Electronic warfare in the optical band: Main features,examples and selected measurement data

The paper presents the possibilities of, and methods for, acquiring, analysing and processing optical signals in order to recognise, identify and counteract threats on the contemporary battleground. The main ways electronic warfare is waged in the optical band of the electromagnetic wave spectrum have been formulated, including the acquisition of optical emitter signatures, as well as ultraviolet (UV) and thermal (IR) signatures. The physical parameters and values describing the emission of laser radiation are discussed, including their importance in terms of creating optical signatures. Moreover, it has been shown that in the transformation of optical signals into signatures, only their spectral and temporal parameters can be applied. This was confirmed in experimental part of the paper, which includes our own measurements of spectral and temporal emission characteristics for three types of binocular laser rangefinders. It has been further shown that through simple registration and quick analysis involving comparison of emission time parameters in the case of UV signatures in “solar-blind” band, various events can be identified quickly and faultlessly. The same is true for IR signatures, where the amplitudes of the recorded signal for several wavelengths are compared. This was confirmed experimentally for UV signatures by registering and then analyzing signals from several events during military exercises at a training ground, namely Rocket Propelled Grenade (RPG) launches and explosions after hitting targets, trinitrotoluene (TNT) explosions, firing armour-piercing, fin-stabilised, discarding sabots (APFSDS) or high explosive (HE) projectiles. The final section describes a proposed model database of emitters, created as a result of analysing and transforming the recorded signals into optical signatures.     

二维抛板极限速度的相似性与古尼公式的采用

本文分析影响被炸药驱动下抛板极限速度的重要因素,讨论了一些经验公式的适用范围;提出了根据二维抛板的数值计算得到的两个重要规律:①在炸药与抛板的质量比相同的情况下,抛板的极限速度之间具有一定的相似关系;②修正的古尼公式可用来计算二维抛板的极限速度。     

高电阻率地域电气接地系统综合方案

电气接地是保障电气系统正常运行和设备安全的重要措施。在高电阻率地域,将接地电阻降到设计值非常困难。论述了综合利用构筑物的导电结构、新型人工接地材料,通过接地系统的总体优化,在减小接地电阻的同时,降低接地系统造价。还重点探讨了地下指挥工程接地系统的设计问题。为接地系统优化设计和工程应用提供借鉴。     

微波反馈调制型虚阴极振荡器的粒子模拟

用三维全电磁PIC方法对一种利用反馈微波信号调制入射电子束的新型虚阴极振荡器进行了粒子模拟研究。在外加450kV电压的自洽发射状态下,得到的微波峰值输出功率可达数百兆瓦,微波主频位于C波段,瞬时峰值效率≥5％,主模式为TE10模,与试验结果符合较好。     

柱锥级联型爆磁压缩发生器的实验研究

研究了柱锥级联型爆磁压缩发生器。给出了主要实验结果。发生器的负载是3.5μH,最大电流是55.8KA,上升前沿是14.3μs,电压为30.5KV。平均电流放大倍数是6.4。     

交互式Pareto前沿可视化决策

针对现有高维多目标可视化技术不能有效显示决策偏好信息这一难题,提出一种基于径向轴图的交互式Pareto前沿可视化决策方法。进行标准化适应度函数处理,消除量纲差距;根据交互更新的轴向量矩阵建立最小二乘问题模型,通过Moore-Penrose广义逆矩阵方法求解投影点,从而获得Pareto前沿分布图。该方法能够有效显示目标各维度信息,直观呈现决策偏好,动态表现目标性能趋势。通过实验与传统可视化技术对比分析,验证了该方法的有效性和实用性。     

空中非合作目标旋转部件位置估计方法

针对当前空中非合作目标中旋转部件位置估计方法稳健性不足的问题,在分析旋转部件在高分辨距离像和逆合成孔径雷达像中分布特性的基础上,提出应用逆合成孔径雷达像的方位向距离单元熵和局部径向距离单元熵的旋转部件位置估计方法。该方法能够提升空中非合作目标逆合成孔径雷达成像过程中旋转部件信号分离的准确度。仿真数据和实测数据处理结果证明了所提方法的有效性,通过在实测数据中叠加额外噪声,进一步检验了所提方法对噪声的稳健性。     

某尾翼式火箭增程迫弹飞行失稳原因分析

针对某尾翼式火箭增程迫弹弹道飞行失稳的现象,建立了火箭增程迫弹的六自由度弹道模型,仿真分析了该弹丸的摆动角变化规律、全弹道静稳定度、动态稳定度,共振转速、平衡转速等,最终确定共振为该弹飞行失稳的主要原因。为避免弹丸共振的产生,研究确定了该弹的最佳转速范围,通过最大射程及密集度试验结果表明平衡转速为8r～10r时,发动机作用对弹丸飞行影响较小,密集度最好。     

基于自适应EKF的高动态载波跟踪算法

针对载波跟踪算法在大频偏或动态剧烈变化时易失锁的问题,提出一种无数据辅助情况下基于自适应R/Q扩展卡尔曼滤波(AEKF)的高动态载波跟踪算法。该算法在AEKF代替鉴相器和滤波器的环路结构基础上,引入两倍相位转换来消除数据位跳变的影响,并利用载噪比估计方法和基于加加速度的信号动态监测方法来修正观测噪声协方差(R)和系统状态噪声方差(Q),进而兼顾环路的跟踪精度和动态稳定性。实验结果表明:利用该算法的GPS软件接收机能够在加速度200 g,瞬间加加速度10 000 g/s的动态指标下正常工作。     

永磁无刷直流电机调速系统的改进型IMC-PI控制

针对永磁无刷直流电机调速系统提出了一种改进的内模PI(Internal model control PI,IMC-PI)控制方法。根据内模控制原理设计出PI控制器,引入一种作用函数,将其与PI控制器串联构成改进的IMC-PI控制器。作用函数为偏差的微分表达式,其阶次的选择应保证系统开环传递函数严格真实。改进IMC-PI控制可使系统的调节过程分为作用函数趋近零和保持为零的两个阶段,从而保证系统偏差按照作用函数等于零确定的轨迹趋近于零。仿真和实验结果表明方法可有效提高控制系统的性能。