低副瓣反射面天线

本文介绍了为我国自行设计的新一代战场侦察雷达而研制的低副瓣反射面天线。推导了多模馈源偏馈切割抛物面天线的远场表达式。简要介绍了如何利用DJS—6电子计算机对天线系统进行辅助设计和多模馈源设计。最后将实验结果与理论计算值进行了比较。     

星载赋形波束单馈源单偏置反射面天线设计

为了使星载赋形波束天线远场方向图与服务区形状匹配良好,并且在波束覆盖区内具有较平坦的方向性系数,将表征反射面形状的Zernike多项式展开系数作为优化变量,建立基于最小P乘法和Minmax方法的适应度函数,利用进化算法进行赋形反射面天线优化。利用该方法设计了覆盖中国大陆和巴西的赋形波束反射面天线。仿真结果表明,天线远场方向图与服务区形状均匹配良好,服务区内的方向性系数波动量分别为2.31 dB和11.23 dB,该值比现有方法小,并且该方法具有较高自由度及收敛性好的特点。     

一种新型的介质反射面天线

提出了一种新型的多层介质结构的反射面天线,反射平面上所需要的相位补偿通过选择合适的介质厚度来实现,使用几个多层圆形介质即可满足条件。与传统的高增益天线相比,该结构设计简单,加工方便。验证了几种不同层数的结构和一个等口径的抛物面反射面天线。加工并测试了一个采用Vivaldi做馈源的4层结构的反射面天线。仿真和测试结果均表明该天线具有良好性能。     

飞行器地面测控系统中天线系统时延标定

针对地面测控系统中一些天线系统时延无法利用信标塔进行精确标定的缺点,提出了对天线系统时延进行分段计算和测量的标定方法,对标定精度进行了分析和计算,并分析了不同因素对天线系统时延变化的影响。工程实践证明该方法可行,天线系统时延标定精度优于0.1 ns。     

空基测控中继设备的相控阵天线设计

空基测控中继是为解决地面测控设备作用距离受视距限制的问题而提出的,而相控阵天线是空基测控中继设备的技术难点。根据实际需求,提出了相控阵天线的设计方案,对阵列形式、天线的流形、阵元间距、阵列规模以及阵元形式等进行了详细设计,并对天线的接收发射性能进行了仿真,对跟踪控制技术途径进行了阐述。所设计的相控阵天线增益可以满足约130 km、2 Mbit/s遥测数据中继,解决远距离低空飞行目标的靶场测控问题。     

船载卫通站天线控制单元引导计算异常的解决

某船载卫通站天线控制单元（ACU）在一次任务海域使用捷联惯导（SINS）作为数据源引导计算时出现了卫星捕获异常情况。针对该问题,从分析船载卫通站卫星捕获原理入手,详细比对了各类引导源的数据格式与异同点,结合以往工程经验进行问题排查定位,提出了相应的解决方案并完成了ACU软件的修改完善和测试验证。试验结果表明,采用所提方法,问题定位准确,解决方案简单有效、可行性强,可为类似问题的解决提供参考。     

船载雷达速率陀螺自动切换的分析与实现

在船载测量伺服系统中,陀螺是保证稳定跟踪的重要工具.针对两组热备份陀螺中,信号检测及人工手动切换存在的不足,在理论分析的基础上建立了速率陀螺性能的数学模型,并利用Delphi实现陀螺自动检测与切换,如遇主陀螺故障,切换至备用陀螺的时间由原来的1分钟缩短至5秒钟,在实际测试中收到较好的效果.     

大口径天线多模馈源跟踪系统校相参数的计算

基于测控系统常用的大口径天线多模馈源跟踪系统校相需求,介绍了当前常用的校相方法,针对太阳校相单次校相结果误差大、需取均值使用导致校相周期长等缺点,通过分析多模馈源跟踪系统工作原理,提出了一种基于固定波程差的校相参数计算方法。该方法利用不同频点的精确校相值标定跟踪系统和、差通道之间波程差,进而计算出整个频段中各频点校相值。最后结合靶场遥测设备进行计算验证,应用表明该方法计算快捷,计算结果稳定可用,符合实际数据的变化趋势,能够满足各项实际工程应用需求。     

基于恒星测量的船载雷达轴系误差修正参数动态标定

提出了一种动态条件下通过船载经纬仪和雷达标校电视联合测恒星,标定雷达轴系 误差修正参数的数学方法,从理论上推导了相关的模型。在此基础上,通过实测数据进行了 试算分析。分析结果表明：利用动态标定方法给出的船载无线电雷达轴系误差修正参数吸 收了经纬仪光轴和雷达光轴之间的偏差,有效提高了雷达测角精度。     

一种基于TDOA的多天线联合测角算法

针对分布式多天线系统中传统测角方法存在测量精度偏低、宽带信号不适用等问题,提出了一种基于时延差（Time Difference of Arrival,TDOA）测量的多天线二维测角算法。该算法基于最小二乘原理,综合利用多基线测量结果进行迭代计算,有效提高了估计精度,且无需解模糊。推导了算法的克拉美罗界(Cramér-Rao Lower Bound,CRLB)与均方根误差表达式,讨论了算法的测角性能。当天线数为7、天线间距100 m、时延估计精度优于10 μs时,测角精度接近CRLB,方位角精度优于3°,俯仰角精度优于4°。算法复杂度适中,能够应用到多天线无源侦察、空间目标跟踪等应用中。     

