批量定量送修的相控阵天线维修设备优化模型

为解决相控阵天线故障LRU批量定量送修情况下的维修设备数量确定问题,首先根据相控阵天线维修特点提出了M~Q/M/c/∞排队模型,描述了故障LRU批量定量送修的排队维修过程;然后,基于所建立的排队模型,建立了维修设备优化配置模型,给出了维修设备的数量确定方法;最后,通过算例分析与比较对所提出的维修设备优化配置模型进行了验证。结果表明:该模型能够为相控阵天线维修设备的数量确定提供理论依据,对部队维修资源的合理配置具有一定的指导意义。     

基于机会策略的多部件系统状态维修决策优化模型

针对部件间存在维修相关性的多部件系统,引入机会策略增加机会维修阈值,将部件间的维修策略进行组合,建立多部件系统状态维修决策优化模型。采用劣化状态空间划分法分析系统中维修活动组合及其概率计算方法,基于半更新过程理论建立以系统长期运行平均停机率(简称"平均停机率")最小为目标的多部件系统状态维修决策优化模型,联合优化了系统机会维修阈值、预防性维修阈值和系统检测间隔期3个决策变量。采用蒙特卡罗仿真方法对模型进行优化求解,并通过案例进行对比分析,结果表明:采用优化得到的系统最优检测间隔期、机会维修阈值和预防性维修阈值进行状态维修决策,可有效降低多部件系统的平均停机率,提高系统可用度。     

可靠度限制下相控阵雷达天线阵面T/R单元维修模型

为了描述维修活动对相控阵雷达天线阵面系统的影响，构建了以可靠度为基础的“修旧不如新”定期维修优化模型。对相控阵雷达T/R单元失效下的天线性能参数进行分析，根据指标确定系统不能正常工作的失效T/R单元阈值; 针对大部分维修活动都难以使T/R单元修复如新的事实，引入失效率递增因子，在系统一定的可靠度水平上，以相控阵雷达系统的使用可用度和维修费用率为优化决策参数，建立了系统的维修优化模型，并运用边际效能算法对系统的最佳预防换件维修周期和换件维修组数量进行求解。实例运算结果表明,该模型突破了已有模型“修旧如新”的限制条件，更符合实际，能为维修策略的制定提供理论依据。     

基于自适应算法的锥面共形天线阵列方向图综合

以弹载共形相控阵雷达导引头天线为应用背景,将共形天线技术与自适应阵列处理技术相结合,通过欧拉坐标变换,建立了基于有向阵元的锥面共形天线阵列方向图模型,应用了一种基于最大信噪比准则的自适应算法对锥面天线阵列进行了方向图综合。该算法通过对副瓣区域干扰信号的迭代得到一组最优复加权矢量,仿真结果表明该算法可以在三维空间实现对主波束指向以及副瓣电平的控制。     

相控阵天线阵面两级备件优化配置模型

针对相控阵天线阵面备件配置存在的冗余性强、批量送修、多级维修等现实问题,综合考虑备件费用、维修能力以及库存策略之间的关系,建立了基于定期补给的两级备件优化配置模型。给出了系统的故障件维修周转过程和维修备件的定期补给过程,在分析备件、库存、维修能力之间关系的基础上,结合成批到达的排队理论,建立了系统的供应可用度模型。以备件配置费用最小为目标、以系统供应可用度为约束条件,建立了系统的备件优化配置模型,并通过边际效益分析法对模型进行了求解。通过算例仿真与分析对模型进行了验证。结果表明:构建的备件配置能够较好地解决相控阵天线阵面的备件配置问题,具有一定的优越性。     

基于历史数据的相控阵雷达T/R单元维修模型

为了减少大型相控阵雷达的停机维修次数,提高天线阵面T/R单元的保障能力,对累计故障数据进行建模,分析其故障分布规律,提出了一种多情况下的两级视情维修策略。建立了以天线阵面使用可用度为约束条件,单位时间维修费用为优化目标的视情维修模型,最后利用边际效能算法对参数进行求解。实例应用表明,该模型可以优化换件维修时机,换件维修人数等对天线阵面分系统保障效能的影响,为T/R单元维修策略提供理论支撑。     

