电波传播抛物方程模型在航空通信中的应用

针对航空通信中电波传播损耗预测需要满足精确性、实时性及复杂环境适应性的要求,在分析电波传播损耗对航空通信系统作用范围的影响基础上,采用抛物方程模型研究了航空通信中电波在空间区域的传播特性。该模型利用分步傅里叶算法实现快速求解,采用边界平移法处理复杂地形边界,并通过非均匀网格技术提高空间任意一点的场强计算精度,从而改善了复杂环境下电波传播损耗预测的精确性和实时性。将该模型应用于真实地形环境下的航空通信仿真算例中,仿真结果表明：该模型能有效预测复杂环境下电波的传播损耗,评估在正常通信条件下飞行器的飞行范围、最大飞行距离以及最低飞行高度等性能。     

基于有向图的电磁环境复杂度度量算法

以用频装备接收机的信噪比参数和用频网络可用性作为度量依据,定义了用频网络的4级电磁环境复杂度度量标准.在此基础上,通过将用频网络转化成有向图,提出了基于有向图的电磁环境复杂度度量算法,并以此算法为基础定义了战场电磁环境复杂度.通过计算战场电磁环境复杂度使得当前战场电磁环境对作战行动的影响程度定量化,为复杂电磁环境条件下的战场决策提供必要条件.     

抛物方程法在森林环境电波传播特性预测中的应用

为提高大区域森林环境电波传播特性预测的准确性,研究抛物方程（PE）法在森林环境电波传播特性预测中的应用,提出了基于抛物方程的森林模型。该模型采用PE法实现准确快速求解,考虑森林在垂直方向上的非均匀性,引入森林分层模型,将森林分为树冠、树干两个均匀有耗介质层,并根据森林区域的特性参数确定各有耗介质层的等效介电常数,相比于传统将森林等效为一个给定介电常数的均匀有耗介质层,能够更准确地描述森林对电波传播的影响。将其应用于三种常见绿叶林的电波传播特性预测中,仿真结果表明,该模型能够反映不同区域、不同植被种类的森林对电波传播的影响差异,有效预测大区域森林环境电波传播特性。     

一种基于“四域特征”的复杂电磁环境多层次评估方法

针对复杂电磁环境难以评定，尤其是电磁环境与电子信息系统相互影响、紧密耦合情况下复杂电磁环境难以度量的问题，提出了一种从复杂电磁环境复杂度、威胁度两个层面对复杂电磁环境进行度量评估的方法。在构建复杂电磁环境“四域”（时、空、频、能域）评价指标基础上，建立了基于“四域”特征占有度指标的电磁环境复杂度评估以及基于“四域”特征相关性指标的电磁环境威胁度评估方法，并给出了相应的仿真评估算例。仿真结果表明了评估方法的可行性，可为复杂电磁环境评估和模拟等相关问题提供方法和依据。     

一种新的自适应跳频通信系统

结合认知无线电中的频谱感知技术，提出了一种基于射频电磁环境检测改变跳频集的自适应跳频通信系统。该系统通过在发射端检测频谱空洞自适应调整跳频集使系统实时回避被干扰的频点。构建了系统的仿真模型，并在蓝牙、802．11和无绳电话共存的射频环境中对系统性能进行了仿真。结果表明：采用该文提议的技术，基于频谱空洞检测的自适应跳频系统在与802．11和无绳电话冲突时能更可靠有效地工作。这一研究结果对于通信系统共存有重要意义。     

基于VBS理论的目标敌我属性综合识别方法

在复杂战场环境下,目标敌我属性综合识别的目的是利用多传感器信息融合得 到目标的敌我属性,为指挥员决策提供依据。将VBS（Valuation based Systems）理论应 用 到目标敌我属性综合识别中,建立了层次化的敌我识别VBS网络模型,用来表示传感器变量 及其可信度信息,探讨了VBS网络参数的获取方法。仿真实例证明了VBS理论能够很好地处理 复杂战场条件下的不确定信息,并且该网络模型具有直观有效、推理组合的计算量小等特点 。     

