海上平台通信中的天线组阵方式分析

为提高信息传输中的稳定性与可靠性,提出了将自适应天线阵列应用于海上平台通信的方案,并对均匀直线阵和均匀圆环阵的阵列结构、波束宽度、分辨力、测向范围等性能进行了对比分析,得出结论:均匀直线阵只能实现180°范围扫描,但是在一定范围内具有较高的分辨力;均匀圆环阵分辨力较低,但是可实现全平面扫描、尺寸较小、波束形状及分辨力不随波束指向改变.在海上平台通信的实际应用中,应根据实际需求并结合不同组阵方式的优缺点进行选择使用.     

舰载机发动机冲击射流温度场及噪声特性分析

[目的]偏转角对偏流板附近温度分布及辐射噪声大小的影响较大,适当的偏转角可以扩大舰载机周围安全区域范围。[方法]分析某型发动机尾喷管在全加力状态下,不同偏转角(β=35°,45°,55°)及不同监测距离(S=20D,30D,50D,80D)下偏流板附近的流场、温度场及声场特性。利用大涡模拟(LES)和声类比方法建立超声速射流冲击斜板计算模型,然后通过实验数据验证模型的正确性。[结果]结果显示,偏转角可改变温度场的分布,在β=45°时偏流板导流效果较好,板后人员及设备能得到最有效的保护,且偏流板逆流侧高温回流对舰载机后机轮基本无影响;偏转角对远场辐射噪声的影响较大,在S=40D时总声压级随偏转角的增大而增大,β=35°时影响舰员正常工作的噪声辐射范围最小。[结论]研究表明,虽然在β=45°时偏流板附近的舰员及设备所受的高温及噪声威胁最小,但为保证舰员在任何角度下都能正常工作,还是需要与尾喷管保持80D以上的距离。     

影响阵列波束形成的几个相关问题的研究

论文以空间域波束形成的理论和方法为依据,运用计算机仿真的方法,详细研究了直线阵的波束形成情况以及非等间距阵元、入射波角度变化、入射波频率变化、信噪比变化等因素对波束形成结果的影响。研究结果表明当入射波垂直入射时波束形成特性最好;随着信噪比的减小,阵列的波束形成性能变差。     

基于波束形成的海上智能天线算法

远距离海上雷达探测由于海上环境的复杂性容易受到杂波干扰,常用的最小均方算法通过在干扰噪声中形成主波束并引导至目标信号,有效解决了杂波干扰问题。通过对自适应智能天线波束形成技术的海上应用进行研究,给出了常用的天线阵列结构模型和信号模型,研究了智能天线中的自适应波束成型算法,目前在这一领域的解决方案中最小均方算法最为常见,但其存在收敛速度差、通用性低等问题。本文将优化遗传算法引入,对传统遗传算法中初始种群规划和交叉操作进行了优化和改进。仿真实验表明,与最小均方算法、传统遗传算法相比,优化遗传算法对杂波的抑制效果提高了28%,收敛速度提升了3倍,具有良好发展前景。     

跨声速射流冲击对挡板作用特性的模拟分析

为了得到跨声速理想膨胀射流冲击对于挡板的压力、驻点位置等规律,对射流角度为45°,60°和90°,射流距离与喷口直径比H/D为4,6,8的模型进行了数值模拟．结果表明：当H/D从4增加到8时,作用力增加约10％,改变的幅度较小;当射流角度从45°增加到90°时,作用力提高大约40％,作用力大小跟射流角度关系较大．射流角度从45°增加到90°时,驻点距离射流中心由0.07～0.10 m减小到0;射流距离变化对驻点的距离影响很小,变化幅度在10％左右．     

潜艇通气管进气阀阻力特性分析及优化

[目的]开展潜艇通气管进气阀结构优化,减小进气阻力,对潜艇的节能降耗和工作安全具有重要意义。[方法]采用计算流体动力学(CFD)方法对进气阀的阻力特性进行模拟分析,并通过实验验证计算结果的准确性。同时,对阀盘行程和进气角度这2项参数进行调节与分析,得到进气阀阻力及结构的相关规律。[结果]结果显示:进气阀压力损失随阀盘行程的增大而逐渐减小,但在阀盘行程h244 mm之后继续增大阀盘行程对降低压力损失的贡献不大;当进气角度θ65°时,进气阀压力损失会急剧上升,而当进气角度θ65°时,角度变化对进气阀压力损失的影响不大。[结论]研究表明,阀盘行程和进气角度对进气阀阻力特性具有重要影响,通过结构优化,可显著降低进气阀的进气阻力,所得结果对工程设计具有一定的指导意义。     

