基于单极子交叉环收发共用天线设计的高频地波雷达海上比测

为了验证一种使得OSMAR-S高频地波雷达的发射天线和接收天线一体化的天线系统的可行性,于2021年11月25日至12月1日在珠江口内进行雷达观测与声学多普勒流速剖面仪(ADCP)现场观测海流时间序列比测实验。结果表明,雷达与ADCP的观测结果具有高度一致性,相关系数达到0.916。通过调和分析等方法得到的主要分潮(M2和K1)振幅大小与随时间变化趋势高度吻合。实验结果证明,在具有占地面积小、成本低以及方便海边架设等优点的基础上,该收发共用天线系统对海流的观测结果有很高的精度。     

基于超表面的极化可重构天线设计

设计了一种应用于WiMAX频段的极化可重构天线。天线由交叠放置的两个方环构成的“8”字形超表面和缝隙天线两部分组成，通过机械旋转超表面实现了线极化（LP）、左旋圆极化（LHCP）以及右旋圆极化（RHCP）三种状态的转换。仿真和测量结果表明，该天线实现了线极化和圆极化之间的转换，圆极化状态下的-10 dB相对阻抗带宽为35.4%(2.84 GHz～4.06 GHz),3 dB轴比带宽为10.2%(3.34 GHz～3.7 GHz)；线极化状态下-10 dB阻抗带宽为37.4%(2.74 GHz～4 GHz)。天线具有较好的辐射特性，工作频段内增益均高于6 dBi。     

雷达波形通用调制引擎设计

针对软件化雷达复杂调制波形高效灵活产生的问题，以相干处理间隔为更新周期将复杂调制脉冲串抽象描述为波形矩阵，提出一种调选分离的雷达波形产生方式，降低了上位机的计算量以及到硬件的传输延迟。在此基础上，设计了一种基于现场可编程门阵列(field programmble gate array, FPGA)的雷达波形通用调制引擎，可实现波形产生与波形样式解耦、波形优化/选用与波形产生解耦。基于商用现货(commercial off-the-shelf, COTS)的系统测试表明，通用调制引擎可灵活支持脉内任意调制、脉间波形捷变以及初相、频偏、幅度、重复间隔等脉间参数调制，为软件化雷达波形产生与灵活运用提供设计参考。     

基于无源信标的天波OTHR目标跟踪

为了削弱电离层分层结构引起的"多径"效应,减小电离层高度难以准确获取带来的跟踪误差,提出了基于无源信标的目标跟踪方法。通过雷达发射高频信号,建立等效电离层传播模型,并利用无源信标修正电离层高度,其中跟踪过程分为两个阶段:先进行初次跟踪,将跟踪结果与信标对比,反演出等效电离层虚高,再利用修正虚高跟踪未知目标。针对实测数据的分析结果表明,与多假设航迹融合算法相比,本方法具有更高的精确性和适应性。     

自旋条件下弹载PD雷达回波特性研究

为了精确研究自旋条件下弹载PD雷达的回波信号,本文建立弹头再入自旋运动模型,得到了点波束回波的延时和多普勒频率公式。通过仿真,验证了模型和公式的正确性。本文所得的结论为宽波束雷达回波精确模拟奠定了坚实的基础,具有很强的借鉴意义。     

一种雷达高分辨距离像模板库建立方法

对于非合作目标而言,预警雷达单航路数据的数据率低,能够提供的信息有限,无法达到建立完备模板库要求。针对这一问题,提出了一种将多条航路数据融合的模板库建立方法。首先对雷达高分辨距离像(HRRP)进行预处理,然后对单航路数据分帧建模,最后给出一种改进Jensen-Shannon divergence(JSD)计算子帧统计分布的相似性,将多条航路数据的分帧结果合并获得模板库。实验结果表明,提出的方法能够建立冗余度较低且包含全角域信息的模板库,并且具有较强的在线学习能力。     

FRP加固混凝土柱钢筋锈蚀电化学特性

通过外加电流加速试验获得锈蚀钢筋混凝土柱,采用纤维增强聚合物(FRP)全裹方法对其进行加固,然后通过盐溶液干湿交替方法对FRP加固柱进行钢筋锈蚀试验,利用电化学工作站量测FRP加固柱的钢筋半电池电位和线性极化曲线,分析FRP加固柱的钢筋锈蚀电化学特性.试验结果表明:随着干湿交替次数的增加,外粘CFRP和GFRP加固柱的钢筋半电池电位呈先升高后稳定趋势,线性极化电阻呈增大趋势,腐蚀电流密度呈降低趋势;外粘CFRP和GFRP加固法均能在一定程度减缓钢筋混凝土柱的钢筋锈蚀,CFRP延缓钢筋锈蚀效果优于GFRP.     

冲击噪声下基于Lorentzian范数的CSR参数估计

针对现有重构算法及其改进算法在压缩感知雷达(CSR)参数估计中存在的稳健性不强、适用性不广等问题,提出了一种适用于冲击噪声背景的鲁棒性算法——Lorentzian-ISL0(基于Lorentzian范数的改进光滑l0范数).建立CSR参数估计的稀疏线性模型,并基于Lorentzian范数和高斯函数稀疏正则化,构造冲击噪声下稳健的优化目标函数;修正优化目标函数的牛顿方向,并沿修正方向对估计值进行更新,直至收敛.仿真实验结果表明:与已有算法相比,本文方法计算复杂度更小,支撑集重构更精确,信号重构精度更高.     

探地雷达在花岗岩球状风化体探测中的应用

花岗岩发育地区球状风化体(俗称"孤石")的分布直接影响城市轨道交通工程的建设,准确探明花岗岩孤石的空间分布具有重要的现实意义.为了探明地铁建设过程中花岗岩孤石分布情况,结合深圳地铁11号线某区间孤石探测试验,采用探地雷达研究两孔间孤石分布情况,试验数据能较好反映出土层间反射回波的异常.试验分析结果与现场验证钻孔的对比表明:该物探方法能在一定程度上揭示孤石的空间分布,表明了探地雷达在孤石探测上的有效性和适用性.     

NaCl溶液中20Cr9Ni5Co14不锈钢电化学腐蚀行为

采用电化学极化技术(动电位极化技术、线性极化技术和循环极化技术)和交流阻抗技术研究了不同条件下20Cr9Ni5Co14超高强度不锈钢的电化学腐蚀行为,并采用扫描电镜对极化后腐蚀形貌进行了表征.结果表明,20Cr9Ni5Co14钢在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中出现钝化.随着Na Cl浓度的升高,钝化现象消失,而自腐蚀电流密度从8.223×10-7A/cm2减小至1.129×10-7A/cm2;随着p H值的降低,20Cr9Ni5Co14钢的致钝电位和过钝化电位增加.在p H值高于3时,腐蚀产物膜具有良好的耐腐蚀性能而导致反应步骤成为控制步骤.而当p H值降低到2时,腐蚀产物溶解速度很快,金属界面发生腐蚀速率很大,浓差极化成为了控制步骤.对腐蚀形貌研究表明,20Cr9Ni5Co14钢在极化过程中出现点腐蚀,导致了材料的耐腐蚀性能下降.