Monin-Obukhov理论在蒸发波导PJ模式中的应用

蒸发波导是海面常出现的大气波导类型,受海气交界面处微气象条件影响与控制。蒸发波导的存在,使海上通信过程中常出现信号的超视距传输,同时系统间的相互干扰问题也变得复杂。研究蒸发波导形成条件,确定波导高度具有实际意义和军事价值。在莫宁-奥布霍夫(MoninObukhov)相似理论的基础上,根据大气边界层理论利用PJ(paulus Jeske)模式较好地探测了蒸发波导高度,并对3种典型条件下的波导高度变化情况进行了分析。该结果对研究海上通信装备工作的影响因素,进而提高海上通信保障能力具有重要意义。     

蒸发波导对毫米波传播的影响分析

在毫米波电子对抗领域,通常认为毫米波频段电磁波传播近乎于直线传播,因此研究重点多集中于视距范围内对抗方法研究.但在海洋大气环境中,由于蒸发波导的存在,满足一定条件的毫米波频段电磁波传播会出现超视距现象.为此,在对蒸发波导及毫米波传播特点研究基础上,重点分析了蒸发波导中毫米波频段电磁波的最低陷获频率、最大发射仰角以及形成波导传播后蒸发波导内毫米波射线追踪问题.对毫米波超视距电子对抗研究具有重要意义.     

蒸发波导条件下雷达超视距探测频段利用率

针对蒸发波导条件下雷达超视距探测波段的利用率问题,首先介绍最低陷获频率计算方法,随后仿真计算最低陷获频率随蒸发波导高度和理查森的变化特性,并结合某海区历史气象水文数据,计算最低陷获频率的分布概率,最后在此基础上得到雷达S、C和X波段对蒸发波导的利用率,该结论对于合理评估海上雷达在蒸发波导条件下的性能具有一定的参考价值。     

蒸发波导A模型核心函数研究

通过理论分析给出了正确的蒸发波导A模型大气修正折射率廓线式。利用试验中采集的数据,分析了实测数值与A模型计算结果的差别,结果表明:A模型在不稳定层结条件下预测的波导强度偏差的均值要低于在稳定、近中性和中性层结条件下的结果,但偏差标准差却大于其他层结情况。同时,数据还显示了在不同气、海温差条件下,高度增加时实测大气修正折射率值与A模型值之间的偏差均值代数值和标准差代数值都有增加的趋势。     

海上大气波导环境下舰载超视距雷达盲区研究

主要研究海上大气波导环境对舰载超视距雷达盲区的影响.首先对海洋蒸发波导和表面波导条件下雷达盲区的形成机理及其特性进行分析.在此基础上,对蒸发波导条件下雷达盲区在不同层结的变化进行深入研究,形成大气波导对舰载超视距雷达盲区影响的初步研究成果.最后对大气波导环境下超视距雷达盲区在军事上的应用进行展望,为后续雷达盲区特性的继...     

雷达超视距探测的实验研究

在海上频繁出现的蒸发波导可以使雷达的电波信号以较小的衰减在类似于金属波导的大气层结内传播,从而可实现雷达的超视距探测。为了检验雷达实现超视距探测的距离、信号强度等参数与实际蒸发波导的相互关系,采用了高精度的大气波导测试仪在典型海面进行了蒸发波导的实际测量,同时利用岸上雷达进行目标探测。实测结果表明,雷达在蒸发波导条件下能够实现超视距探测,且探测距离和信号强度与蒸发波导的特征参数相关。     

PJ蒸发波导模型在沿海海区的应用

根据PJ模型构建了基于Windon操作系统的蒸发波导与雷达探测威力应用软件系统;在渤海海域进行为期一个月的试验,使用S波段和C波段对海搜索雷达的探测距离进行比对,结果表明:雷达探测距离随蒸发波导高度增加而增加。     

利用PJ模型计算最低陷获频率的适应性

为了研究PJ模型的适应性,简述了蒸发波导原理和PJ模型理论,介绍了海上蒸发波导测量方法和如何确定电磁波的最低陷获频率;分析了以PJ模型计算的蒸发波导最低陷获频率对气象参数的敏感性,提出以最小陷获频率为基准,检验PJ模型的适应性;通过将PJ模型值计算结果与海上试验实测值进行比较,得出试验数据分析结果与敏感性结论基本相符,结果显示PJ模型在我国海区在湿度不太大和风速不是很小条件下适应性较好。     

微波信号海面超视距传播的建模和实验分析

介绍了雷达信号的海面传播特性,给出了抛物方程和射线追踪方法,讨论了出现概率较高的海洋环境:蒸发波导、表面波导和悬空波导,及相应的折射率剖面.研究了和距离有关的电波环境,比较两种模型算法在不同大气条件下、不同频段的电波传播特性结果,同时给出了实验分析结果.结果表明:射线追踪法能给出场模式的合理定性图,较抛物方程法,具有直观和计算速度快的优点,尤其在视距范围内更适用.     

基于PJ模型的雷达探测距离预报方法

雷达波在近海面大气中传播时受到各种因素的影响,尤其是在蒸发波导条件下,电磁波的传播路径会被显著改变,使雷达的探测距离增大形成超视距探测.给出了PJ模型的计算公式,同时叙述了基于PJ蒸发波导模型对雷达探测距离进行预测的流程,并且运用X波段雷达与海上目标进行验证,结果显示预测方法结果与实测数据比较吻合.     

