精确制导前沿成像探测技术

回顾了精确制导技术的发展历程,分析了精确制导成像探测技术发展过程中面临的挑战与未来的主要发展方向。结合太赫兹、量子和超材料等前沿技术的发展动态,分别梳理了太赫兹雷达、量子雷达以及超材料雷达三种典型的精确制导前沿成像探测技术的技术背景、发展脉络、基本原理、技术优势。这三种成像探测技术有望为精确制导技术应对未来新型战争形态带来的挑战提供可行的技术途径。研究成果可为未来精确制导技术的深入可持续发展提供参考,并对提升精确制导武器的打击与拦截作战效力具有重大意义。     

一种特殊结构双基地雷达的空射诱饵信号特征

分析了空射诱饵的使用特点和威胁特征,建立了一种特殊的双基地雷达-单发双收结构下的发射信号和接收信号模型。分析了空射诱饵信号增强设备发射信号与诱饵本体反射信号构成的接收站1接收信号,与仅接收诱饵本体反射信号的接收站2信号的时域、频域特点,证明很难从时频域区分两类信号。建立了雷达发射信号经诱饵本体反射后在两个接收站的时延差和多普勒频移差的模型,分析得出了信号时延差和多普勒频移差与诱饵运行时间和双基地雷达结构参量的关系,证明两个接收站的时延差和多普勒频移差具有稳定的关系。分析结果对于利用该类特殊结构的双基地雷达探测识别诱饵具有一定的参考价值。     

高斯色噪声背景下基于正交变换的确知信号检测

Karhunen-Loève(K-L)变换可以完全去除色噪声背景下接收信号的相关性,但计算量较大,在实际应用中容易受到限制。为此,提出了一种基于正交变换的确知信号检测方法。该方法通过选取具有快速变换算法的正交矩阵来近似K-L变换,避免了直接求解噪声协方差矩阵特征值与特征向量的繁杂过程。通过仿真比较分析了一阶高斯-马尔科夫过程下基于K-L变换和基于正交变换的检测性能,结果表明:二者检测性能相近,但后者的计算效率有明显提高,具有更高的工程应用价值。     

月球轨道超长波天文观测微卫星在轨数据预处理方法

围绕“嫦娥4号”月球轨道超长波天文观测微卫星展开研究,针对微纳卫星对地数传资源的限制,提出一种在轨信号预处理方法：通过10通道数字下变频链路实现原始数据的变频接收,再利用多级滤波器抽取获得低采样率基带数据,下变频本振频率可调,在对地数传资源约束下保证了不同频带数据的灵活选取。以上方法实现了一种10频点超窄带梳状滤波,仿真验证表明,采样率80 MSPS基带带宽为1 kHz的情况下,此方法可在现场可编程门阵列平台上稳定运行,能保证带内平坦度和线性相位等关键技术指标, 数据量与直接下传原始数据相比,降低了3个数量级以上。     

基于空间差分平滑的非相关与相干信源数估计

针对非相关信源与相干信源共存时信源数估计问题,提出了一种新的基于空间差分平滑的信源数估计算法。该算法首先利用SORTE法估计相互独立信源个数,结合非相关信源阵列导向矢量与噪声子空间正交关系特性,实现非相关信源数估计;其次基于空间差分法消除非相关信号并构造新矩阵,利用构造矩阵进行前向空间平滑,实现对相干信源解相干;最后利用SORTE法得到相干信源数估计。仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

卫星导航信号无模糊抗多径码相关参考波形设计技术

针对目前卫星导航接收机码环多径抑制技术在二进制偏移副载波类信号下鉴别曲线可能出现多个稳定跟踪位置,导致接收机存在伪距测量的系统性误差的问题,提出最优鉴别曲线设计技术,采用奇异值优化的最小二乘方法,设计无多余跟踪点的本地码相关参考波形。从多径误差包络和跟踪精度两方面,对基于最优鉴别曲线的二进制偏移副载波信号码相关参考波形的设计性能进行验证评估。仿真结果表明：该方法可实现二进制偏移副载波信号在有限接收带宽下的无模糊鉴别曲线设计。以前端带宽为8.184 MHz时的BOC(1,1)信号为例,设计的码相关参考波形相比W2波形,多径误差包络面积增加了61.8%,而跟踪精度提高了4~5 dB。     

高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法

为进一步提高高超声速飞行器的突防性能,提出高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法。考虑飞行器180°×360°方向的雷达散射截面,针对原数据尖峰多、收敛难的难题,运用高斯滤波法对其进行预处理,既不改变原数据趋势又加以平滑,提高优化问题收敛性能。为使计算所用雷达散射截面数据具备较强的保真性,采用三次样条插值方法调用离散数据计算实时雷达散射截面。完成了高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化问题的建模,以探测概率为目标函数,运用hp自适应Radau伪谱法优化求解,采用逐步计算策略进一步提高优化效率和收敛性能。与传统最短飞行时间弹道对比表明,该方法有效降低了飞行器被雷达发现的概率。     

异型角反射体阵列寻优研究

战时,异型角反射体阵列布放态势将是影响其干扰效果的重要因素。以伯克级驱逐舰为典型舰艇,从雷达散射截面积(radar cross section,RCS)、高分辨率距离像(high resolution range rrofile,HRRP)和极化特征三方面入手,进行了异型角反射体布放间隔和布放数量的寻优,旨在寻找一种与载舰逼近度尽可能高的异型角反射体阵列,为反舰导弹突防研究提供基本理论依据。研究表明:综合考虑RCS,HRRP和极化特征三方面因素时,11个异型角反射体两两间隔5 m布放,能够发挥更好的干扰效果。