行器RCS（雷达散射截面）特性试验和理论研究的基础上，对典型临近空间高超声速飞行器RCS特性开展了研究，分析了绕流和尾迹对飞行器本体RCS特性的影响。研究表明等离子体流场在头身部绕流、近尾尾迹和部分远尾尾迹的最大电子密度将远高于电离层最高电子密度，更高于典型天波超视距雷达工作频段对应的临界电子密度。因而等离子体尾迹将会对3~30 MHz频段电磁波产生较强的散射，使得等离子体尾迹的RCS远远大于飞行器本体的RCS。利用临近空间高超声速飞行器尾迹RCS的这一特点，有可能实现对临近空间高超声速飞行器的超视距探测。     

基于变质心控制方式的再入弹头控制模式研究

弹头变质心机动控制是通过移动弹头的质心位置,利用气动配平力矩改变弹头的飞行姿态和攻角,从而可实现弹头机动控制。本文在推导变质心弹头的动力学方程的基础上,通过分析其方程组的特点并结合弹头再入过程中的气动、速度等参数变化规律,给出了变质心弹头再入过程中宜采用的控制模式,为变质心弹头控制律的设计提供了理论参考。     

再入弹头非对称气动力研究

本文通过六自由度弹道方程数值模拟了再入弹头非对称气动力和非对称静、动导数对弹头滚转异常的影响;阐述了非对称气动力及非对称静、动导数产生的机理。本文利用作者建立的近似计算和数值计算方法,计算了典型的非对称再入弹头的气动力,定性分析了非对称气动力随弹头几何参数的变化规律,对再入弹头设计有重要的参考价值。     

复杂弹头目标微运动的建模与仿真

通过对雷达目标旋转微运动的分析,推导了点源目标的微多普勒频偏计算公式.以静态电磁理论建模为基础,提出了锥旋弹头的动态电磁建模方法,仿真得到锥旋弹头的RCS回波,并用时频方法对回波进行了分析.仿真结果与理论计算对比,证明了理论推导的正确性.     

再入钝锥体绕流流场电磁散射特性分析

采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分（PLJERC-FDTD）方法计算再入钝锥体绕流流场电磁散射特性,分析钝锥体等离子体包覆绕流流场的RCS频率特性、极化特性及双站散射特性。计算表明,在马赫数较小（本文Ma≤10）时,马赫数变化对绕流流场后向RCS影响较小。电磁波垂直锥体母线入射时,极化方式（本文极化角0°和90°）改变对绕流流场后向RCS影响较小;绕流流场后向RCS随入射波频率变化曲线可用两条直线来逼近;随入射波频率增大,绕流流场后向RCS振荡上增。前向散射是全方位散射中RCS取得最大值的方向;入射角大于钝锥半锥角时,除前向RCS外,以锥体母线为基准的镜面反射方向RCS比其它散射方向RCS大。     

模拟RCS微动特征的干扰方法研究

弹头微动特征是雷达进行识别的关键手段之一。针对雷达基于微动特征目标识别方法的发展现状,提出了模拟RCS微动特征的干扰方法。首先,描述了BM弹头的微动特征产生的原理,给出了弹头雷达散射截面(RCS)的模型。其次,结合微动特征和RCS模型,模拟具有微动特征的中段弹头动态RCS。最后,利用动态特征RCS模拟雷达回波信号,对雷达进行干扰。仿真实验表明,模拟RCS微动特征的干扰方法具有可行性和有效性。     

具有内点状态约束的机动再入弹道优化设计

高级机动弹头末制导装置开始工作时对弹头飞行速度和姿态有一定的要求。这就增加了内点约束,从而使机动再入弹道设计问题成为具有内点约束和终端约束更复杂的最优控制问题。利用遗传算法求解该问题,用多段插值方法进行染色体设计,设计了基于模拟退火思想的罚函数和适应度函数来处理各种约束。仿真结果表明,所设计的遗传算法效率高,对初值不敏感,能搜索到全局最优解。所设计的再入机动弹道能满足机动弹头对姿态、热流和速度的要求。     

机动弹头激光末制导姿态控制系统设计

简要分析了机动弹头激光末制导的必要性和可行性。针对机动弹头再入弹道和制导方式的特殊性,分析了激光末制导机动弹头姿控系统设计的关键技术。通过与传统控制方案的对比,提出指令前馈和变结构反馈的复合控制方案。仿真结果表明,系统具有较好的鲁棒性,能够基本满足系统姿态控制设计要求。     

