2020年第0卷第10期文章目次

2020, 42(10):1-6.

[摘要](10140) [HTML](0) [PDF 11.72 M](324)

摘要:
由于传统基于实物的测试性验证方法存在部分故障无法注入或注入后易导致装备硬件损伤等局限,测试性验证工作正朝着具有低成本、高效率、可重复、过程可控、零风险等优势的半实物仿真甚至于全数字虚拟仿真试验方向迈进。文中拟借助计算机强大的计算能力和可视化技术开发一套雷达天线阵面的测试性虚拟验证系统,通过引入多智能体仿真技术建立了能够模拟其结构、功能及运行状态的虚拟样机,利用LabVIEW 平台实现了故障样本量的选取及故障样本分配等功能;为实现虚拟样机的仿真故障注入,提出了一种多智能体虚拟样机与LabVIEW 平台的通信方法。通过故障注入仿真试验表明,虚拟样机可快速、有效地识别注入的故障并对其进行隔离,而且能动态显示故障在各智能体之间的传播路径,证明该系统可为测试性验证提供了一种高效、低成本的虚拟验证新途径。

2 基于多星信号定位的地波雷达波浪参数现场原位校准技术

贾伟广，于建清，朱丽萍，秦鑫培

2020, 42(10):7-11.

[摘要](9827) [HTML](0) [PDF 10.81 M](287)

摘要:
地波雷达作为一种可反演海表面波浪场要素的新型海洋观测技术,其波浪参数计量校准仍然是研究难点之一。文中采用高精度载波相位差分技术,通过融合解析多星(中国北斗、美国GPS和俄罗斯GLONASS)定位信号,研究地波雷达波浪全参数高精度现场实时校准技术。现场海试结果显示:波高最大示值误差绝对值是0. 12 m,波周期最大示值误差绝对值为0. 4 s,波向最大示值误差绝对值为10°,均满足《海滨观测规范》要求。多星定位信号波浪校准技术为地波雷达波浪参数量值溯源提供了一种新的有效途径。

3 相控阵雷达基于状态维修技术研究

郑元珠，杨　德，宋小梅，宋常浩，龚文俊

2020, 42(10):12-17.

[摘要](10223) [HTML](0) [PDF 8.14 M](292)

摘要:
针对雷达基于状态维修保障需求,解决雷达“过维修”和“欠维修”问题,研究了系统功能架构,采用基于多信号流的故障诊断、雷达健康综合评价、状态趋势预测、保障决策和全寿期维修履历管理等技术实现基于状态维修能力。该文对于实现相控阵雷达精确化维修保障,有效提升装备战备完好性和部队自主保障能力,具有重要工程应用价值。

4 面向健康管理的数字阵列雷达频率源的BIT设计

杜舒明

2020, 42(10):18-21.

[摘要](10127) [HTML](0) [PDF 2.71 M](235)

摘要:
针对基于状态维修(CBM)的雷达健康管理需求,分析了数字阵列雷达频率源的测试性设计需求,提出了基于合成仪器的频率源机内测试(BIT)设计方案,介绍了用于频率源BIT的射频测试模块的指标要求、设计原理和关键技术解决途径,提供了测试性建模分析结果。与传统方案相比,该方案不仅能显著提高故障检测率,而且可以满足雷达健康管理对性能参数的精确测试需求。

5 无人机集群自组织协同抵近干扰技术

束　坤，李　培，李　迪，亓　亮

2020, 42(10):22-25.

[摘要](10043) [HTML](0) [PDF 4.94 M](260)

摘要:
针对传统的协同抵近干扰效能有限,离智能化干扰尚存差距的问题,文中研究了无人机集群自组织协同抵近电子干扰技术。分析了自组织协同机制,架构了智能集群自组织协同体系;提出了基于贡献度优先联盟博弈的自组织协同抵近干扰策略,从最大贡献度和最小花费角度最优化地统筹完成协同干扰任务所需的团队成员;结合无人机群智能自组织协同机制,通过对多部无人机干扰载荷进行智能化动态组合,实现协同相参合成压制干扰,并运用仿真分析了协同干扰压制效果。

6 新一代天气雷达电磁干扰特征识别和剔除

苏添记，葛俊祥，杨传凤

2020, 42(10):26-31.

[摘要](9955) [HTML](0) [PDF 12.12 M](605)

摘要:
针对新一代天气雷达回波数据存在电磁干扰杂波污染的问题,从雷达的扫描和数据录取策略出发,分析电磁干扰杂波的形态和特征,并提出抑制方法。连续波干扰具有全径向满充塞的特点,各距离库回波功率相近,径向速度和谱宽数据因距离折叠而无效。根据干扰脉冲的脉冲重复频率、脉宽与雷达脉冲重复频率、距离门的关系,脉冲波干扰的距离库和功率分布有不同的表现形式。在数字信号处理端使用拟合均方根误差控制提取的径向底噪声实现了电磁干扰杂波抑制。使用径向干扰识别和数列自相关的方法,进行了雷达基数据电磁干扰杂波的滤除。

7 航天发射场单脉冲雷达粒子滤波检测前跟踪方法

王　建，陈振华

2020, 42(10):28-45.

