无线网络衰落和损耗的建模与仿真研究

为了考察多径衰落、路径损耗和阴影衰落效应对无线网络性能的影响并对其进行准确模拟,建立了多径衰落和阴影衰落的数学和仿真模型,设计了阴影衰落效应的计算方法,优化了路径损耗指数的使用。并以OPNET软件为仿真平台进行了建模和仿真实验,仿真结果从数值上表现了多径衰落、路径损耗等效应对采用IEEE 802.11a/b/g系列标准的无线网络的吞吐率和时延等性能的具体影响,增强了无线网络仿真的准确性和合理性。同时,新模型的加入也提升了仿真平台的功能。     

大气折射对高分辨率机载SAR性能的影响分析

对于高分辨率机载合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）系统,在电波传播的对流层中由于大气介质的折射率随高度变化,所产生的相位误差将影响其成像性能。分析了对流层大气折射率的变化,采用Hopfield折射率模型,给出雷达与地面目标之间视在距离的计算方法,对大气折射率变化影响高分辨率机载SAR性能的机理进行分析,利用数值计算的方法,给出X波段和Ku波段SAR在不同分辨率下的最大作用距离,并仿真了大气折射影响SAR图像聚焦的实际效果。     

基于SINS/GBAS组合导航的高精度进近着陆导航技术

可重复使用运载器在进近着陆阶段对位置偏差有较高的精度要求, 而现有的组合导航方式的导航误差波动幅度较大, 难以满足运载器在进近着陆段的导航要求。因此,本文利用捷联惯导系统(strap-down inertial navigation system,SINS)的非线性误差传播模型, 以陆基增强系统(ground based augmentation system,GBAS)输出的精确位置信息为基础, 建立SINS/GBAS组合导航方法, 并给出“输出+反馈”的组合导航复合修正结构。通过在GBAS中引入电离层误差及对流层误差, 从而实现了对于运载器定位误差在厘米级的精确定位。此外,通过引入扩展卡尔曼滤波技术, 有效地抑制了惯导误差漂移的问题。通过数值模拟仿真, 证明SINS/GBAS组合导航对飞行器进近着陆段的水平与高程定位误差不大于0.05 m, 测速误差不大于0.05 m/s, 从而证实了SINS/GBAS组合导航方式在可重复运载器在进近着陆段导航的可行性。     

一种调频连续波SAR的非线性距离多普勒算法

频率非线性是制约调频连续波雷达距离分辨率的一个关键因素。针对系统非线性误差对调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）成像处理的影响以及雷达系统实时成像处理的需求,对存在频率非线性误差的调频连续波SAR回波信号进行了建模,分析了调频连续波去斜接收模式下的回波特性,深入研究了系统非线性误差校正的问题,提出了一种改进的调频连续波SAR的非线性距离〖CD*2〗多普勒成像处理算法。该算法通过非线性误差滤波器校正距离向非线性误差,具有计算量小,处理精度高的特点,适合实时成像处理。最后,通过理论推导和仿真分析,验证了算法的可行性和正确性。     

基于SINS/OD失准角观测的垂线偏差测量方法

组合导航系统的姿态失准角与垂线偏差(deviation of vertical, DOV)存在对应关系,通过对姿态失准角的观测是实现DOV测量的一种有效手段。本文基于车载捷联惯性导航系统/里程计(strapdown inertial navigation system/odometer, SINS/OD)组合导航姿态失准角观测及失准角误差的递推提出一种DOV测量方法。首先,从组合导航速度误差方程出发,推导出DOV与姿态失准角之间存在复杂的耦合关系。然后,通过沿路径迭代递推的分步计算方法,由导航过程中的姿态失准角直接获取沿线的DOV。最后,仿真结果验证了该算法的有效性,且表明测量精度与行驶路径的长度有关。实验表明,行驶里程35 km的机动路径上DOV误差均值小于0.3″,终点处单点测量误差小于0.7″。     

基于不确定微分方程的网络舆情传播模型研究

不确定微分方程是由典范过程驱动的一类微分方程,是一种描述不确定过程或不确定动态系统的新型数学工具.本文在研究网络舆情传播过程和传播类型的基础上,充分考虑网络舆情传播过程中存在的一些不确定因素,根据网络舆情传播的不同阶段提出相应的基于不确定微分方程的网络舆情传播模型.最后结合甘肃兰州自来水苯含量超标事件给出了衰退阶段模型的数值计算实例,预测结果与实际传播情况基本吻合.     