舰船短波通信自适应抗干扰阵列天线控制方法

常规的阵列天线控制方法通常难以与短波信号定位技术相结合,导致阵列天线抗干扰能力较差,因此设计了一种舰船短波通信自适应抗干扰阵列天线控制方法。研究短波信号自适应定位方法,基于该自适应定位方法建立阵列天线解析表达式,将短波信号定位技术应用于阵列天线自适应抗干扰控制方法中,实现舰船短波通信自适应抗干扰阵列天线控制方法的优化。根据实验结果可知:该方法在受到干扰后得到的信噪比在扫描角度相同时均大于2种常规方法,其平均信噪比较2种常规方法大约1.62 dB和2.21 dB,可知该短波信号自适应抗干扰能力优于常规方法,实现了阵列天线控制方法的优化。     

空时编码OFDM与多维波束形成组合算法研究

针对多输入多输出OFDM系统提出了一种简单灵活的空时分组码与多维特征波束形成组合方案,以充分利用MIMO信道的二阶统计信息。该方案在保证空时编码分集度的同时能最大化系统的编码增益,空时分组码的选取并不受实际发射天线数的限制,因此可以在分集度、编码增益以及系统码率之间进行灵活的折中。理论分析和仿真结果同时表明,当实际发射天线数大于空时码所需天线数时,系统的编码增益随着实际发射天线数的增加近似呈线性增长,发射天线阵列间相关性越强,增长速度越快。     

基于电抗加载的单通道五元多波束扫描天线阵设计方法研究

为解决多波束扫描天线阵中多接收通道的一致性问题,并简化多波束形成所需的复杂波束形成网络,采用电抗加载方法设计了仅需一个输出通道的五元多波束扫描天线阵。仿真结果表明,该天线阵采用MUSIC算法,能实现最多4个信号到达方向(DOA)的较精确估计。另外,对信噪比、采样点数、信号角间距对信号到达方向估计效果的影响进行了定量分析。该天线阵的设计方法与计算结果对电抗加载高频地波雷达(HFSWR)天线阵的优化设计与工程应用具有一定的指导意义。     

倾斜地面对短波天线通信的影响

文章将研究在通信方向上倾斜的下坡地形对短波天线通信的影响。讨论了天线架高随通信仰角和地形坡度的关系;分析了在不同的倾斜角度下的地形对最小菲涅尔区的尺寸的影响。     

水下磁感应通信阵列天线磁场仿真与特性研究

当线圈的几何尺寸、空间位置和激励方式发生变化时,空间中某一固定点的磁感应强度也会随之变化.本文以一般空心圆环线圈为例,针对不同的空间位置和激励方式,对单线圈、双线圈阵列和四线圈阵列的磁感应强度分布进行建模仿真与特性分析.研究结果表明:阵列天线在电流同向时,其磁感应强度在空间中正向叠加效果最好;随着线圈间隔的增加,双线圈...     

对船舶雷达盲区测定的探讨

一、船舶雷达盲区测定的必要性1.根据IMO海安会MSC.192（79）决议—经修订的雷达设备性能标准建议案,对雷达最小距离要求如下：当自身船舶航速为零,雷达天线高度为海面以上15米且海面平静时,应在距天线位置40米的最短水平距离1海里范围内,在不改变距标度转换开关以外的控制功能的设定情况下探到导航浮标;如安装了多根天线应自动进行距离误差补偿。2.根据《1972国际海上避碰规则》第6条2款的规定：对备有可使用的雷达的船舶,还应考虑：（1）雷达设备的特性、效率和局限性;（4）在适当距离内,雷达对小船、     

一种短波相控阵天线设计研究

基于短波同相水平天线,设计出一种短波相控平面阵列天线。该天线阵为矩形栅格平面阵天线,采用4(4个半波振子作为辐射单元。通过改变天线阵馈电网络移相量,改变天线阵波束指向,构成一种方位波束可控的相控平面阵天线。对该相控平面阵天线进行了深入的数学分析,求解辐射单元最佳激励。计算仿真结果表明,该相控天线具有较好的阻抗特性及辐射特性,满足给定方向上的短波通信要求,具有较高的应用价值。     

自导系统右放大装置分析与替代化研究

自导系统在进行目标回波接收时,基阵利用声电能量转换,形成上、下、左、右四个波束进入放大装置,放大装置对其进行选频放大与混响抑制。文章对右放大装置电路进行具体分析,获得其选频放大与混响抑制工作特性,并进行替代化研究,所得结论有利于掌握上、下、左、右四个放大装置的工作特性,同时为该自导系统故障诊断及替代化设计研究进一步奠定基础。     

