战场电磁环境效应对信息化战争的影响

信息化武器装备中的电子设备所占比例不断增加以及未来战场上电磁环境的不断恶化是一个不争事实,这也是信息化战场上的一对突出矛盾。战场电磁环境将通过对电子设备以及武器装备所发生的物理作用,进而对未来信息化战争的全局或联合战役的实施产生一系列影响。电磁兼容性和电磁防护能力是信息化武器装备在电磁环境下的生存能力和作战能力的基本要求,必须在立法、科研和质量等方面解决好相关问题。     

新型四极轨道电磁发射器

提出一种新型四极轨道电磁发射器模型,并对其进行数值分析及有限元仿真。设计了四极轨道和三叶花瓣状抛体,通过抛体的三组径向电流与四极轨道产生的三组环向磁场正交。环向磁场和流过抛体的径向电流相互作用产生轴向加速力。此外,新型四极轨道电磁发射器的结构设计有利于克服发射过程带来的巨大振动,提高发射精度和准确性。基于理论计算和有限元验证,对抛体的电流及磁场分布进行了分析。结果表明:与传统轨道电磁发射器相比,四极轨道电磁发射器能产生更大的轴向加速力。同时随着轨道电流的增加,抛体所受推进力也会增加。     

基于RCS幅值特性相似度的浮空式角反射体布放态势寻优

为应对常规雷达制导反舰导弹的威胁,采用理论分析和建模仿真方法,基于雷达目标的一类重要电磁散射特性——雷达散射截面积(RCS,radar cross section),对双棱锥形浮空式角反射体布放态势进行了寻优,得到了一种与反导舰艇逼近度较高的角反射体阵列。结果表明:考虑角反射体阵列与目标舰艇的RCS幅值特性相似度,较优的布放态势为[6,15],[8,20],[9,15],[11,15],其中在[6,15]情形下,二者相似度达到60.9%。     

一种改进的次级通道辨识算法

为提高次级通道的辨识精度、减小辨识误差对自适应控制的影响,以横向滤波器作为估计模型,分别应用带遗忘因子的最小二乘递推算法和变步长最小均方算法来对横向滤波器的权系数进行了更新,并对两种算法的辨识精度和控制效果进行了对比。结果表明:变步长最小均方算法的性能优于带遗忘因子的最小二乘递推算法,但变步长算法仍存在收敛速度过慢、辨识残差较大的问题。为此,提出一种改进的变步长最小均方算法,并对其进行了实验验证。实验结果表明:改进之后的变步长最小均方算法的辨识精度满足控制要求,收敛速度较快。     

海量电磁数据中雷达信号的高效分选方法

针对海量电磁数据中雷达信号难以进行快速准确分选的问题,提出一种新的聚类分选方法,即改进k-means算法的Map Reduce并行化实现方法。通过引入初始聚类中心个数k1、最大聚类中心个数kmax和距离门限rt3个参数,克服了k-means算法需要事先确定k值和易受孤立点影响的局限;基于Hadoop平台实现了对改进k-means算法的Map Reduce并行化,克服了k-means算法串行实现时间复杂度高的局限。最后,实验表明改进k-means算法取得了更高的分选准确率,Map Reduce并行化后具有良好的加速比和扩展性,能够很好地对海量电磁数据中雷达信号进行高效分选。     

电磁轨道炮及其脉冲电源技术的研究进展

随着美国第三次"抵消战略"的推进,电磁轨道炮等新概念武器成为关注的焦点。在介绍电磁轨道炮的基础上,总结了外军的发展现状和技术瓶颈,详细阐述了电磁轨道炮脉冲功率电源的超导储能技术和变流装置的拓扑结构。研究表明,电磁轨道炮和超导储能技术将是发展的趋势。     

单硬件限制下的电磁环境加速绘制

单硬件实现的高效电磁环境绘制适用范围更广;但是,并行光线投射绘制电磁环境时,其效率受硬件性能制约。在研究硬件限制并行光线投射效率的基础上,提出一种面向硬件制约的像素插值方法。当硬件限制并行光线投射绘制不能实时完成时,减少并行投射的光线数量,即部分图像像素由光线投射生成,其余像素插值生成。像素插值以图像质量换取执行效率,当图像更新停顿时重新使用光线投射生成插值获得的像素,以恢复图像内容。实验结果表明,低硬件配置条件下,像素插值能够大幅度提高绘制图像的生成效率。同时,对比多个体数据的绘制效果和误差统计得出:电磁环境数据场最适合使用像素插值方法。     

应用地面电磁发射清除空间碎片方法

针对传统化学发射的空间碎片清除技术成本过高、难以实施的问题,提出应用地基电磁发射方式的空间碎片清除新方法。通过地面电磁发射的方式以低成本将射弹运送至空间,并通过释放空间微粒云团控制空间碎片离轨,进而实现对空间碎片的清除。由于取消使用占绝大部分成本的化学推进剂,所提出的应用地基电磁发射的空间碎片清除技术为空间碎片低成本清除提供了有效解决途径。     

多级电磁线圈发射器时序触发控制策略

为优化多级同步感应线圈电磁发射器性能,以提高发射速度和能量转换效率为检验指标,以影响上述指标的触发时序为优化对象,采用遗传算法建立单级同步感应线圈型电磁发射器触发位置优化数学模型,计算最佳触发位置,通过数值和有限元两种仿真系统对优化结果的正确性进行验证。采用该方法对两级以及十级同步感应线圈型电磁发射器的触发时序进行优化研究,并进行仿真验证。为解决仿真系统误差问题,提出采用动子线圈在各级的触发位置和速度作为控制因素的双控触发方式,并研究分析仿真过程中触发开关的随机抖动对出口速度误差的影响,得到最佳触发时序控制策略。     

Rayleigh分布环境因子的经验Bayes估计及仿真

讨论了Rayleigh分布环境因子的定义和估计问题。基于逐次截尾模型,在LINEX损失函数下,给出环境因子的经验Bayes估计。最后利用Monte-Carlo方法对经验Bayes估计和极大似然估计进行了分析比较。结果表明,经验Bayes估计优于极大似然估计。