微波毫米波辐射计宽带亮温定标系统研究

构建了国内首套微波毫米波辐射计宽带亮温定标系统,该系统由宽带标准黑体定标源、Dicke式标准辐射计、空间法黑体定标源发射率测量转台、高精度控温和测温装置组成。使国内具备了10 GHz~220 GHz频段辐射计校准、黑体定标源输出亮温值校准、微波亮温定标过程不确定度分析能力的实验研究平台。最后基于建立的微波辐射计定标系统亮温传递模型,给出了更为细致的随定标环境温度变化的微波亮温系统测量不确定度分析结果。     

Recent progress on space-borne microwave sounder pre-launch calibration technologies in China

The development processes and the application achievements of space-borne microwave sounder pre-launch calibration technologies in China are introduced briefly.Then,the general project plan for pre-launch calibration,the latest research achievements on the optimization and development of the microwave wide band calibration targets,emissivity measurement technologies and the system level uncertainty analysis of the laboratory,and the thermal/vacuum microwave sounder calibration system for"FY-3"meteorological satellite are reported,respectively.Finally,the key technological problems of the calibration technologies under researching are analyzed predictively.     

Recent progress on space-borne microwave sounder pre-launchcalibration technologies in China

The development processes and the application achievements of space-borne microwave sounder pre-launch calibration technologies in China are introduced briefly. Then, the general project plan for pre-launch calibration, the latest research achievements on the optimization and development of the microwave wide band calibration targets, emissivity measurement technologies and the system level uncertainty analysis of the laboratory, and the thermal/vacuum microwave sounder calibration system for ＂FY-3＂ meteorological satellite are reported, respectively. Finally, the key technological problems of the calibration technologies under researching are analyzed predictively.     

复杂飞行器目标强散射区求解及RCS减缩

对目标表面强散射区涂敷雷达吸波材料（radar absorbing material, RAM）是雷达散射截面（radar cross section, RCS）减缩的有效方法。基于射线追踪法（shooting and bouncing rays, SBR）提出一种确定复杂目标强散射区的方法：根据射线管出射方向与雷达接收方向的夹角判断强散射区。分析了复杂目标强散射区涂敷RAM的RCS减缩特性,并研究了判断夹角取不同值时强散射区大小和涂覆RAM后的减缩效果。计算结果显示,对强散射区涂覆RAM可以在重量增加不大的情况下有效降低目标RCS值。     

薄涂层介质目标电磁散射的CFDTD分析

针对介质目标表面具有薄涂层材料的电磁散射问题,提出了一种基于等效介质参数的共形FDTD(Conformal FDTD,CFDTD)方法。对于介质目标表面包含薄涂层的共形网格,电场采样点处的介电常数和电导率的等效值通过元胞中介质、涂层和自由空间三者所占的长度加权平均得到,而磁场采样点处的磁导系数和导磁率的等效值利用介质、涂层和自由空间所占的面积加权平均得到。共形网格上电磁场递推式与常规FDTD递推式形式相同,只是递推式系数中的介质参数用相应的等效参数代替。涂层介质球的计算结果说明在保证计算精度的情况下,该方法可比常规FDTD方法节约大量的内存和计算时间。最后用该方法计算分析了复合结构弹翼的电磁散射特性。     

平面波斜入射多层材料的屏蔽效能与反射衰减

为解决多层屏蔽材料和吸波材料在分析设计中屏蔽效能和反射衰减的计算问题,从电磁场理论出发,提出了平面波斜入射时材料分界面的输入阻抗,导出了TE波和TM波以任意角度入射多层材料的屏蔽效能和反射衰减计算公式。通过对计算公式的验证与分析,实验验证了计算公式的有效性。研究了电磁波入射角度与极化方式对多层材料的电磁屏蔽效能和反射性能的影响,其结论可用于指导电磁材料的设计与应用。     