钨球破片对相控阵雷达天线的冲击损伤仿真

利用非线性动力分析软件LS-DYNA 3D,建立了钨球破片在击穿相控阵雷达天线部件下的毁伤仿真模型.对不同初速度的钨球破片以45°入射角对天线等效靶板的侵彻进行仿真分析,得到了钨球破片整个侵彻作用全过程的完整图像和主要数据.通过对结果图像与数据的分析得出:随着钨球破片初速度增大,剩余速度也会随之增大、击穿靶板所需杀伤动能变大、靶板质量损失变大.结论为相控阵雷达天线的战损快速评估与平时修理提供了科学的依据和参考.     

电扫偶极子相控阵天线的空域极化特性分析

推导了偶极子线性阵列和平面相控阵天线在空域波束电扫时辐射场的极化特性,建立了数学模型。计算结果和仿真分析表明:偶极子相控阵天线辐射场在空域扫描各个波位的极化特性并不一致,是具有一定差异的,当待测目标的方向偏离天线电轴方向时,所接收到的电波极化状态也会随偏离电轴的方向和仰角而改变。该结论对于现代电子战中相控阵天线系统的精确建模与仿真具有重要意义,对于研究和利用天线的极化特性进行雷达极化抗干扰技术是非常必要的。     

大型k/N系统维修资源优化配置模型

为解决大型k/N系统维修资源的配置问题,建立了一种维修资源优化配置模型。首先,根据大型k/N系统故障单元的维修特点提出了批量m维修策略,并基于此策略建立了k/N系统使用可用度模型,利用M~Q/M/c排队理论对影响系统使用可用度的关键指标进行了计算和修正;然后,建立了由多个k/N系统组成的复杂装备的多种维修资源的优化配置模型,采用边际效应分析法对多种维修资源进行综合优化;最后,通过算例仿真与分析对所提出的模型进行了验证。结果表明,所建立的模型具有一定的可行性与有效性,能为装备维修保障人员提供决策支持。     

W波段雷达导引头低剖面单脉冲天线研究

为降低W波段毫米波雷达导引头单脉冲天线的体积和加工难度,设计了一种新型雷达导引头低剖面单脉冲径向线缝隙阵列天线(MPRLSA).该天线由矩形波导一径向线变换器、径向线缝隙阵列和平面和差网络组成.使用遗传算法和电磁场仿真软件相结合的方法自动优化设计导引头单脉冲天线各个部件,给出了优化前后和差方向图.仿真性能满足使用要求.     

相控阵雷达外场试验目标模拟技术

针对传统雷达回波模拟技术模拟目标态势单一、建设成本高、灵活性差等缺陷,结合相控阵雷达快速波束定向的扫描特点,提出了一种基于射频存储转发技术和移动阵列平台的相控阵雷达外场试验目标模拟方法。该方法采用射频空间辐射注入的方式为雷达提供较为逼真的三维空间模拟目标回波信号和构建较为复杂的模拟目标场景态势,能够支持包括雷达天线在内的整个雷达系统进行模拟试验或训练。最后通过实例仿真验证了该方法的有效性和可实现性。     

相控阵雷达外场试验目标模拟技术研究

针对传统雷达回波模拟技术模拟目标态势单一、建设成本高、灵活性差等缺陷,结合相控阵雷达快速波束定向的扫描特点,提出了一种基于射频存储转发技术和移动阵列平台的相控阵雷达外场试验目标模拟方法。该方法采用射频空间辐射注入的方式为雷达提供较为逼真的三维空间模拟目标回波信号和构建较为复杂的模拟目标场景态势,能够支持包括雷达天线在内的整个雷达系统进行模拟试验或训练。最后通过实例仿真验证了该方法的有效性和可实现性。     