测量船外测数据的四矢量误差分析方法

航天测量船外测数据处理精度对航天测控具有着重要的意义。针对测量船测量机理复杂的难题,在分析测量船主要误差源的基础上,提出了测量船四矢量误差的概念,并分析了其对航天测量船外测精度的影响。结果表明,设备本身的测量误差是主导因素,船摇测量误差次之,变形测量和船位测量的误差处于较小量级,最后通过实际应用验证了四矢量误差分析的准确性和实用性。     

全空域多目标测控天线技术研究

航天技术的快速发展使得在轨飞行器的数量迅速增长,传统上基于抛物面天线的测控技术已经不能满足未来全空域内同时多目标测控的需求,为此,提出了一种解决方案,采用共形阵列天线和数字多波束形成技术,在全空域内同时形成多个波束,每个波束指向一个测控目标,实现同时对多目标的测控。根据提出的方案,研制了原理样机,进行了外场试验,结果表明样机的功能和主要技术指标与设计相符合,证明了技术方案的正确性。     

全空域多目标测控天线波束合成的频响特性

为了控制全空域多目标测控天线波束合成对全空域多目标系统设计的影响,研究了数字波束合成后的信号频响特性。通过分别对天线子阵以及所组成的球面阵进行数学建模,仿真得到相应波束的幅频特性、相频特性与群延迟特性,并分析了其变化原理。分析结果表明,全空域多目标测控天线波束合成频响特性与阵列流形、相控方式和扫描方式有关。研究结论可用于指导全空域多目标测控系统的设计。     

基于AHP的靶场测控系统综合性能评估

针对目前测控站维护需求,提出了基于AHP的测控系统性能评估方法,设计并实现 了评估系统功能。该方法以自动化测试技术为基础,通过层次模型构建、权重计算和指标量 化等关键技术的研究,对系统实战性能进行客观评价。系统应用结果表明,评估方法切实可 行。评估结果可为维护策略制定和测控任务实施提供可靠的数据支持。     

采用压缩感知的直扩测控信号处理

鉴于扩频测控系统宽带化带来的高速采样压力和高数据率问题,研究了基于压缩感知的直扩测控信号处理方法。通过深入分析直扩测控信号稀疏性,构造了延时-多普勒基字典,提出了基于压缩感知直扩测控信号处理框架,并针对直扩测控信号特点给出了改进正交匹配追踪重构算法,最后针对该信号处理方法的可行性和性能分别进行了仿真实验。仿真结果不仅验证了方法的可行性,同时表明可以在不影响解调性能条件下大幅度降低采样率或数据率,并具有一定的降噪效果,这将为直扩测控通信系统提供一种高效的模数转换和同步解调处理方式。     

LTE系统中利用信道估计的天线端口数检测算法

长期演进(LTE）系统中使用多输入多输出(MIMO)技术来改善通信质量并提升信道容量。天线端口数通过循环冗余校验（CRC）掩码的方式隐含于物理广播信道（PBCH）中,遍历1、2、4三种天线端口数情况,分别作为PBCH解码配置,以CRC校验通过并且PBCH解码成功作为确定天线端口数的标志,从而造成冗余计算和时延的产生。为此,提出了一种基于信道估计的天线端口数检测算法,利用正交频分复用（OFDM）调制的LTE信号在空口环境中受频偏和时延影响,造成信道估计结果相位的线性累加,再通过线性回归方程的门限匹配,解决天线端口数检测中频偏影响大、计算量过多和盲检等问题。理论分析和仿真结果表明,该算法复杂度低、时延小,且在残余频偏较大时具有较高的正确率。     

采用压缩感知的标准测控信号处理

针对测控通信信号接收端存在数据大量冗余的问题,利用标准测控信号在频域上的稀疏性,采用压缩感知的理论进行前期处理。分别考虑了只存在测距音、只存在遥测信号和两类信号都存在等三种条件下的信号处理问题。通过改变稀疏度的大小,可以在不影响解调性能的条件下,大幅度降低接收端所需要的采样率,并且达到消除系统中不需要的谐波的目的。仿真验证了方法的有效性,同时说明利用压缩感知技术,将为测控通信系统的射频直接采样和处理提供一种高效的方式。     

基于案例推理的航天测控设备故障诊断

针对航天测控设备故障诊断难度日益增大的问题,将基于案例推理方法应用于设备故障诊断中。首先提出用故障信息规范描述、特征属性集和属性字典的三元组合结构来表示案例的方法,利用数据库管理系统建立故障案例库;然后通过对目标案例的特征属性集元素进行删补及位序调整,构造出与源案例特征属性集同构的特征属性阵列,以此计算案例的局部相似度;最后利用最近邻搜索策略计算案例间的全局相似度,完成对目标案例的搜索和问题的求解过程。应用实例表明,该方法案例表示结构清晰,易于建立案例库,能快速获得故障问题的解决方案,且诊断精度较高,有效提高了设备故障诊断效率。     

基于延迟自相关双门限的短波天线选择方法

短波固定台站配有多副发信天线,在实际应用时,一般是根据预先方案选择一副天线发射信号,没有充分利用天线的方向性,因而通信效果并不是最佳。针对这一问题,设计了一种能够在收发双方进行天线发送信号质量评估的探测机制,通过基于延迟自相关运算的双门限检测技术,在收接端判决各发信天线探测信号质量,然后根据评估分值,从短波固定台站众多的天线中自动选择通信效果最佳的发信天线发射信号,在不改变现有配置的情况下最大限度地提升通信质量。仿真结果表明,该方法可行有效,能够以较小的代价提高天线选择效率,充分利用天线的方向性,达到提升发射效率和通信效果的目的。