再入弹头质量矩复合控制系统设计

针对提出的再入弹头质量矩复合控制模式,利用变结构控制方法设计了三通道的姿态控制律.为了抑制滑块跟踪运动和再入过程中非对称气动烧蚀带来的影响以及满足快速、鲁棒性的要求,设计了基于时间最优的滚动通道的稳定控制律;用双积分系统的时间性能指标来确定切换线,同时构造双切换函数以及在原点领域切换为连续控制律来解决开关颤振问题;为了抑制滑块运动带来的影响,在滑块结构布局优化的基础上,利用变结构设计了俯仰和偏航通道姿态控制律.最后,通过非线性系统仿真验证了该方法的有效性.     

一种利用动量轮的弹头姿态控制系统概念研究

对一种以动量轮为执行机构的具有中性静稳定外形的再入弹头姿态控制系统进行了概念研究。从动量矩定理和中性静稳定原理阐述了这种控制方案从理论上是可行的。推导了动量轮控制弹头的姿态动力学方程，并基于分离时间尺度方法设计了姿态控制系统。对该姿态控制系统仿真研究表明：1）姿态角跟踪回路性能良好；2）在不需要太大的动量轮控制输入力矩的情况下，能实现滚动通道稳定控制；3）俯仰和偏航通道的正弦跟踪需要相对较大动量矩的动量轮作为执行机构来实现高精度跟踪控制。     

再入弹头的螺旋机动研究

为了对付日益发展的导弹防御技术 ,再入弹头通过机动来提高生存机会。本文研究一种弹道机动方法—螺旋机动 ,首先分析其产生机理 ,然后通过反馈线性化方法实现螺旋机动的控制过程 ,最后通过实例仿真说明螺旋机动具有良好的突防能力。     

求解定向战斗部最佳起爆延迟时间和起爆方位的一种方法

起爆控制技术是装备定向战斗部的空空导弹的主要技术之一。综合利用制导和引信信息确定引信最佳起爆延迟时间和起爆方位是导弹技术发展的方向。该文在弹体坐标系下建立了任意空间交会条件下定向战斗部最佳起爆延迟时间和起爆方位的数学模型，通过仿真计算对弹目交会特性进行分析。研究表明，起爆方位角的变化与弹目相对速度无关；在最佳起爆延迟时间段，目标的方位可能发生象限变化。因此定向引战系统必须根据起爆方位角变化调整起爆方位才能有效击毁目标。     

基于高斯问题的近最优再入预测制导方法研究

再入过程中利用解算高斯问题建立落在地面固定目标的开普勒轨道,由于干扰力的存在,再入飞行器将偏离这条轨道,为此需要对再入飞行器进行速度修正。速度的修正方案有两种:一种是使修正后的轨道返回到事先装订到计算机上的标准轨道上,即标准轨道法;另一种是根据落点重新建立一条可落在固定目标的轨道,即预测制导法。文中利用牛顿迭代法对高斯问题进行优化,得到了可重新落在地面目标的最小速度修正量,得到了一种快速的近最优预测制导算法。仿真结果表明:此算法简单,运算速度快,需用过载小,且得到了较小的脱靶量。     

基于三站一维距离像融合的弹道目标特征提取方法研究

一维距离像是超宽带雷达目标识别的重要特征之一,基于多站一维距离像的目标特征提取技术是近来的研究方向。依据弹道目标的微动特性,推导了微动弹道目标的时间-距离像模型,然后通过比较各散射点时间-距离像正弦曲线参数之间的关系,实现了多个雷达观测视角下弹头目标距离像的匹配,在此基础上,利用三站一维距离像重构了锥体弹头上各散射点的三维空间相对位置,最后对锥体弹头的各个参数进行了估计。仿真结果表明了本文方法的正确性和有效性。     

战斗部壳体及装药在超音速撞击下的动态响应

讨论了导弹和炸弹战斗部壳体及装药在超音速撞击下的动态响应。为了保证战斗部在目标舰体内的爆炸，实现对舰船目标的最大破坏，不仅要考虑壳体的强度，还要考虑装药的稳定性，其中冲击波的影响是一个不可忽略的重要因素。