高平面分辨率穿透成像雷达的研究与实现

穿透成像雷达利用电磁波对介质的穿透特性,对非金属介质内的不连续点进行高分辨成像。为实现该雷达系统的毫米级高平面分辨率、高探测效率和高便携适用性,设计了高平面分辨率穿透成像雷达系统。采用连续波体制和快速扫描空间采样方案以确保小型化和高成像性能,实现了一体化雷达射频前端;提出了参数未知条件下的自聚焦成像处理等数据处理方法,研制了穿透成像雷达系统样机,质量仅为2.5 kg,可单人手持操作;开展了成像分辨率和穿透能力实验测试,验证了方案的可行性和有效性。     

异步非平稳干扰抑制方法

为解决单通道条件下异步非平稳干扰抑制问题,提出基于数据驱动的稀疏分量分析干扰抑制方法,旨在从接收到的混叠信号中恢复期望信号。该方法利用深度卷积神经网络对输入/输出端数据间的复杂映射关系的强大建模能力,实现了目标信号稀疏域的自适应选择、稀疏域中目标信号稀疏表示的自适应学习以及目标信号的自动恢复。与以往干扰抑制算法不同,所提方法在时域上完成了“端到端”的信号波形恢复,且对混叠观测无先验要求,相比现有方法更具普适性。仿真实验验证了所提干扰抑制方法在不同环境噪声和干扰信号强度及泛化测试条件下的有效性,对干扰的抑制性能显著优于现有算法。     

卫星导航接收机中快扫频干扰低复杂度抑制方法

针对卫星导航接收机中的快扫频干扰抑制问题,提出了一种基于脉冲置零的低复杂度干扰抑制方法,与传统基于时频分析的干扰抑制方法不同,该方法通过低通滤波将时域上连续的快扫频干扰转变为脉冲干扰,并通过脉冲检测与置零对干扰进行抑制。当快扫频干扰处于低通滤波器带内时,被当作脉冲干扰置零;当快扫频干扰处于低通滤波器带外时,被当成带外干扰滤除。理论分析与实验结果表明,该方法相对传统方法的运算复杂度降低了一个数量级,并且能得到与传统方法相近的干扰抑制效果。     

自旋载体中的超紧组合GNSS接收机跟踪环路设计

自旋载体是全球导航卫星系统接收机的一种典型应用。当全球导航卫星系统载体自旋时,旋转产生的高阶动态将导致传统跟踪环路失锁;全球导航卫星系统与惯性导航系统组合可以有效补偿信号的高阶动态。因此,提出了一种利用惯性导航信息辅助卫星导航信号跟踪的超紧组合导航接收机环路设计方法,并分析了惯性导航信息辅助速率、自旋载体转速和信号载波相位误差之间的关系。通过仿真验证了所提接收机环路结构可以有效解决自旋载体接收机的信号跟踪问题,且相比于卫星导航单系统三阶环路而言,所提超紧组合环路结构可以显著提升自旋载体接收机的定位精度。     

火箭出口面积对RBCC发动机引射模态影响规律分析

火箭基组合循环发动机引射模态飞行状态复杂,为了提高发动机的整体性能,研究了火箭出口面积对发动机引射模态的影响规律。通过数值模拟研究,引射流量在低飞行马赫数条件下,主要受引射性能影响,火箭出口面积越大,引射性能越好。然而,随着飞行马赫数的提升,引射空气的动能提升,隔离段内出现壅塞情况,引射流量主要受限于隔离段几何尺寸,与火箭出口面积无关。在亚声速工况下,火箭出口面积越小,发动机比冲越低,且出口无量纲面积为3.15时,火箭羽流膨胀撞壁,会引起性能骤减,需要予以避免;在超声速工况下,选择面积较小的火箭出口面积,燃烧室内压越高,发动机性能提升越明显。     

金属柱状体工件内缺陷超声检测的特征分析

超声技术是检测金属柱状体工件内部缺陷的常用方法,但是在缺陷的重构和类型识别方面还缺乏有效的方法。针对超声检测金属柱状体工件内部缺陷的情况,研究单个圆周截面上360°检测得到回波信号特征的分布规律。为了深入全面地分析规律普遍性,采用ansys仿真软件得出不同情况下仿真回波信号,并经证实仿真回波有效;结合实际的缺陷类型和缺陷回波特点,分析了不同位置圆形、椭圆形、矩形缺陷的仿真回波信号幅值和时间延时的规律,为进一步的缺陷识别和重构奠定基础。     

精确制导弹药低成本制导控制系统设计

针对精确制导弹药制导控制系统低成本的迫切需求,提出了一种弹载低成本制导控制系统设计方法。建立了一种弹载制导控制系统低成本体系架构,从功能、硬件、软件等方面对其进行了GNC一体化设计,并在此基础上提出了一种基于ARM处理器的一体化制导计算机设计方法。针对MEMS导航系统精度低、噪声大特点,设计了一种惯性/卫星数字制导方案。该低成本制导控制系统设计方法可有效减少系统冗余硬件,降低成本,实现较高的制导控制精度,满足未来低成本精确制导武器的需求。     

结合景象匹配与惯导信息的SAR平台定位方法

利用高度传感器提供高度信息,结合高精度异源图像匹配技术与惯导系统漂移修正方法实现SAR平台定位。根据成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点在水平面的投影共线的特性,在单帧图像中心线上均匀选取若干点与光学基准图进行高精度景象匹配;计算平台在水平面上投影位置,并利用高度信息确定其空间位置;使用序列图像定位结果估计惯导系统漂移参数,对惯导系统输出的位置数据进行修正,实现高精度的SAR平台定位。对各误差因素的影响进行分析,推导了精度估计公式。仿真和实际序列图像实验结果表明,方法正确可行,具有较高的平台定位精度,具备一定工程实用价值。     

COSMIC 掩星反演的水汽廓线质量分析

利用2006—2012年北半球冬季低纬度地区(30°S~30°N)无线电探空站数据及全球大气成分和气候监测再分析数据对1000 h Pa~200 h Pa高度层的气象、电离层与气候星座观测系统全球定位系统掩星反演的比湿廓线进行了精度和可靠性验证。结果表明,水汽对气象、电离层与气候星座观测系统掩星反演影响较大,尤其在中、低对流层及热带地区等水汽含量比较大的地区,且气象、电离层与气候星座观测系统掩星数据在850 hpa以下可能并不太适用于评估其他数据。     

新型舵机结构运动分析与仿真

根据旋转弹弹道修正要求,提出一种基于4R空间机构的电动舵机结构,建立了理论分析模型,以空间机构学运动分析为基础,推导了机构输入、输出转角关系,绘制了理论分析转角曲线,建立机构三维模型,通过多刚体及刚柔耦合仿真验证分析了舵机转角关系和运动副受力情况,研究了该结构的可行性。计算分析结果表明,该舵机具有结构简单,动作可靠的优点,能满足舵机控制的转角精度和响应频率要求,适用于简易制导弹药。