无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统

针对战场环境下复杂传播环境及敌方干扰对无人机通信系统性能的影响,提出了综合信道衰落和干扰共同作用下的无人机通信信道理论模型。在此基础上,基于微波暗室设计实现了无人机通信干扰电磁环境半实物仿真系统。该系统利用硬件现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实时模拟无人机通信信道和干扰信号,利用微波暗室模拟外场的无线传播环境,并通过天线位置和角度调节装置模拟发射机、干扰机和接收机之间的空间位置特性。实测结果表明,该半实物仿真系统能够真实复现无人机通信干扰电磁环境,可用于无人机数据链抗干扰性能的测试和评估。     

跳频通信技术的研究

跳频通信抗干扰性能的评价研究始终是跳频技术研究中的一个重点,单纯利用数学分析或物理实验的方法来解决,很多情况下不尽如人意.本文通过建立跳频通信系统的抗干扰仿真模型用一组实际跳频系统的数据参数验证了该仿真模型的正确性.结果表明,通过该模型可以快速准确的完成某个跳频通信系统的抗干扰性能评估.     

面向作战的侦察情报数据仿真系统设计

针对作战对抗环境下侦察情报数据仿真模拟需求，重点从组件化仿真建模与多维想定编辑入手，提出了一种灵活、可配置的侦察情报数据仿真系统设计及其实现方法。从装备与行为两方面对侦察实体进行抽象，建立组件化仿真模型；并结合实战应用场景从组织、任务、空间、时间与信息交互等多个维度开展侦察行动预案设计，驱动仿真引擎加载相关的规则模型进行仿真推演与解算，输出最终的仿真模拟结果。仿真模拟试验结果证明了该方法的实用性与有效性。     

基于时频子空间的多分量宽带调频信号DOA估计

为在复杂电磁环境下实现对多分量宽带线性调频信号的到达角(DOA)估计,研究了基于时频 子空间的到达角估计算法,对阵列接收信号通过二维时频掩膜滤波逐一提取各信源的时频自 项,建立了空时频矩阵,运用子空间技术得到各信源的到达角估计,并与宽带聚汇算法比较 ,进行了仿真实验。仿真结果表明,由于充分利用了多分量线性调频信号的时频信息,在低 信噪比条件下,宽带时频子空间方法比宽带聚汇算法具有更高的DOA估计的分辨率和估计精 度。     

陆基链式超短波监测网布站仿真测算

无线电用户移动性的增加对低干扰的电磁环境提出了更高的要求。陆基链式超短波监测网可以为高速移动的无线电用户提供这种保障。该网络在用户移动路线周边布站,及时发现判定路径周边的干扰隐患,可以提升保障覆盖范围。通过设计仿真测算方法和计算公式,在设定的仿真条件下计算出直线线路条件下陆基链式监测站的理论布站距离为10~25 km,为今后该网的设计提供了参考依据。     

适用于3GPP信道的可重构天线设计

针对密集用户区高效宽带覆盖核心应用的电磁环境和业务需求，利用开关选择电路和表面贴 装技术，设计了支持选择功能的两单元天线系 统。该天线系统能完全覆盖UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)频段。通 过对两天线系统方向图的测试，证明了两单元天线在空间能保持基本互补，且具有较高的稳 定性。     

蒸发波导条件下海上超视距通信距离研究

大气波导的存在对海上电磁波传播产生严重影响,蒸发波导因发生概率、波导高度等特殊性对舰载微波通信装备影响尤为突出。研究了蒸发波导特征及电磁波形成波导传播条件。利用抛物线方程分布傅里叶算法计算蒸发波导条件下电磁波传播损耗,提出了基于蒸发波导条件下海上超视距通信距离估算方法及计算流程。仿真分析不同波导高度电磁波传播损耗,验证了该方法的可行性。仿真结果表明蒸发波导条件下,可实现海上微波超视距通信,能够定量估算有效通信距离,通信距离可达上百公里。研究结论对指导舰载微波频段的通信应用具有重要意义。     