水上机场助航波能灯浮标的波能俘获优化

[目的]为了对水上机场波能灯浮标进行设计优化,以工作于沿海水上机场的阵列式助航波能灯浮标为研究对象,提出一种小型阵列式浮标的优化设计方法。[方法]基于三维势流理论,计算浮标的垂荡运动响应,在满足最佳能量转换部分(PTO)阻尼匹配的情况下,得到使能量俘获宽度比最大的浮标直径吃水比和浮标间距,然后对单个浮标的能量俘获进行短期预报,并在此基础上结合实际海况对阵列式浮标的能量俘获进行长期预报,分别讨论浮标直径、吃水和浮标间距对阵列式浮标能量俘获的影响。[结果]结果表明,当单个浮标直径吃水比为2.4~2.6时,能量俘获宽度比最大;阵列浮标间距越小,阵列式助航波能灯浮标的能量俘获宽度比越大。[结论]所做的工作可为阵列式波浪能发电装置的设计优化提供一定的参考和建议。     

基于SOCP理论的子阵级干扰多波束形成方法

大型阵列天线包含成百上千个阵元,如果仍然采用基于阵元级的数字波束形成(DBF),则需要对每一个阵元进行加权处理,会导致系统复杂度很高。若将阵列中相邻的若干个阵元划分为单个子阵,然后对每个子阵进行数字波束形成,系统的复杂度将大大降低。同时针对现有方法难以形成多频点、多方向的同时干扰多波束形成等缺点,论文提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)理论的子阵级数字多波束干扰形成方法,仿真结果表明该方法在子阵级可以较好地解决相应约束条件下同时多波束干扰优化设计问题。     

无动力运载器倾斜爬升式上浮特性分析

[目的]为保证无动力运载器的上浮参数以及出水姿态满足要求,对无动力运载器倾斜爬升式上浮特性进行分析。[方法]基于STAR-CCM+的重叠网格技术、动态流体相互作用(DFBI)以及流体体积(VOF)波模型,采用CFD数值计算方法,对无动力运载器上浮过程进行动态仿真,研究无动力运载器自身比重、质心与浮心位置、舵角以及释放初速对其倾斜爬升式上浮参数以及出水姿态的影响。[结果]结果表明:当净浮力为运载器排水重量的0.15倍时,运载器纵倾角稳定在45°附近;当净浮力为运载器排水重量的0.10倍时,运载器在倾斜的过程中会经历一个回摆过程;并非净浮力越大,运载器上浮的垂直速度就越快,当净浮力为运载器排水重量的0.20倍时,上浮的垂直速度反而最小。[结论]研究结果可为无动力运载器的总体布局和控制设计以及其他领域应用无动力运载器的可行性分析提供一定参考。     

一种线列阵反卷积波束形成高分辨算法

传统的水声阵列波束形成方法在非声源方向存在旁瓣,直接影响目标的检测精度。本文针对波束形成中旁瓣抑制问题,在常规波束形成中引入反卷积算法,提出一种基于反卷积的高方位分辨算法。将常规波束形成作为一个线性系统,由均匀线阵的波束指向性出发,利用Richardson-Lucy迭代求解点声源散射函数,以常规波束形成输出结果作为系统的输入,与声源点散射函数相卷积,抑制阵列指向性函数对输出的影响,缩窄主瓣,抑制旁瓣。在此基础上给出纯净目标辐射噪声的提取方法,归纳总结算法流程。仿真结果表明,反卷积波束形成算法能够实现多目标的调制谱分离,具有更优的多目标角度分辨力,有效提高目标检测性能。     

航空母舰通道布置对疏散逃生性能的影响

[目的]航母逃生疏散过程复杂,难以量化。[方法]针对这一问题,发展了疏散人员行为模型的多用途智能代理(MUPI)算法。基于EXODUS软件,对美国海军"萨拉托加"号航母的疏散逃生过程进行模拟,并对模拟结果进行灰关联分析。[结果]结果显示:逃生时间随出口宽度的增大而减小,当出口宽度小于1 m时,出口宽度对逃生时间的影响相对较大,而当出口宽度大于2 m时,改变出口宽度对逃生时间影响较小;增大出口宽度比增大出口数量表现出更好的逃生效果;对于平均行走距离、最远行走距离和平均用时这3个指标,楼梯宽度的影响大于门宽和救生艇数目的影响。[结论]所做研究可为国产航母总布置设计提供参考。     

用于提高米波搜索雷达测角精度的虚拟阵列方法

本文介绍一种虚拟阵列法，可提高米波搜索雷达的测角精度，当波约束扫描时，利用二元阵列天线接收到的单个目标的回波脉冲串包络。经这种方法处理后，可与Ｎ元线阵接收到的脉冲串包络等效，测角精度得到明显改善，这种方法尤其适用于舰载小型米波搜索雷达，文中还给出了模拟计算结果，并提出了一种简单有效的测量相位差的方法。