基于频控阵的多普勒波束锐化高度表设计

多普勒波束锐化(Doppler beam sharpening, DBS)是飞行器实施地形跟随或地形回避的重要技术。针对飞行器高度表在DBS工作模式的射频隐身需求, 利用频率分集阵列(frequency diversity array, FDA)研究了基于射频隐身的DBS高度表。首先通过研究FDA的辐射方向图特性, 分析了FDA的频率增量依赖特性及其距离周期性对DBS模式的影响。以此为基础, 给出了对于DBS高度表的约束条件, 包括了FDA阵元间频率增量、脉冲重复频率、脉宽等, 同时建立了FDA-DBS高度表的射频隐身模型。仿真表明, 相对于相控阵和多输入多输出等阵列, 基于FDA的DBS高度表具有优秀的射频隐身性能。     

电波频率对射频隐身性能的影响分析

针对新一代军用飞机对射频隐身能力的迫切需求,研究了电波频率对射频隐身性能的影响。首先基于截获距离给出了隐身效率的定义。然后综合考虑自由空间衰减、大气吸收衰减和降雨衰减的影响,对截获距离与电波频率之间的关系进行了分析。最后仿真了10~40 GHz之间,不同工作距离和天气环境下,频率改变对射频隐身性能的影响。结果表明,频率选择对射频隐身性能具有很大影响,在10~40 GHz内通过频率改变能够提高约10%的隐身效率,同时工作距离和天气条件对隐身性能也会产生一定的影响。     

基于射频隐身的相控阵雷达功率控制算法

为了提高相控阵雷达的射频隐身性能,提出了一种基于射频隐身的功率控制算法。首先确定了功率分级的准则,并基于阵元的特性改进了一种粒子群多目标优化算法。然后以指定方向上达到期望功率、其他方向上功率最小为目标,利用改进的粒子群多目标优化算法,对阵元的开关进行了优化设计,仿真实现了功率分级。在满足检测概率的前提下,根据目标雷达反射截面的大小和目标距离,实现了目标跟踪时的功率控制。最后利用施里海尔截获因子对算法的隐身性能进行了衡量。仿真结果表明,本文算法具有较好的射频隐身性能。     

飞行器隐身技术评述

本文在综述国外隐身飞行器发展的基础上,对隐身的技术水平作了量级估计,并指出:对探测带干扰源的飞行器来说,散射截面的降低与作用距离之间并不是四次方根的关系,而是距离平方根的关系。本文从技术的角度对隐身和反隐身可能采用的技术措施作了分析和评述。由于隐身技术的研究处于秘密阶段,因此这里的分析也只是一种技术上的估计。 八十年代初期,神秘的飞行器隐身技术有了突破性的进展,它与高能激光武器和巡航导弹被列为军事科学上最新的三大技术革新。实用的隐身飞机和隐身巡航导弹即将问世。所谓“隐身飞行器”,就是采用现有雷达、红外以及其他电磁或声波探测系统几乎都不能发现的飞行器。 美国到八十年代末期,将有百分之十的军用飞机(约400架)是隐身飞机。一位美国官员说:“为了对付美国的隐身飞机,苏联或是只好丧失防空能力,或是被迫花费数百亿美元来改造现有防空体系,二者必居其一。”苏联对隐身技术的秘密研究也已进行了二十年。     

飞行器外形隐身技术的潜力

军用飞行器的隐身能力要求大幅度削减飞行器本身的目标特征,以使在突防时不易被发现。在反雷达隐身技术中,重点是外形隐身技术,故重点探讨了飞行器结构外形的隐身潜力。分别阐述了在空气动力学及动力装置有无突破性进展两种条件下飞行器结构外形在减小雷达散射截面上的潜力,同时还谈到了将外形技术与其它技术相配合而在隐蔽突防上蕴藏的潜力。     