[摘要](10405) [HTML](0) [PDF 12.85 M](323)

摘要:
针对发射场单脉冲雷达的非合作弱目标检测与跟踪问题,设计实现了一种利用恒虚警率原理计算粒子权值的粒子滤波检测前跟踪方法。蒙特卡洛仿真实验表明,对于宽度为0. 8 μs的发射信号,该方法在信噪比大于0 dB时,能保证95%的跟踪距离误差小于6 m、速度误差小于15 m/ s。雷达实测数据实验表明,该方法可以实现对非合作弱目标的稳定跟踪,且探测距离至少提高到原来的2倍以上。

8 一种新型PD雷达目标跟踪检测模型与算法

王　楠，段　荣，张沐群，周志强

2020, 42(10):32-37.

[摘要](9929) [HTML](0) [PDF 6.48 M](266)

摘要:
针对脉冲多普勒(PD)雷达在跟踪低信噪比目标时,检测概率的降低会导致数据更新率降低,从而难以保证目标跟踪的稳定性的问题,文中提出了一种新的目标跟踪检测模型与算法来提高跟踪目标的测量更新概率。该方法通过利用目标跟踪过程中滤波预测信息提供的检测先验信息,设置一种最佳门限进行目标信号的检测,其中先验信息主要是目标在各个检测单元的预测存在概率。仿真结果表明,该方法有效提高了跟踪过程中雷达对低信噪比目标的检测概率,并且对跟踪精度有一定的改善。

9 快速卷积定点运算中的量化噪声分析

邢姗姗，郑　虹，戴　乐，孟藏珍

2020, 42(10):46-50.

[摘要](10125) [HTML](0) [PDF 6.00 M](246)

摘要:
介绍了定点表示法的基本原理,分析了快速卷积定点运算中的量化误差,建立快速傅里叶变换(FFT)定点处理在分别采用不定标、预定标和逐级定标三种算法时,FFT点数以及系统字长对输出噪信比的影响关系模型,并进行了实验验证。结果表明,采用不定标算法时,输出噪信比随着FFT点数的增大先减小再增大,且系统字长越长,输出噪信比开始增大时所对应FFT点数越大;采用预定标和逐级定标算法时,输出噪信比随FFT点数的增大逐渐减小,最终趋近于某个值,且受系统字长影响不大。在实际FFT设计中,可根据FFT点数和系统字长选择不同的定标算法,进而满足输出噪信比的要求。

10 基于降维的极化敏感阵列幅相误差自校正算法

林　潇，薛敬宏，乔晓林

2020, 42(10):51-56.

[摘要](9507) [HTML](0) [PDF 3.96 M](221)

摘要:
传统的极化域MUSIC算法当存在幅相误差扰动时会引起算法性能下降,并且在估计波达方向(DOA)和极化参数时需要四维谱峰搜索,计算量巨大。针对此问题,文中提出一种适用于任意极化敏感阵型的DOA-极化-误差的降维迭代自校正算法。首先将传统自校正算法推广至极化域,把DOA-极化和误差分离开,每次迭代分为估计误差参数和估计DOA-极化联合参数;然后在每次迭代过程中采用基于矩阵秩亏损的降维MUSIC算法来联合估计DOA和极化参数,将四维搜索优化成只与方位角和俯仰角有关的二维搜索,并利用搜索结果直接计算出极化参数;最后固定DOA-极化参数,问题转化为二次型极值问题,完成对幅相误差的估计,经过多次迭代算法可收敛。仿真实验验证了算法的有效性,仿真结果表明本文算法具有良好的误差校正效果。

11 数字阵雷达组件收发通道一致性研究

张岳华，付德龙，陈　原

2020, 42(10):57-61.

[摘要](10405) [HTML](0) [PDF 5.22 M](250)

摘要:
数字阵列雷达的收发单元通道内含有很多的元器件,结构复杂,其收发幅相一致性很难得到直接保证,不利于大批量生产。文中针对某S波段数字阵雷达,分析了影响数字组件通道收发幅相一致性的因素,研究了通过数字修正来提高一致性的方法,以及在组件上的实现方案;同时例举了大规模生产下影响修正结果的因素,并给出了修正前后的对比结果。

12 混合基片集成波导的SSPPs带通滤波器设计与实现

刘维红，谢玉洁

2020, 42(10):62-64.

