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。     

多机吊放声纳对潜警戒扇面动态计算方法

针对多架反潜直升机使用吊放声纳搜索时的对潜警戒扇面动态计算问题,根据搜索方法建立多机悬停点坐标解算模型;采用等效的方法,将当前悬停点吊放声纳的探测区域与所有已完成探测的悬停点不存在潜艇的区域等效为对潜警戒范围进行计算;建立了各悬停点探测区域相对舰艇编队舷角的动态计算模型;给出了动态计算多机对潜警戒扇面起始、终止舷角的计算方法。最后仿真计算了对潜警戒扇面随搜索时间、间距系数的动态变化关系。结果显示:对潜警戒扇面将在一定范围内周期性动态变化;且受间距系数的影响较大。     

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.     

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.     

多径条件下子阵级低角测高算法

针对多径条件下的测高问题,提出了一种子阵级处理新算法.采用均匀子阵划分形成三个子阵;在子阵级解析求出协方差矩阵的正交矢量,进而构造仰角谱,谱峰的位置即目标仰角;还可以估计出复反射系数.仿真分析给出了该方法的性能与SNR、目标仰角以及复反射系数的关系,某米波雷达实测数据检验了该方法的有效性,仰角测量误差达到阵列天线波束宽度的1/84.研究表明:该算法本身不依赖未知的复反射系数,并且信号处理维数低,运算量较低,可以应用在舰载雷达和米波三坐标雷达中.     

拖曳声纳鱼雷的航行动力学模型等价性研究

给出了拖曳声纳鱼雷的动力学仿真与控制算法,采用计算效率较高的离散和递推的方法,算法以f1=fn=0为边界条件进行校核,当该条件满足时,就得到了系统的真实运动.加速度修正方法及搜索方向由优化方法给出,在此动力学模型的基础上,也可以获得封闭的解析式方程,只不过系统方程随n的增加会相当复杂.同时给出了基于Gauss原理的方法,并证明了它们之间的等价性.     

矢量阵的快速宽带频域波束形成方法

矢量水听器能获取振速信息,因此由其所组成的阵列有着常规声压阵列所不能比拟的优势,但正因为有了振速各分量信息,基于矢量阵的信号处理面临计算量大为增加的高维协方差矩阵运算的难题,当阵元数较多时,难以实时实现。为此,基于FFT思想,提出了一种适用于矢量水听器阵列的快速宽带频域波束形成方法。该方法在频域实现,将宽带信号分解为多个窄带信号,采用快速傅立叶变换来实现各阵元数据的相移累加过程,处理速度得以大幅提高。研究表明:该方法完全满足实时处理的需求,其测向性能也能达到克拉美-罗下界,且矢量阵具有常规阵所不具有的左右舷分辨能力,对微弱目标的检测能力也较强。     

声纳浮标搜潜优化布放技术研究

在航空搜潜中为了提高搜索概率,需要优化声纳浮标群的布放位置。首先建立目标运动模型和累积搜索概率的计算方法,然后采用多点随机搜索、分区&分支界定和遗传算法对规则阵形和不规则阵形的声纳浮标群的布放位置进行优化,相应地建构了三种声纳浮标搜潜优化布放方法。仿真结果表明：在简单环境下搜潜,用前两种方法优化规则浮标阵的阵形参数,其搜索概率高而且运算时间短;在复杂环境下搜潜,利用遗传算法优化不规则浮标阵的布放位置,具有最高的搜索概率但运算时间较长。     

一种探雷声纳图像分割方法及应用

提出一种适用于探雷声纳图像的疑似水雷目标扫描分割方法。该方法以图像区域生长法为基础,根据探雷声纳的成像原理及水雷目标的图像特性,对区域生长法中的参数做了特别设定,分搜索和定位两步对图像中疑似目标进行扫描分割,讨论了搜索和定位两种扫描窗口的尺寸及扫描方法。将该方法应用于实际探雷声纳图像,可得到符合预定信混比要求的疑似目标区域,为基于探雷声纳图像的水雷自动判别奠定了基础。     

利用迭代线性约束最小二乘方法实现不规则阵列的方向图综合

研究了用自适应波束形成技术实现不规则阵列的方向图综合问题,改进了应用于方向图综合的迭代线性约束最小二乘方法,改进后的算法提高了数值稳定性和对随机稀疏阵的适应性。对特定的阵列如果指定的理想方向图无法达到,该算法可以获得最好的逼近。仿真结果验证了算法的性能。