机载雷达射频隐身性能风险的计算模型

通过对基于综合战场感知的射频辐射的研究,构建射频辐射风险评估指标体系,建立相关指标的计算模型。引进施里海尔截获因子,研究机载雷达天线空域扫描方式发生捷变对射频隐身性能的影响,得到截获率基本公式。分析发射机对截获接收机的照射时间,截获接收机的帧时间,无线波束的覆盖面积,接收机密度等参数的关系,得到截获率计算模型,在此基础上可进行风险评估和风险规避,为实现射频辐射隐身性的对策研究提供了理论依据。最后,以仿真算例验证截获率计算模型。     

基于辐射能量缩减约束的双机雷达协同目标跟踪方法

辐射能量减缩是提高机载雷达射频隐身性能的有效途径。针对目标跟踪过程中辐射能量的减缩量约束, 首先通过分析双机雷达协同的目标回波信噪比, 分别从双机与目标距离比和目标雷达散射截面积推导了其对雷达总辐射能量减缩值的贡献; 然后针对雷达目标跟踪过程中的采样间隔算法, 分析了基于滤波残差的递推法与其他两种方法的目标跟踪精度与仿真计算效率; 最后利用交互式多模型卡尔曼滤波算法与基于滤波残差的递推采样间隔法仿真, 验证了目标跟踪过程中双机雷达辐射能量的减缩量, 并仿真了有源无源协同目标跟踪对双机雷达总辐射能量减缩值的贡献。实验结果表明，本文设计的跟踪策略具有更佳的隐身性能。     

有源RCS及其应用

随着电子设备和雷达系统的迅速发展, 电磁环境变得愈加复杂。在复杂电磁环境中, 针对多辐射源和有源设备照射下雷达目标电磁散射特性评估的需求, 提出并综述了有源雷达散射截面(active radar cross section, ARCS)的定义、仿真方法和应用示例。ARCS可以计算多辐射源相干和非相干照射条件下, 雷达端观察到的视在雷达散射截面(radar cross section, RCS)值。本文给出了ARCS的仿真分析步骤, 利用仿真软件得出计算ARCS所需远场量。在单入射源情况下, ARCS等同于传统RCS, 验证了ARCS计算方法的准确性。此外, 以分布式相参雷达和有源对消目标隐身为例, 介绍了ARCS的应用, 利用ARCS的概念评估了有源对消的效果。最后, 探讨了目前研究存在的技术问题以及未来可能发展的研究方向。     

体系作战下巡航导弹的动态隐身

通过体系作战下的系统作战仿真平台, 利用强化学习方法实时调整巡航导弹航迹, 实现面对敌方传感器的动态隐身。以巡航导弹突防美军“海军综合防空火控”系统为典型作战场景, 基于体系作战仿真平台设计了一种引入动态预警威胁和拦截脱靶量的奖励函数, 使用深度确定性策略梯度算法训练巡航导弹突防模型, 模型训练完成后巡航导弹通过感知预警机和拦截导弹的状态, 改变其机动轨迹以降低探测概率和提高拦截脱靶量, 达到动态隐身的效果, 进而提升其战场生存能力和突防能力。     

基于SDIF门限失效的雷达射频隐身信号设计原理

抗分选信号是射频隐身信号的一个重要方向,其基础是抗分选信号设计原理,其设计的本质是雷达信号分选算法的失效原理。序列差值直方图(sequential difference histogram, SDIF)算法是工程上广泛使用的一种核心分选算法。本文详细分析了SDIF算法,指出其门限函数会在信号脉冲重复间隔(pulse repetition interval, PRI)值服从长度为PRI最小间隔20倍以上的区间分布时失效,并通过公式推导进行了证明。信号仿真、分选系统实验及信号对比实验进一步验证了SDIF门限失效原理的正确性,为射频隐身抗分选信号设计提供了理论支撑,可以提高射频隐身抗分选信号的设计效率。     

突防场景下基于NWHFS的集群射频隐身性能评估

针对航空集群在突防场景下的射频(radio frequency, RF)隐身性能评估问题,提出基于正态波动犹豫模糊集(normal wiggly hesitant fuzzy set, NWHFS)相关系数的评估方法。首先,推导出NWHFS相关系数表达式;然后,通过分析航空集群与单个载机平台RF隐身评估的不同,提取出集群RF隐身性能评价参数,并得到隶属度参考点公式;组织决策者根据隶属度参考点给出NWHFS决策矩阵；最终,通过计算待评估场景与参考点集之间的相关系数,定量地评价不同场景下航空集群的RF隐身性能,并由此确定RF隐身性能排序。以四机集群为研究对象,对突防场景下的3种情景进行了仿真验证,证实该评估方法的有效性。     

