高速移动下飞行器稳定通信技术研究

飞行器在高速飞行时,与地面站或其他飞行器径向之间存在高速相对运动,致使接收信号带有极大的多普勒频偏及多普勒一次变化率。大动态多普勒给现有通信传输的稳定性带来巨大挑战,进而导致信息正确解调和飞行器执行任务的失败,因此亟待研究高速移动环境下的稳定通信技术。通过分析新作战模式对高速移动通信系统的能力需求,对飞行器高速移动通信的信道衰落特征进行研究。在此基础上,针对PCM FM调制方法抗多普勒效应进行研究,进一步基于惯导提供的信息,提出飞行器高速移动通信的多普勒估计算法,通过仿真结果分析,该传输技术能够有效提升飞行器通信的稳定性。     

面向微波电力传输的低成本易部署柔性接收天线阵

文章提出了一种用于微波电力传输(MPT)系统的柔性能量接收天线阵列,具有面积大、成本低、易部署的特点。由于能量接收器表面通常为不平整状态,因此,传统刚性材质天线无法完成共形共面制备。为了适应各种外型的运用场景,文章采用柔性材料设计天线,其介质基板和辐射导体分别基于聚酰亚胺和新型液态金属镓铟合金（其中镓的占比为75.5％,铟的占比为245％）。由于MPT应用场景非常复杂多变,故对便携性提出要求。采用折叠/充气展开技术进行结构设计,以实现接收天线阵列收放的便捷性。使用三维电磁场仿真软件（CST）对设计的柔性接收天线从单元到阵列进行仿真,天线工作频点为58GHz。最大捕获效率超过55％,并且在弯曲工况下捕获效率超过35％。仿真结果证明了文章工作的有效性和正确性。     

基于北斗三号短报文的共视数据压缩传输方法

共视时间比对通过交换两地共视数据完成远距离高精度的时间比对。针对无地面通信网地区,本文提出了一种基于北斗短报文的共视数据压缩传输方法,该方法通过将共视数据进行压缩,利用北斗的短报文功能对压缩后的共视数据进行实时传输,在无地面通信网的地区进行了共视时间比对试验。试验结果表明,本文设计的共视数据压缩方法具有较好的压缩效果,可以通过北斗短报文实现无地面通信网的情况下的实时共视时间比对。     

基于泛化熵随机森林的雷达目标航迹起始方法

文章提出了一种基于泛化熵随机森林的雷达目标航迹起始方法,通过引入一种泛化熵可调参数,解决了传统随机森林算法对差异数据集泛化能力和适应性差且难以确定全局最优解的难题。首先利用雷达多周期回波数据构建随机森林算法决策模型,其次基于设计的泛化熵处理规则对实测数据进行分类处理得到所需测试样本,最后将测试样本输入完成模型训练的随机森林进行迭代寻优和自主决策以获取雷达目标的航迹起始结果。雷达实测数据验证表明,文章所提出的方法相比于传统随机森林方法具有更为优越的目标航迹起始性能。     

黄海气象海况对海上发射运载火箭的影响

海上发射运载火箭的实施过程会受到气象海洋环境的影响和制约,气象海洋环境会直接影响海上发射窗口期的选择及发射安全。为避免海上发射在复杂气象海况条件下发生设备重大损坏、窗口长期延后和人员安全事故等问题,通过分析黄海海域波浪场、风场、温度场及降水场的分布特征及变化规律,对基于季节变化特征的海上发射实施阶段及季节性预防趋势进行分析总结,为以后在不同季节极端天气下海上发射运载火箭提供参考。     

基于高光谱和LiDAR的黄河口湿地植被分类方法

利用无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）高光谱影像（Hyper-spectral Imaging, HSI）和激光雷达（Light Detection and Ranging, LiDAR）数据开展黄河口湿地植被分类方法研究。由于高空间分辨率HSI光谱变异性强,以及LiDAR点云密度不均匀,分类结果呈现出“椒盐”现象。为了解决这些问题,本文提出了一种结合空谱特征融合和通道注意力机制的双分支卷积神经网络（SSF-C-DBCNN）。光谱注意力机制通过为每个波段分配不同的权重来减少光谱变异性的影响。空间注意力机制侧重于学习和强调特征表达能力强的密集点云区域空间信息,从而减轻LiDAR点云密度不均匀对结果的影响。最后,在双分支融合特征后引入通道注意力机制来提取更深层次的特征。利用UAV采集的HSI和LiDAR数据进行实验验证,结果表明,本文提出方法的性能优于随机森林和五种深度学习方法,分类结果更为贴合实际土地覆盖,有效地抑制了“椒盐”现象。     

小型化超宽带H面脊喇叭端射天线

超宽带天线技术是实现射频孔径综合的关键技术之一,适用于解决大型电子信息系统中采用多个天线带来的布局困难、互相干扰等问题。本文设计了一款具有端射特性的小型化超宽带H面脊喇叭天线。天线通过加载指数型脊结构,降低了矩形波导的截止频率,从而大幅展宽了天线工作带宽。同时,通过在喇叭口加载单曲面形介质透镜,改善了辐射口面上相位不均匀的问题,进而显著提高了天线的端射增益。该天线结构紧凑,其尺寸仅为0.57λ_L×0.45λ_L×0.11λ_L,可覆盖0.8 GHz～18 GHz的超宽频带,且交叉极化优于30 dB。该天线剖面低、结构稳定、易于加工,可直接安装于金属结构上,易于与载体集成。通过与同类型端射天线相比可知,该天线在小型化和电性能两方面都具有优越性。     

一种基于工程化气动加热算法的天线热防护设计

高超音速气动热仿真技术是提高天线热防护能力的重要支撑之一,为了进一步缩短研制周期和节约成本,本文提出了一种以冷壁热流和壁面恢复焓为输入条件,以MATLAB和CFD联合迭代快速求解高速气流中天线温度场的工程化算法。在利用气动热试验证明仿真结果与实验数据的高一致性后,以该仿真方法对一个高速气动加热时长为500 s的天线实施了防隔热优化设计,根据仿真评估出的导致核心器件温升的主、次要因素,针对性地提出改进措施,最终目标印制板由过往的320℃下降到了142℃,热控效果显著。     

基于变步长LMS算法的空域抗干扰技术研究

信息传输的可靠性、安全性和实时性在国防应用中至关重要。针对复杂且电磁干扰强的战场环境下所需有用信息无法准确接收以及多模块集成化等问题,本文创建函数,经蒙特卡洛实验计算出参数最优值,提出了一种基于椭圆函数的变步长LMS自适应波束形成算法。对比本文算法与其他算法达到稳态的时间,结果表明：在保证稳态误差的前提下,该算法在收敛速度上优于已有的变步长LMS算法,并且运算量小。通过模拟不同来波方向的干扰信号绘制波束方向图,仿真结果证明本文算法指向性强,对干扰的抑制度高,可以实现对有用信号有效地接收、干扰信号有效地抑制及设备集成化小型化的需求。     

面向助推发动机故障的总体优化技术研究

随着火箭安装的发动机数量增加和发射频率越来越高,飞行中出现发动机失效故障的风险也越来越高,面向故障的设计是提升运载火箭飞行可靠性的关键措施。围绕助推器发动机失效故障带来的推进剂剩余量不平衡、干扰力矩大等特点,系统性地研究了弹道、姿控、载荷总体优化的故障适应性设计方法,获得了不同关机处置策略对运载能力、结构安全的影响,提出了故障处置原则和建议,对于火箭智能化飞行发展应用具有重要意义。