“天问一号”微波着陆雷达高收发隔离系统设计方法

“天问一号”微波着陆雷达是探测器进入、下降与着陆（Entry，descent and landing，EDL）阶段的关键单机，采用了线性调频连续波（Linear frequency modulation continuous wave， LFMCW）体制，如何有效抑制LFMCW雷达接收回波中耦合的直波泄漏信号一直是提高雷达性能的关键问题。本文从雷达系统设计的角度出发，在满足系统轻小型化要求的前提下，提出了高隔离度天线设计、接收机中频输出信号滤波设计以及数字信号处理中泄露信号抑制相结合的方法，有效地解决了LFMCW雷达直波泄露的问题。通过分析外场直升机校飞试验实测数据，证明采用上述方法后，可大幅抑制直波泄露信号，并可将直波泄露信号携带的相位噪声抑制10~15 dB。     

空间目标监视雷达信号频率的优选准则

随着在轨微小卫星及空间碎片数量不断增加,为保证在轨卫星的运行安全,需要对微小目标进行有效跟踪探测及稳定编目。雷达作为近地空间目标监视的主用设备,在对厘米级小目标进行探测跟踪时,其工作频率是决定其能否可靠探测关键因素,高频有利于探测小目标,并可获得相对稳定的RCS,但高频信号的波束小、搜索能力较低,实现难度大,也使得成本过高。为适于实际工程应用,需从效费比出发,对频率进行优选。本文从目标RCS的角度提出一种空间目标监视雷达信号频率的优选准则,给出该准则下周长波长比ka的取值范围。为了更加清楚地说明该优选准则的应用,给出了直径5 cm和10 cm的目标在该准则下信号频率的取值范围,并与国外工作做了比较,证明该准则可行。     

基于FPGA的超声导波信号发生器设计研究

为减少超声导波检测中频散现象给检测管道工作带来的不利影响,提出了一种针对管道的超声导波激励信号源的设计方法,采用直接数字合成(DDS)技术,基于现场可编程门阵列(FPGA)、高速数模转换器器件AD9708和运算放大器ADA4870等器件,设计出专门用于激励超声导波的汉宁窗调制单音频信号的窄带脉冲信号发生器,该信号发生器可实现汉宁窗的宽度可调,汉宁窗调制下的单音频信号频率可调的功能。实验结果表明该信号发生器的硬件与软件的设计合理,激励信号的各项参数符合要求,并且相比其他方法,操作方便,节约了操作时间,提高了检测的精度与效率。     

三轴无刷转台交流伺服放大器

研究了一种用于驱动无刷转台中永磁同步电机的全数字交流伺服放大器。针对转台系统对其伺服电机运行的要求,采用了独特的方式对其电流环和速度环进行考核。实验中结合全数字伺服放大器的特点,采用了一种参数实时补偿的方法,对调节器参数动态地进行修正,有效地保证了电机输出力矩性能的要求和矢量控制策略的实现。此外,文中还对高精度码盘在伺服系统中的应用展开了深入的研究,并设计了一套简单实用的分频器以便进行相关的运算。理论分析和实验结果验证了转台伺服放大器的良好性能以及控制策略的有效性。     

低速风洞数据采集与处理系统

对低速风洞数据采集与处理系统作了综合介绍，该系统以先进的电子扫描压力测量仪器为主体，高性能微机为系统控制处理机，配制高精度模拟量采集部件和前置通道放大器，灵活实用的软件，系统具有同时进行测力测压试验的能力。该系统提供压力联机校正，模拟量通道标准信号校正功能，整个系统的设计包括了许多先进的仪器概念如：电子扫描测压，模拟量信号调理等。该系统具有采集速度快，高稳定性，软硬件功能齐全，实时数据处理，快速提     

双波束天线阵时空调制OFDM通信测向方法

为解决利用通信信号的测向和通信定位综合设计问题,提出了一种载有方向信息的OFDM时空调制技术。该技术采用两副同中心但方向图有偏差的特殊天线阵列发射,使单天线接收机接收的信号是OFDM特性,每个OFDM子载波调制信号载有空间方位信息和数字通信信息,接收机通过解调信号即可通信测向。文中详细介绍了非正交四相和非均匀八相子载波时空调制信号设计思想,阐述了子载波间伪随机码空间调制编码方法,给出了数据信息调解和方位角估计算法。计算机仿真结果表明:在高斯信道下系统的误码性能与普通PSK-OFDM一样,实现了在调制信号设计层面上的数字通信与测向的深度综合。     