星载SAR天线阵面形变分析与补偿方法

研究了星载SAR天线阵面形变对波束输出的影响及形变补偿方法.针对未来星载SAR将采用的柔性阵面,提出了一种用于星载SAR天线的空间形变实时测量与控制的闭环系统,建立了阵面形变下阵列流形误差模型,得出小幅度形变主要影响波束的旁瓣输出,通过求解补偿形变权值的最小二乘解,使阵列形变补偿后波束输出与期望波束输出最佳逼近,并给出用于阵列误差补偿的阵列形变测量精度要求.仿真结果验证了本文方法结论的正确性与有效性.     

相控阵雷达维修方案优选方法研究

针对相控阵雷达维修方案的选择问题,确定了维修方案的决策属性,并提出一种基于改进TOPSIS法的相控阵雷达维修方案优选方法。该方法通过引入Vague集来处理维修方案选择中存在的模糊信息,并采用博弈论综合赋权法来确定决策属性的综合权重。通过计算各备选方案与正、负理想方案的灰色关联度,得到了维修方案的灰色关联相对贴近度,进而实现对维修方案的排序和选择。最后,通过算例应用与分析,对提出的方法进行了验证。     

单通道相控阵雷达及类波束形成技术

针对常规相控阵雷达的馈线网络小型化问题以及由发射高增益定向波束引起雷达信号被截获概率较大的问题,提出了一种新的相控阵雷达系统。该系统的馈线网络中仅有一个带移相器的收发共用通道,在时序控制模块的控制下贯续接入各收发共用的阵元进行发射信号馈送或信号接收,同一时刻只有一个阵元与通道连接。基于此系统提出了类波束形成的概念与技术,通过各阵元依次发射时间分集的脉冲信号形成类发射波束;各阵元依次接收这些脉冲信号并进行相干脉冲积累以形成类接收波束;并通过控制移相器的相移量以及通道切换时间形成各阵元间发射或接收的相位差进而控制类波束的最大指向。仿真分析证明了该系统能以较小的硬件规模在不形成高增益定向波束的前提下具有与常规相控阵相当的性能。     

一种相控阵雷达多通道同步方法

相控阵雷达采用多通道工作方式后增加了自由度并提升了系统性能.针对雷达遇到的同步问题,提出一种相控阵雷达多通道同步方法.该方法首先采用同步触发方式对单个时钟芯片进行同步,然后对多个时钟芯片的同步信号进行精确延时调整,最后采用一种自适应采样窗口中心调节方法实现多个高速模数转换器的同步.将其应用于实际雷达产品,实测结果表明,...     

单极化圆台相控阵天线的空域极化特性

针对水平或垂直极化偶极子激励的单极化圆台相控阵天线,建立了其电扫描时空域极化特性的数学模型.理论分析和仿真结果表明单极化圆台相控阵天线的空域极化比随观测角偏离法线方向的角度单调递增,随斜面倾角增大而单调递减.同时,圆台相控阵天线的方向图与阵元极化方式、波束指向角以及观测角有关.圆台阵面规模越大,方向图和空域极化变化越丰富.以上结论为基于圆台相控阵天线空域极化特性的极化散射矩阵测量、极化滤波和抗干扰等研究提供了理论依据,为全极化圆台相控阵天线设计、极化特性分析和极化校准等研究奠定了理论基础.     

X波段双极化Van Atta微带天线阵研究

利用双端口双极化微带天线阵元设计了一种中心频率在9.5 GHz的四元Van Atta平面阵,双端口双极化微带天线阵元采用双层介质口径耦合馈电技术。利用高频电磁仿真软件HFSS对阵元及阵列模型进行仿真分析,结果表明:以来波方向-35°,-5°,15°为例,所设计的Van Atta阵双站RCS在-35°,-6°,13°方向达到最大,阵列反向性良好;单站RCS值在-40°~40°来波角度范围内变化小于3 d B,且在前向半空间均大于均匀阵的RCS值,并克服了均匀阵的零陷限制。