[摘要](10098) [HTML](0) [PDF 5.32 M](206)

摘要:
人工表面等离子体激元(SSPPs)具有低损耗、高束缚、传输效率高的优点,易于平面集成,并被广泛应用于微波滤波器电路设计。文中在具有高通特性的基片集成波导(SIW)上表面刻蚀具有低通特性的SSPPs结构,将二者有机结合设计出一款混合基片集成波导带通滤波器。仿真结果表明,该滤波器在13 GHz~17 GHz的通带内回波损耗均在-11 dB以下,插入损耗在-1. 2 dB左右,在截止频率以外较宽的频带内具有优于-80 dB的优越带外抑制;测试结果和仿真结果高度一致,其回波损耗优于-15 dB,插入损耗在-4 dB左右;通过对平坦和弯曲情况下的滤波器进行对比测试,发现两种状态下的测试高度吻合,证明混合SIW的SSPPs带通滤波器优异的微波特性,并为其在柔性电路的应用提供了研究依据。

13 一种新型的数字超表面相控阵雷达天线

胡湘明，郑秋容，张　斌，杨欢欢，代传金

2020, 42(10):65-69.

[摘要](9967) [HTML](0) [PDF 15.35 M](365)

摘要:
针对现役精密进场雷达数据率低、测量精度差和维护成本高等问题,提出了一种基于数字超表面相控阵天线,从而取代精密进场雷达机械扫描天线,提升雷达的整体性能。该天线通过嵌入式控制电路加载PIN二极管,实现对超材料表面单元反射相位的动态调控,最终实现数字超表面相控阵天线。与传统相控阵天线相比具有成本低、体积小、重量轻、效能高等特点。通过测试表明,该天线能够满足精密进场相控阵雷达天线的指标要求,并具有测量精度高,扫描速度快,探测方式灵活等优势,为设计新型精密近场天线提供一条新思路。

14 天线环境失效原因及改进技术研究

赵文生，范鹏杰，梁雪松，叶正浩，张剑冰

2020, 42(10):70-75.

[摘要](9957) [HTML](0) [PDF 14.06 M](284)

摘要:
简要介绍了对常规舱外密封设备采取的防腐措施及不足之处, 分析了某天线座内出现潮湿、凝露、腐蚀、进水原因,提出了设计源头阻止和预防措施并举的改进方案。并阐述了改进天线罩、防潮湿调压装置、充气阀、安全阀、漏水检测报警装置结构及工作原理、试验验证情况。对提高天线密封试验等级要求必要性进行了说明,为具有同样问题的舱外密封设备提供了一种新的设计技术参考。

15 大型精密测量雷达结构精度实现途径

程春红，袁海平，顾叶青

2020, 42(10):76-81.

[摘要](9851) [HTML](0) [PDF 13.16 M](288)

摘要:
随着高频段、大功率和大口径雷达的发展,雷达结构精度对雷达测角精度、指向精度等方面的影响日趋明显,如何实现大型高频段雷达结构精度是工程实施过程中必须要解决的问题。文中通过在不同阶段设计和构建相应的参数化模型如:结构精度指标分配模型、尺寸链闭环控制设计模型、轴系精度仿真模型、试验模型及标定模型等;利用参数化模型控制关键参数,如阵面平面度、轴端转角、轴端等高、轴系精度等,从而系统可有效地控制结构精度。

16 基于多旋翼无人机平台的天线远场测试系统设计

居　鹏，侯　飞

2020, 42(10):82-85.

[摘要](10157) [HTML](0) [PDF 6.96 M](247)

摘要:
为克服地面反射对测试的影响,一般会将标校塔建得较高,导致场地建设成本和难度大大增加。文中提出了一种基于多旋翼无人机平台的天线远测试系统设计方法。该方法利用多旋翼无人机可空中定点悬停的优点,搭载相应频段的测试标校载荷,在地面控制系统的控制下进行雷达天线远场测试,可大大增加天线远场测试的灵活性,使大型天线远场测试摆脱对测试塔的依赖,降低测试成本,具有较强的推广价值。

17 有源相控阵导引头的热设计研究

辛晓峰，钱吉裕，夏　艳

2020, 42(10):86-90.

[摘要](10127) [HTML](0) [PDF 6.21 M](264)

摘要:
针对弹载有源相控阵导引头的散热需求,结合其环境温度高、结构重量受限、热流密度高、热耗高的特点,研究了弹载飞行阶段的结构件热容消耗式冷却、相变材料潜热消耗式冷却和自循环液冷冷却三种方式以及地面调试阶段的风冷、液冷方式。结果表明,弹载飞行阶段按工作时长,1 min左右宜采用结构件热容消耗式冷却,5 min左右宜采用相变材料潜热消耗式冷却,10 min或者更长工作时间宜采用自循环液冷冷却;地面调试阶段则统一采用液冷或风冷方式,优选液冷。

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