世界各国潜艇AIP系统孰优孰劣？

世界上最先取得AIP系统实用技术重大突破的要数瑞典皇家海军。早在上个世纪60年代,瑞典就曾在重点比较闭式循环汽轮机、燃料电池和斯特林发动机三种AIP动力系统后,最终选定斯特林发动机进行实艇装设试验。1987年11月,瑞典皇家海军在“水怪”号潜艇上加装了一个斯特林发动机舱段。通过一系列的水下试验,充分证明了AIP系统具备较长时间水下航行的本领,从而进一步坚定了瑞典海军正式发展装有斯特林发动机的“哥特兰”级潜艇。1995年2月,具有划时代意义的“哥特兰”级首艇“哥特兰”号下水,这是世界上第一艘问世的AIP潜艇。该艇上装有两台各自最大输出功率为75千瓦的斯特林发动机,能保持6节航速在水下连续航行几个星期而不必浮出水面,使之成为名副其实的“潜艇”。瑞典海军把AIP系统作为柴电动力的一种辅助动力模式,开创了常规动力潜艇发展的新篇章。自此以后,各国海军纷纷加入各种AIP辅助动力系统的研发行列。进入新世纪以来,已有越来越多的AIP系统开始在多国海军中“安家落户”,显现出良好的发展前景。上期,我们曾就东亚地区竞相发展AIP潜艇展开热烈讨论,引起了读者的广泛关注。今天,主持人李杰再次邀请上期嘉宾陈教授及海军某部吕参谋,继续漫谈世界海军几种主要AIP系统及其优劣。     

球形译码算法中不均匀半径分配方案及性能分析

在球形译码算法中,初始半径的选择与分配是影响算法性能与复杂度的重要因素.针对球形译码算法在低信噪比时复杂度高的问题,提出了一种新的基于V-BLAST信号模型的初始半径选择与(准)线性半径分配方案,并分析了应用该方案的两种典型球形译码算法流程的性能与复杂度,其分析方法适用于任意不均匀半径分配方案.分析与仿真表明,与传统的球形译码算法相比,在信噪比较低时,采用该方案的球形译码算法的复杂度显著降低;在较宽信噪比范围内,其误码率性能接近最大似然检测性能.     

导航卫星广播星历参数拟合算法研究

基于GPS广播星历参数,研究了导航卫星广播星历参数的非线性最小二乘拟合算法,并推导了相应的计算公式.针对静止轨道卫星轨道倾角近似为0,致使卫星轨道的升交点定义模糊,在数据拟合过程中会导致法矩阵(HTH)奇异的问题,提出对卫星轨道进行轨道倾角变换拟合广播星历参数的方法,并获得较高的拟合精度.最后利用实际算例验证了所推公式和算法的合理性.     

AWGN信道下线性分组码的差错概率下界分析

提出了一种线性分组码的最大似然译码(ML-decoding)差错概率下界的计算方法。差错概率的下界优化实质上是对联合事件概率下界的优化,算法结合改进的Dawson-Sankoff界的优化准则,提出了AWGN信道下线性分组码差错冗余事件的判决准则,得到了误码率下界的计算表达式。该表达式只依赖码字的Hamming重量分布与信噪比,较之类deCaens界与类KAT界,本算法得到的下界更紧,计算量更低。针对LDPC等线性分组码的数值结果证明了算法的优越性能。     

双频去相关单历元动态解算整周模糊度研究

针对GPS实时动态精密相对定位应用背景,提出一种整周模糊度实时求解方法。采用宽巷组合载波相位双差、伪距双差观测信息建立观测模型;对浮点模糊度协方差阵进行一次Cholesky分解,构造了浮点转换矩阵,使浮点模糊度完全去相关;推导确定整周模糊度的搜索空间;利用最小残差平方和搜索准则,确定单历元整周模糊度,并用OVT检验方法,对不同历元得到的整周模糊度进行一致性检验。结果表明,观测量误差均方差取值对整周模糊度搜索空间和成功率有较大影响,附加OVT检验的双频去相关单历元动态解算整周模糊度方法正确可行。     

射频发射模块非线性效应的消除方法

射频模块存在相位特性的非线性效应,群延迟随频率的变化不再是一个常数,并可能造成输出射频信号的波形失真,而影响精密射频信号源的输出精度。基于递归最小二乘算法的自适应滤波器,提出了消除其非线性效应的新方法。并以GPS模拟源为例,利用其自校模块,采用软件无线电和数字信号处理技术,精确估计出射频模块的模型参数。将基带合成信号通过一个数字逆滤波器,以消除相位的非线性和群延迟随频率的变化。利用自编的仿真程序包,在Matlab中进行了相应的模拟计算。仿真结果表明,该方法可有效地消除相位非线性效应对射频信号的影响,输出信号的波形失真在理论上可控制在0.01%以内。     

基于混沌高斯频率调制的距离-多普勒雷达成像

提出了利用混沌映射产生随机抽样的方法。进一步证实了高斯抽样可以通过两类随机数产生器结合混沌映射生成。利用高斯抽样,得到了高斯调频雷达信号。研究结果表明,通过这种高斯调频信号得到的模糊函数接近2维delta函数,它在距离-多普勒平面上的旁瓣是均匀分布的。对该高斯调频信号进行傅立叶处理可以得到高分辨率的距离-多普勒图像,图像品质较高。     

基于线性反时间混沌理论的混沌信号模糊函数算法

从线性反时间混沌理论出发,提出一种混沌信号宽带模糊函数算法。在现有的宽带模糊函数算法中,时间尺度变换的混沌信号需要极大的运算量来得到,难以适应需要实时处理的工程环境。根据反时间混沌理论,噪声脉冲驱动下的线性系统能产生反时间混沌信号。通过不同时钟频率的数字系统产生脉冲信号,然后以此脉冲信号驱动相应的线性系统直接产生延迟和时间尺度变换后的反时间混沌信号,最后可通过相关处理方便地计算相应混沌信号的宽带模糊函数。通过理论推导和数值仿真阐述及分析该模糊函数算法,证明了该方法数字模拟混合的结构使其能方便应用于实际的工程之中。     

基于接收分集的MIMO雷达性能分析

基于接收分集的MIMO雷达发射端采用阵元间距为半波长的均匀线阵,各子阵元发射相互正交的信号,而接收阵元间距满足空间分集条件。由于天线阵元之间紧密分布的发射阵列可以当作一发射站处理,因此该MIMO雷达的结构与一发多收多基地雷达类似。分析比较了双基地雷达、一发多收多基地雷达和接收分集MIMO雷达的检测性能和模糊函数,指出接收分集MIMO雷达具有良好的检测性能、方位角分辨力和较低的"自身杂波",这有利于微弱目标的检测、目标的高精度定位、虚假目标的消除以及雷达系统可观察目标动态范围的提高。     

非线性滤波方法在水下目标跟踪中的应用

在对扩展卡尔曼滤波、不敏卡尔曼滤波和粒子滤波3种非线性滤波方法进行研究的基础上,对粒子滤波算法的重要性密度函数的选取方法进行了研究。结合水下目标的被动跟踪的应用背景,比较了3种滤波算法在水下目标跟踪中的性能差异。结果表明,粒子滤波算法能较好的用于非线性、非高斯条件下的水下目标跟踪。