三通道SAR-GMTI误差校正方法的研究

针对机载三通道SAR-GMTI存在通道误差、运动误差等情况,提出了一种基于误差校正的SAR图像域动目标检测和定位方法。首先对接收通道误差、载机运动误差进行详细分析,给出相应的补偿方法,然后采用常规的DPCA和干涉处理技术有效地抑制杂波,精确地估计出地面动目标的真实方位和径向速度。外场实测结果验证了该误差校正方法的有效性和准确性。     

利用MoM和LIBC求解材料涂覆导体平板的后向散射

利用矩量法结合Leontovich阻抗边界条件求解材料涂覆导体平板的后向散射问题，并与PO和UTD的计算结果进行了比较，理论与测量验证了该方法的有效性。通过分析不同材料参数或不同平板尺寸对材料涂覆导体平板后向散射的影响，得到一些有益的结论。     

改进的运动目标预先标定轰炸瞄准方法

使用机载武器攻击运动目标是一个实用性强的研究问题,预先标定巧妙地利用数学方法解决了在信息不完备情况下对运动目标的精确轰炸问题,具备较好的工程价值。但当前方法存在过程环节多、标定/瞄准难度大等不足。研究了一种改进的预先标定轰炸瞄准方法,使用可操控的标定符号代替基于连续计算命中点原理产生的标定符号,提高了标定符号变化的规律性,降低了标定难度和瞄准难度;给出了新方法下的目标综合速度计算模型,结合弹道解算和目标运动假设,建立瞄准符号的解算方程。最后针对典型的运动目标进行了仿真分析,讨论了该方法的误差变化规律。     

金属目标表面涂覆吸波材料减缩雷达散射截面的研究

金属目标表面涂覆吸波材料可以有效地抑制雷达散射截面（ＲＣＳ）。本文推导出光滑凸体金属表面涂覆吸波材料时的后向雷达散射截面公式。对一系列涂覆平板的ＲＣＳ进行了测试和理论计算。研究发现：对于平板而言，ＲＣＳ减缩量的理论计算与实验的差值随着涂覆面积的增大而增大。为此，给出一种工程修正的方法，从而提高计算精度。     

基于组网雷达的空间旋转对称进动目标三维重构

对于空间旋转对称进动目标,单部雷达成像仅能获得目标在雷达视线(line of sight,LOS)方向的一个切面,无法反映目标真实的三维结构,同时进动增加了成像的复杂度。利用组网雷达多视角观测的特点,提出一种基于组网雷达的旋转对称进动目标三维重构方法。首先建立了旋转对称进动目标的回波模型;在估计视线-轴线夹角的基础上,采用复数逆投影方法实现进动目标的二维成像,并分析了允许的夹角误差范围;基于分布式雷达二维图像,提出一种适用于旋转对称目标的三维重构方法,通过对各二维图像进行空间定标、匹配融合、强点检测和曲线圆拟合,最终实现目标的三维重构;最后通过仿真实验初步验证了该方法的有效性。     

基于等效参数的三维涂层目标MCFDTD分析

为精确模拟三维有耗薄涂层问题,提出了一种新的基于等效介质参数的共形FDTD(modified con-formal FDTD,MCFDTD)方法。对于包含薄涂层的元胞,将薄涂层和自由空间用等效介质来代替;元胞中电场采样点处的介电系数和电导率的等效值,通过元胞中涂层介质和自由空间所占的长度加权平均得到,而磁场采样点处的磁导系数和导磁率的等效值,则利用涂层介质和自由空间所占的面积加权平均得到。对于弯曲理想导体表面附近元胞,通过采用围线路径积分导出共形FDTD递推式,包含薄涂层的共形网格在递推式中需采用等效介质参数。涂层理想导体球的计算结果与Mie级数解的比较,说明了该方法的正确性和有效性。     

基于三角面元的涂层目标FDTD共形网格生成技术

提出了一种基于三角面元数据生成涂层目标时域有限差分（finite-difference time domain, FDTD）共形网格的方法。通过将原目标中各三角面元的顶点沿曲面在该点处的法线方向内移（内涂层）或外移（外涂层）所需的厚度,得到一组关于涂层的三角面元数据。其中曲面上各顶点处的法线方向近似等于包围该顶点的各三角面元的单位法向的矢量和。对于局部涂敷的情况,可根据需要只将涂敷部分所包含的三角面元顶点进行相应的移动,而其余顶点的位置保持不变。利用投影求交法,由原目标的三角面元数据和新生成的涂层三角面元数据即可得到共形FDTD计算所需要的共形网格参数。数值结果验证了方法的正确性和有效性。     