机载无线电设备兼容性内场试验方法

机载无线电设备之间的兼容性试验是飞机研制完成之后进行的一项重要整机性能试验项目,当前主要通过外场飞行来完成。提出了一种新的试验方法,即采用内场辐射式试验方案来完成无线电设备装机之后的兼容性试验。首先以典型机载无线电设备为基础,分析整机内场兼容性试验需要完成的试验项目,进而阐述内场辐射式试验系统的总体方案。该方法具有以下特点：易于构建复杂电磁环境;可完成机载无线电设备之间的兼容性试验;可完成整机在复杂电磁环境下的工作性能评估试验。这些工作在促进航空工业的发展、提升国产新型飞机的技术水平及市场竞争力等方面具有重大工程应用价值。     

高超声速飞行器等离子鞘套反演分析

目前等离子体鞘套机理研究主要工作集中在理论模型的分析及地面模拟试验上,缺少真实试验数据的有效支撑,尤其缺少一套系统的试验数据分析方法。通过对等离子体鞘套无线通信试验数据进行数据反演分析,可以获得等离子体鞘套对不同频段无线信号的影响规律,并对等离子体鞘套仿真预测中涉及的流场、烧蚀、电磁计算等模型进行修正。等离子体数据反演分析方案中涉及到高精度链路计算、电子密度测量、飞行器外表面材料烧蚀碳化效应分析以及动态等离子体鞘套电磁分析建模等几项关键技术,通过对其分别进行技术突破,可提高等离子体数据反演分析的精度,使真实数据更为有效地修正理论分析模型。     

采用信道估计法的基站VSWR实时检测

为解决无线基站宽带工作频带内电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)的实时测量，提出了一种采用信道估计法的测量方案。该方案实现简单，在基带处理单元高速率位置发送数据，依次抓取射频通道反馈和反射数据，分别求取信道响应序列，结合工厂装备测试数据，计算驻波反射系数和反射点位置。发送信号采用宽带正交频分复用信号，能检测到工作频段内任何频点处的驻波异常。有用信号前加循环前缀，并引入峰值抵消核，能正确检测到多个反射点驻波。仿真结果表明，该方案驻波测量精度和单回波点位置精度达到预期，多回波点测量能抓准外部主要故障点，在基站VSWR实时测量中具有良好的应用前景。     

辐射时序对单站无源跟踪性能的影响

针对射频隐身平台采取辐射时序控制的情况,以基于角度/相位差变化率/多普勒频率变化率的单站无源跟踪为例,研究了辐射时序与跟踪性能的影响关系。在辐射源做匀速运动的假设下,采用克拉美劳下界方法,建立了辐射时序对跟踪性能的影响模型。模型综合考虑了辐射时序、观测量误差、导航误差等因素,与具体的跟踪算法无关,因此具有实用性和客观性。基于影响模型的仿真分析,揭示了辐射时序不同特征对跟踪性能的影响规律,为射频隐身平台辐射时序设计提供了初步的理论指导。     

移动通信无线覆盖均匀性分析

本文分析了移动通信系统中电波传播对覆盖均匀性的影响。通过典型路径传播损耗和移动通信系统同频干扰的分析，给出了衡量覆盖均匀性的性能指标。计算机模拟表明了覆盖均匀性与覆盖模式的关系。     

高速信号处理终端设备的设计

针对某宽带中频软件无线电终端设备,提出了一种高速ADC数据的接收方法,实现了 多通道高速波形的采集和接收,并通过灵活的功能重构方式实现了终端设备各种复杂的功能 ,使用可配置的专用芯片产生出满足各种工作模式下的高速抗干扰模拟中频波形。这些 方法和技术已在实际工程中成功应用。     

认知无线电线性自信号消除带内频谱感知方法

利用无线衰落信道AR模型,提出了一种不需要静默期的基于线性自信号消除的认知无 线电主用户信号检测方法。该方法无需为避免静默期而频繁地中断通信,提高了通信效率和 服务质量。仿真结果表明,该算法在多普勒频移较大时优于已有的无静默期带内频谱感知方 法,在满足IEEE 802.22无线区域网主用户信号检测需求的同时,增强了系统频谱感知的性 能。