抽运光与信号光之间的相位漂移对PSA动态孤子系统传输性能的影响

采用计算机系统仿真方法 ,研究抽运光与信号光之间的相位漂移对在线放大器为相敏光放大器的动态孤子传输性能的影响。仿真结果表明 :抽运光与信号光之间的相位漂移将导致孤子脉冲幅度下降。当相位漂移在±π/3 2之间时 ,孤子稳定传输的距离和没有相移时相比差别不大。而当相位漂移超过±π/3 2时 ,经长距离传输后孤子幅度显著下降。相位漂移越大 ,孤子幅度下降越显著。     

基于软件无线电技术的GPS软件接收机的研究与实现

深入研究了GPS软件接收机的相关算法,阐述了GPS软件接收机设计过程中信号搜索、跟踪以及伪距定位等关键技术。针对搜索过程中利用信号相关法求解精频速度慢的缺点,提出了相位关系解算法;进一步分析二阶跟踪环路工作原理,对其带宽进行优化设计,使接收机具备较高的动态性能和较低噪声影响。基于Matlab环境,通过优化算法结构,设计并实现了GPS软件接收机算法应用程序。最后通过实际测试数据对算法进行了验证,该接收机可以处理12通道卫星信号,并且各项指标分析结果均达到单点伪距定位要求。     

电子干扰对低可观测飞行器飞行路径规划的影响

为了提高巡航导弹的低空突防能力,在分析电子干扰对雷达网威胁区域的影响后认为:在多重干扰条件下,雷达探测空间会顺着干扰方向产生内凹和偏移,因此,建立了新的雷达探测空间模型.采用空间对象间拓扑关系推理方法建立了飞行器飞行路径规划目标函数中雷达威胁指数模型,然后改进了飞行器飞行路径规划模型,并在此基础上进行了巡航导弹飞行路径规划的软件仿真.仿真结果表明:考虑电子干扰对雷达威胁区域的影响情况下规划的飞行路径能够回避雷达威胁,有效提高飞行器低空突防能力.     

短波通信接收机大动态范围前端高频通道的研究——Volterra泛函级数法和CAA

本文应用Volterra泛函级数理论,研究扩大短波通信接收机前端高频通道的动态范围。首先建立了前端高频通道的功能模型和Volterra模型,采用三阶互调截点动态范围指标为目标函数,对前端高频通道指标的优化分配问题进行了研究。在建立晶体管非线性模型的基础上,编制了用Volterra泛函级数法分析放大器非线性失真的通用程序NDAP,并研制了大动态范围的双管并联放大器,进而简述了混频器中信号对本振的相位调制效应,提出了改善混频器线性的方法。研制了高线性的场效应管无源高电平双平衡混频器,最后实现了大动态范围的前端高频通道,通道的噪声系数小于等于5.8dB,三阶互调截点动态范围达到97.9dB。     

组合导航信息融合滤波的研究(英文)

提出一种组合导航信息融合新方法,该方法能提高容错性能,更好地进行故障检测、隔离和重构.同时,当故障发生时,由于融合了系统信息,它能使重构的系统以更高的精度工作.采用这种滤波器设计了捷联惯导系统、GPS、多普勒雷达三传感器信息容错系统.仿真结果表明, 这种设计方法对陀螺、加速度计、GPS、多普勒雷达的软故障是有效的.     

地基雷达测量精度自鉴定技术

精度鉴定是保证雷达有效工作的重要保证,目前我国的雷达精度鉴定方法都是硬比方法,鉴定周期较长、协调工作量大。针对该问题,提出了一种通过跟踪一般低轨卫星实现地基雷达测量精度自鉴定的方法,设计了采用自鉴定方法校准雷达测元零值的技术方案,明确了数据处理流程,给出了关键数学模型。通过无噪声仿真验证证明了本文方法的正确性和有效性,通过有噪声仿真验证发现了测元随机误差与估计轨道参数间的相互影响和耦合效应,为后续工程应用和技术改进积累了经验。     

弹载SAR信号处理及其硬件实现

针对空对舰导弹的情况，研究一种将合成孔径雷达技术用于弹戴制导雷达的方案，以提高其横向分辩率，实现对舰船目标的成象。弹载ＳＡＲ采用的一是一种聚束照射成象模式，通过站偿，可以转化为转台成象。     

C波段脉冲多普勒天气雷达接收系统的仿真设计

本设计主要基于全相参脉冲多普勒体制,并对气象雷达接收系统的部分组件进行了仿真设计和可靠性分析。难点是涉及的知识面广,专业领域包含雷达、结构、气象和电子等专业,设计难度高,特别是指标的分配与计算复杂。设计方案是在现有技术的基础之上,接收系统尽可能采用成熟的设计,并给出系统主要指标及一些组件的设计方案。设计的目标是得到C波段金相参多普勒天气雷达接收系统设计方案。     

