光纤光栅技术与应用专题讲座(二) 第3讲 光纤光栅在星间激光通信系统中的应用研究

针对星间激光通信系统,分析了光纤光栅在此系统中的应用。为了设计出高性能的光滤波器以满足星间激光通信系统的要求,研究了光滤波器的带宽对系统性能的影响。在GEO-LEO星间链路中,考虑多普勒频移,研究了系统的归一化信噪比与滤波器带宽的关系,提出并设计了滤波器最佳带宽。根据得到的最佳带宽,设计了符合要求的光纤光栅滤波器。     

反辐射无人机需求和效能分析

反辐射无人机是压制、摧毁敌防空系统的重要硬杀伤手段。从需求上阐述了发展反辐射无人机的重要性,分析了其突出的特点;并通过对反辐射无人机的作战效能分析,理论说明了利用反辐射无人机攻击敌方雷达预警系统、防空系统的可行性。     

制导雷达组网反隐身研究

现代战场上各种隐身目标的出现,要求利用多种传感器组网来采集信息并加以融合,才能充分利用隐身目标各个方向及各个频段不同的反射特性,最大限度提取信息,满足战场对信息、目标识别和态势分析的需要。为此,对制导雷达组网的带反馈的数据融合模型,以及分层Kal-man滤波融合算法、信噪比加权融合算法进行了研究,并通过对特定组网布站的仿真试验,验证了制导雷达组网反隐身的有效性。     

典型线性火工分离装置作用过程数值模拟及试验研究

针对目前线性火工分离装置的优化设计主要依靠试验验证,成本高且设计优化迭代慢的问题,采用任意拉格朗日-欧拉方法建立典型线性火工分离装置的数值模型。通过火工分离试验和光子多普勒测速试验对上述数值模型进行验证,发现该数值模型具有较好的精度。使用该模型研究上述火工分离装置分离瞬态过程的力学机理,并定量分析多种因素对分离装置重点部位等效塑性应变等关键特征量的影响。研究发现,芯药线密度、分离板削弱槽底部的圆角半径对分离装置的作用过程有重大影响。此外,保护罩材质、削弱槽开口角度、分离板槽结构尺寸等因素对分离过程也有一定影响,但其影响相对较小。研究结果可以为典型线性火工分离装置的优化设计提供基础。     

Robust TDOA/FDOA estimation from emitter signals for hybrid localization using UAVs

This paper considers the time difference of arrival (TDOA) and frequency difference of arrival (FDOA)estimation problem for joint localization using unmanned aerial vehicles (UAVs),involving range migration (RM) and Doppler ambiguity within observation interval.A robust estimation method based on interpolation and resampling is proposed.Specifically,the interpolation artificially increases the pulse repetition frequency (PRF).After that,the resampling eliminates the coupling between range frequency and slow time.Finally,a coherent integration step based on inverse discrete Fourier transform (IDFT) is used to achieve parameter estimation and suppress the grating lobes caused by interpolation.The proposed method could be efficiently implemented by fast Fourier transform (FFF),inverse FFT (IFFF) and non-uniform FFT (NUFFT) without parameter searching procedures.Numerical experiments indicate that the proposed method has nearly optimal anti-noise performance but much lower computational complexity than the maximum likelihood estimator,which makes it more competitive in practical applications.     

舰载预警机防空预警探测距离需求分析

提出了一种舰载预警机防空预警探测距离需求确定方法。首先对舰载预警机执行防空预警作战进行了描述,为满足拦截机对敌突击飞机进行成功拦截,预警机的预警探测距必须大于一个阈值,即所需最小预警探测距离。其次分析了舰载预警机所需最小防空预警探测距离与敌突击飞机速度、航母防空拦截机响应时间和速度之间的关系,构建了舰载预警机防空所需最小预警探测距离计算模型;最后应用典型案例,计算了多种防空想定下舰载预警机所需最小预警探测距离,仿真分析了敌突击飞机速度和航母防空拦截机速度对舰载预警机防空所需最小预警探测距离的影响。论文的研究结果为舰载预警机装备研制和作战使用提供决策依据。     

阵列雷达双零点单脉冲低角跟踪算法

针对阵列雷达体制,从改进单脉冲的角度出发研究了低角跟踪问题。在多径阵列信号模型的基础上,利用极大似然估计原理推导了双零点单脉冲测角算法,通过数字波束形成实现双零点单脉冲系统修正和、差方向图。仿真分析了双零点单脉冲测角性能,得出测角性能与信噪比、目标仰角以及复反射系数的关系。用实测数据对该算法进行验证,结果表明:当目标仰角小于1/4波束宽度时,测角均方根误差达到1/40波束宽度,可以有效解决低角跟踪问题。     

方位多相位中心SAR信号重建误差分析

就方位多相位中心(Azimuth Multiple-Phase-Center,AMPC)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)系统的阵列误差对信号重建性能的影响进行分析。将阵列误差建模为随机过程,结合最小二乘(Least-Square,LS)算法,推导了AMPC SAR误差功率谱的解析表达式,进而得到了AMPC SAR的信噪比与方位模糊比的解析表达式。仿真实验验证了理论分析的正确性。分析指出,随着系统脉冲重复频率的升高,有必要通过减小重建系数以实现重建性能的提升。分析方法与结果对AMPC SAR系统设计以及图像质量预估提供有效支撑。     

基于混合时钟三阶DDS的信号多普勒模拟方法

在高动态卫星导航信号模拟器中,信号多普勒频移模拟是一项关键技术。结合现场可编程门阵列的特点,建立了分析混合时钟三阶直接数字频率综合(DDS)输出相位的仿真模型,推导了其输出相位表达式,给出了各阶DDS初始累加控制字的计算方法,并指出等时钟三阶DDS仿真模型仅为混合时钟仿真模型的特例。在分析了混合时钟速率对信号相位模拟造成的误差后,讨论了各阶DDS的字长设计方法,并与等时钟三阶DDS进行比较,说明了采用混合时钟三阶DDS可以降低实现资源消耗和功耗。仿真分析表明,所提方法可以实现对信号多普勒特性的高精度模拟。     

基于VFD滤波器的导航信道模拟器动态时延模拟方法*

针对卫星导航信道模拟器信号仿真中,传统伪距多普勒模拟方法瞬时控制精度差、滤波器资源占用较大的不足,提出了基于拉格朗日插值延迟滤波器及Farrow结构实现的伪距多普勒模拟方法。在分析信道模拟器系统架构的基础上,建立了多普勒模拟方法的模型,包括延时计算模块和可变延迟滤波器两部分。与多速率采样数字延迟滤波器方法比较,该方法滤波器系数个数约为后者的0.2%,并且改变时延特性时,仅需更新1个参数。信道模拟器实测数据结果表明使用该方法伪码多普勒模拟精度可以达到0.1mHz。