双层介质覆盖导体球的电磁散射特性研究

本文讨论了覆盖两层各向同性、均匀介质的导体球的电磁散射特性。除了给出严格的解析解,也给出了物理光学(PO)和几何光学(GO)近似解。最后以图示的形式给出了后向散射截面随导体球半径变化的情况以及双站散射截面随双站角变化的情形;涂层厚度对散射截面的影响;不同的介质参数对散射截面的影响;对双层介质覆盖的导体球,讨论了不同的涂敷方式对散射截面的影响。     

一种利用遗传算法的极化定标算法

由于极化合成孔径雷达发射与接收端受通道幅相不平衡、天线串扰、电磁波传播特性和系统噪声等因素影响,造成遥感数据不能反映真实目标特性。为获取目标的准确特征信息,必须对遥感数据定标。针对利用已知分布目标散射阵的极化定标问题,提出了一种基于复数纺码的遗传算法求解具有多变量、超定、非线性方程组的极化定标。文中详细分析了遗传算法及其三种实现,并通过仿真实验证实了该算法的有效性。     

用FDTD方法计算二维各向异性涂层目标的RCS

给出了计算二维情况各向异性介质物体散射的时域有限差分 (finitedifferencetimedomain ,FDTD)方法公式 ,讨论了编程时应注意的问题。用FDTD方法计算了各向异性有耗介质涂层目标的雷达散射截面 (radarcossse tion ,RCS) ,说明这种介质涂层能够缩减金属目标的RCS。     

一种基于色料混合理论的配色仿真算法

以工业配色应用为背景，首先探讨了计算机配色的两种基本理论：三刺激值理论与色料混合理论，然后分析了基于色料混合理论的织物染色算法的不足，提出了一种新的配色仿真算法，并应用于涂料配色实践。从仿真结果来看，该配色仿真算法计算精确，能够有效地减小配方色差。     

金属目标覆盖双负介质时的宽带散射

由双负介质的本构关系出发,利用时频转换关系,推导出了描述双负介质中电磁场与电磁流的微分方程组。将该方程组按标准Yee元胞差分离散时电场和磁流在整数时间步取值,磁场和电流在半整数时间步取值。电流在电场的节点取样而磁流在磁场的节点取样,得到用于FDTD计算的三维递推表达式。讨论了双负介质和双正介质交接面处介质参数的处理方法。随后,与文献结果对比验证了该算法和程序的正确性。最后,计算了金属目标覆盖双负介质时的宽带散身,结果表明双负介质覆盖层可以在宽频段内减小金属目标的后向RCS。     

基于三轴转台误差分析的IMU标定方法

为了减小三轴转台误差对惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)误差模型系数标定精度的影响,提高IMU在三轴转台上的标定精度,首先分析了三轴转台各误差源,给出了陀螺仪和加速度计的输出与转台的位置、姿态误差之间的关系。据此设计了正十二面体-20点的位置和速率试验计划。该方法能同时辨识出IMU的误差模型系数以及转台误差源,自动补偿了三轴转台的误差,提高IMU误差模型系数的标定精度。最后对理论分析结果进行仿真验证,给出了转台误差与IMU误差模型系数标定误差之间的关系。     

武器装备体系结构描述方法研究

分析了现代战场环境下武器装备体系结构的特点,提出了一种新的武器装备体系结构描述方法.该方法从总体描述、基于定义和面向应用三个方面对武器装备体系结构进行描述,以多视图产品的形式.描述武器装备体系的应用背景、组成元素、层次结构、通信关系以及对作战能力需求的满足程度等内容.以实现海上目标远程精确打击能力的武器装备体系为例,应用该方法进行体系结构描述并给出部分描述产品示例,结果表明,用该方法对武器装备体系结构进行描述是可行的.