Magnification Ratio of Mechanical Displacement Amplifier in Sensing Device

In order to monitor deformation of high temperature components for a long time,a sensing device integrating a bridge-shaped mechanical displacement amplifier has been designed.This sensing device has higher resolution and accuracy than conventional extensometers.However,the relation between the magnification ratio and the structure size of the displacement amplifier is a bottleneck of sensing device design.Addressing this,the magnification ratio of a mechanical displacement amplifier is analytically derived based on its geometry structure.Six prototypes of the displacement amplifier made in propathene are manufactured,and an experimental system is set up to validate the accuracy of the established magnification ratio equation.Theoretical magnification ratios and experimental magnification ratios are compared and agree well,which verifies that the proposed equation is reliable.This analytical equation provides an effective design method for bridge-shaped mechanical displacement amplifiers with an expected magnification ratio.     

Wideband Signal Detection Based on MWC Discrete Compressed Sampling Structure

In order to solve the cross-channel signal problem caused by the uniform channelized wideband digital receiver when processing wideband signal and the problem that the sensitivity of the system greatly decreases when the bandwidth of wideband digital receiver increases,which both decrease the wideband radar signal detection performance,a new wideband digital receiver based on the modulated wideband converter(MWC)discrete compressed sampling structure and an energy detection method based on the new receiver are proposed.Firstly,the proposed receiver utilizes periodic pseudo-random sequences to mix wideband signals with baseband and other sub-bands.Then the mixed signals are low-pass filtered and downsampled to obtain the baseband compressed sampling data,which can increase the sensitivity of the system.Meanwhile,the cross-channel signal will all appear in any subbands,so the cross-channel signal problem can be solved easily by processing the baseband compressed sampling data.Secondly,we establish the signal detection model and formulate the criterion of the energy detection method.And we directly utilize the baseband compressed sampling data to carry out signal detection without signal reconstruction,which decreases the complexity of the algorithm and reduces the computational burden.Finally,simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed receiver and show that the proposed signal detection method is effective in low signal-to-noise ratio(SNR)compared with the conventional energy detection and the probability of detection increases significantly when SNR increases.     

TWR－1拖靶目标的雷达散射特性的研究

研究了ＴＷＲ－１拖靶目标的雷达散射特性，提出了相应的参数设计，研究了拖靶目标的雷达散射截面积以及空间的散射特性。并且通过对ＴＷＲ－１拖靶的全尺寸静态ＲＣＳ实验测量，来验证设计方案的正确性。测量结果表明，ＴＭＲ－１拖靶目标散射特性好，且稳定，满足目前我国靶场靶试对靶标的目标特性要求。     

机会数字阵雷达概念与应用技术分析

机会数字阵雷达是以平台隐身性设计为核心,以数字阵列雷达为基础,兼具多功能、多模式的"一体化"新概念雷达系统.本文在对国外有关概念雏形描述理解基础之上,对其定义和涵义进行了深入透析,详细论述了"机会"一词的几层涵义.分析了机会数字阵雷达不同于传统相控阵雷达的技术特性和应用潜力,以及机会数字阵雷达所面临的技术难题,如3-D空间单元"机会性"分布优化选取和波束综合,信号传输与同步以及多自由度的系统资源优化管理等问题,并给出了初步的解决方案和仿真结果.     

共轴旋翼高速直升机雷达散射截面计算及雷达吸波材料影响分析

为准确高效地预估共轴旋翼高速直升机的雷达散射特性,结合雷达吸波材料(Radar absorbing material,RAM)在隐身设计中的应用,开展了共轴旋翼高速直升机雷达散射截面(Radar cross section,RCS)特性及涂覆型RAM对其影响的研究。首先,基于计算涂覆目标表面散射的物理光学法(Physical optics,PO)和计算涂覆边缘绕射的等效电磁流法(Method of equivalent current,MEC),建立了计算RCS的高频方法,并通过涂覆了RAM的金属球和直升机矩形桨叶算例验证了其有效性。在此基础上,研究双旋翼、尾部螺旋桨、平垂尾和机身在鼻锥、侧向和尾追3个典型方位的雷达散射特性和强散射源分布,并采用局部涂覆RAM的方法进行隐身设计。研究表明:尾部螺旋桨、共轴旋翼桨毂及其整流罩部位、机身上曲率较大的鼻锥和尾部以及曲率较小的侧面护板是机身的重要强散射部位。在强散射部位涂覆RAM能有效降低高速直升机各方位双站RCS的均峰值,显著提升高速直升机隐身性能的效果。