海面气象水文数据的蒸发波导剖面计算方法分析

针对实际测量近海面蒸发波导剖面比较困难的问题,简述了一种以6m海面气象水文参数为输入,通过Paulus-Jesk(PJ)模型的估算,得到近海面蒸发波导剖面的方法,并利用我国部分海区海上试验采集的数据进行了对比,说明了此方法适合于蒸发波导剖面的计算.     

建立雷达超视距探测效能库的一种快速算法

蒸发波导环境中微波雷达经常会出现超视距探测,建立雷达超视距探测效能库有利于微波超视距雷达探测效能的发挥。提出了一种计算雷达超视距探测效能的快速算法,即以蒸发波导高度、总体理查森数和海面风速为变量,先建立雷达超视距探测效能查询表,再利用查表的方法得到各种气象条件下雷达的探测效能,以此作为探测效能库的数据基础。最后将基于此算法得到的雷达探测规律与实际观测进行了比较,表明此算法是可行的。     

蒸发波导条件下海杂波强度仿真与应用

蒸发波导是海洋大气环境中经常发生的一种异常折射现象,其能将电磁波捕获在波导内形成波导传播,使电磁波以较小的损耗传播到较远的距离,但同时也增大了雷达接收到的海杂波强度.从海杂波的后向散射系数模型和抛物方程法(PE)计算蒸发波导中的传播损耗两方面考虑,利用雷达方程详细推导海杂波仿真原理并实施仿真,最后介绍此仿真方法在海杂波...     

基于优化滤波的水平非均匀蒸发波导反演算法

针对水平非均匀蒸发波导反演中大气折射率剖面水平分布规律不确知和大范围海域气象参数观测难的问题,提出一种基于优化滤波的水平非均匀蒸发波导折射率剖面参数反演算法,该算法采用粒子群优化估计折射率剖面参数初始状态和描述剖面参数水平分布规律的状态转移函数,结合GPS海面散射信号波导传播的DMFT步进计算正演模型和实测GPS散射信号功率建立系统方程和观测方程,并采用粒子滤波迭代估计水平步进上的非均匀折射率剖面参数。该算法的精估计环节有效修正了粒子群估计误差在后续反演过程中导致的误差积累,保证了反演精度,并使得算法具备距离分段条件下逐段反演的能力,为远距离海域蒸发波导折射率剖面参数的反演提供了可行的方法。     

舰载平台风速测量误差对超视距雷达探测威力预报的影响

为解决雷达威力预报中舰载平台风速测量问题,首先针对超声波测风仪在舰载平台上因舰船晃动和运动造成的测量误差进行了建模,并给出了误差修正方法;然后,对超声波测风仪在倾斜条件下测量误差进行了仿真,研究了风速对波导高度、雷达探测距离以及电磁波传播衰减的影响;最后进行了实验验证,结果表明:预报相对误差小于20%的概率高达80%。由此表明:该方法可有效修正舰艇运动造成的风速测量误差,显著提高威力预报精度。     

氧化铝单晶超声温度传感技术研究

针对航空、航天发动机温度测试过程中存在的传感器耐氧化性差、使用寿命短、测温精度低等迫切需要解决的问题。首先,采用超声导波测温原理,使用氧化铝(α-Al₂O₃)单晶纤维作为超声波导,构建了超声温度测量系统。其次,对传感器的敏感元参数进行了设计,利用激光加热基座法生长的氧化铝单晶超声波导,制作了超声温度传感器。最后,对所制作的超声温度传感器进行了标定,在20～1 800℃,传感器的灵敏度为0.44 m/(s·℃),重复性为95.27%。在模拟航空发动机测试平台上进行了测温实验,经分析该次测量合成不确定度为7.99℃。该方法为解决航空、航天发动机等恶劣环境下的温度测量,提供了新的途径。     

蒸发波导伪折射率模型特性

蒸发波导模型是用于获得海洋上近地层大气折射率或修正折射率廓线的典型方法,利用近几年海上试验采集获得的实测海上大气修正折射率剖面数据对由我国学者提出并在国内广泛使用的伪折射率模型的特性进行了分析,所得的结论对伪折射率模型的理解以及修正等方面具有一定的指导意义。     

大气波导对雷达测距和测高的影响

应用几何光学中的射线理论,建立雷达测高和测距误差的评估模式,给出不同高度和距离处的雷达测量误差,并通过试验验证了该模式在评估对海雷达测距误差方面的正确性.为大气波导条件下雷达等电子装备的使用奠定了理论基础,有利于充分发挥现有电子装备的效能.     

一类不确定非线性时滞系统的鲁棒容错控制

针对一类非线性时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,讨论了不确定参数系统的鲁棒容错控制问题。当故障在失效的传感器以及失效的执行器发生时,且非线性不确定性满足一定的增益条件,通过基于线性矩阵不等式(LMI)方法各自给出了故障在传感器和执行器失效发生时,闭环系统渐近稳定的存在条件及相应控制器的设计方法。一个设计算例的仿真结果表明了该方法是有效的。     

大气波导对电子侦察设备的影响

电磁波异常传播,使武器装备的作战使用更加灵活机动。为充分利用大气波导条件,发挥电子侦察设备效能,使战场态势向有利于己方方向转化,在介绍大气波导分类的基础上,建立评估电子侦察设备的有效探测区的模型,给出用抛物线方程及其分布傅里叶算法计算电磁波在表面波导条件下传播的数值模拟方法,并分析了大气波导对电子侦察设备的影响情况。