杂波背景下机载雷达信号参数的射频隐身优化

面对对方先进的无源探测系统, 射频(radio frequency, RF)隐身是机载雷达抗干扰的一种重要手段。本文首先分析了杂波条件下机载雷达目标探测的RF隐身目标模型, 然后分别针对地杂波与海杂波背景, 以截获因子作为RF隐身性能评估指标, 分析了基于脉冲对消滤波与恒虚警(constant false alarm rate,CFAR)检测技术的机载雷达RF隐身设计方法, 并建立了相应的机载雷达信号参数RF隐身优化模型。仿真利用遗传算法对模型中的辐射功率、驻留时间与脉冲累积个数等机载雷达信号的关键参数进行求解, 仿真结果表明, 两种杂波背景下的信号参数优化模型均能有效地改善机载雷达的RF隐身性能。     

空战模式下航空集群射频隐身性能评估方法

为解决空战模式下航空集群射频(radio frequency, RF)隐身性能评估问题,提出一种基于正态波动犹豫模糊集(normal wiggly hesitant fuzzy set, NWHFS)的评估算法。首先,通过基于正态波动犹豫模糊信息的最优-最劣方法(best-worst method, BWM)构建权重确定模型,获得属性权重向量和一致性检验系数。其次,根据集群用频设备参数和具体空战场景提取RF隐身性能评估因子,并得到其计算公式。然后,组织专家根据评估因子结合主观经验构建评价矩阵,并利用属性权重向量聚合评价信息。最后,将NWHFS分数函数作为评估指标,对不同想定下的航空集群RF隐身性能定量评估。仿真算例和对比分析说明了所提方法的可行性和有效性。     

飞机声学隐身技术

大量的分析表明,飞机声学隐身技术是飞机隐身技术中的重要内容,它对飞机的作战生存力有很大的影响。本文介绍了飞机音响的来源、机理及其控制,以及国外声学隐身技术的进展等。     

空战模式下航空集群射频隐身性能评估方法

为解决空战模式下航空集群射频(radio frequency, RF)隐身性能评估问题,提出一种基于正态波动犹豫模糊集(normal wiggly hesitant fuzzy set, NWHFS)的评估算法。首先，通过基于正态波动犹豫模糊信息的最优-最劣方法(best-worst method, BWM)构建权重确定模型,获得属性权重向量和一致性检验系数。其次，根据集群用频设备参数和具体空战场景提取RF隐身性能评估因子,并得到其计算公式。然后，组织专家根据评估因子结合主观经验构建评价矩阵,并利用属性权重向量聚合评价信息。最后，将NWHFS分数函数作为评估指标,对不同想定下的航空集群RF隐身性能定量评估。仿真算例和对比分析说明了所提方法的可行性和有效性。     

飞机生存力评估方法

建立了飞机生存概率的计算方法。其中包括发现概率、击中概率和击毁概率的计算。在缺少敌方某些雷达参数时,所提出的发现概率的计算方法仍然适用。在计算击中概率时,考虑了飞机的雷达散射截面（ＲＣＳ）对脱靶距离的影响。     

OFD-NLFM雷达信号的优化设计及射频隐身性能分析

具有高主副瓣比的雷达信号可以降低无源探测系统的截获概率,从而具有一定的射频隐身特性。利用窗函数反求法设计了非线性调频信号,并利用组合窗法优化非线性调频信号,分析信号的自相关主副瓣比和主瓣宽度。由于多输入多输出雷达具备较好的射频隐身能力,基于单一窗和组合窗设计了正交频分非线性调频信号,给出了不同类型、不同组合系数时信号的自相关主副瓣比、主瓣宽度及互相关峰值电平。研究表明,正交频分非线性调频信号具备较强的射频隐身能力,有较广泛的应用前景。