高超声速飞行器上可调天线的设计与实现

当飞行器处于高超声速飞行状态时,其外部会形成等离子体鞘套。等离子体的存在会使飞行器上的天线发生阻抗失配,导致谐振频率偏移以及回波损耗的增加。通过不同速度、高度等条件下等离子体密度的数值预测,进一步估算对天线谐振频率偏移等性能的影响。考虑到元器件的电抗在L波段的寄生效应,利用广义连接网络的方法,对匹配网络设计和优化,完成等离子体环境下的天线阻抗调谐。实验表明,通过改变匹配网络中变容管的容值,等离子体环境下天线的输入阻抗可以被调节,从而复原谐振频率、降低回波损耗、恢复通信性能。     

高超声速飞行器上可调天线的设计与实现

当飞行器处于高超声速飞行状态时,其外部会形成等离子体鞘套。等离子体的存在会使飞行器上的天线发生阻抗失配,导致谐振频率偏移以及回波损耗的增加。通过不同速度、高度等条件下等离子体密度的数值预测,进一步估算对天线谐振频率偏移等性能的影响。考虑到元器件的电抗在L波段的寄生效应,利用广义连接网络的方法,对匹配网络设计和优化,完成等离子体环境下的天线阻抗调谐。实验表明,通过改变匹配网络中变容管的容值,等离子体环境下天线的输入阻抗可以被调节,从而复原谐振频率、降低回波损耗、恢复通信性能。     

基于k近邻平均距离的异步航迹关联算法

针对异步不等速率下局部节点航迹关联复杂问题, 提出了基于k近邻平均距离的异步航迹直接关联算法。首先, 给出不等长航迹序列间的k近邻平均距离计算规则, 进而计算得到不等长航迹序列间的灰色关联度, 再利用经典分配法进行航迹关联判定。算法无需时间同步, 避免估值误差传播积累。仿真数据表明, 算法正确关联率高、耗时较短、局部节点采样周期和开机时机不一致等异步因素对算法影响不明显, 并且算法不受噪声分布形式和目标数目变化的影响。     

基于区间算法的频控阵阵元位置误差分析

频控阵通过在各阵元的发射基频上引入一个微小的频率偏移, 可以产生距离和角度相关的波束，这使得频控阵在信息和信号处理中更加灵活。但是, 大多数文献在分析频控阵时, 都假设阵元位置是理想而无误差的。而在实际情况中, 阵元位置往往会存在制造误差, 这必定会让实际发射波束的各项性能指标偏离理论设计的性能指标。而目前，几乎没有关于频控阵阵列位置误差分析的文献, 因此迫切需要寻找一种对频控阵阵元位置误差进行分析的方法。提出一种基于区间分析算法的频控阵阵列位置误差分析方法，以分析各阵元位置误差对波束性能的影响。该方法首先假设各阵元位置误差在某个已知的区间, 然后通过一系列数值计算得到误差对波束性能影响的上界和下界, 最后通过仿真实验验证此方法的有效性。     

雷达杂波反演低空大气折射率剖面的改进算法

提出一种基于多目标函数优化的低空大气折射率剖面反演的改进算法。以表面波导的两段两参数线性模型对大气折射率剖面建模,对反演中的不同电磁波频率时的目标函数特性进行分析。结果显示目标函数存在多个局部极值,且不同的频率其目标函数特性明显不同。以C波段(6 GHz)和X波段(10 GHz)接收到的雷达海杂波为例,用NSGAⅡ算法进行多目标函数优化反演,并与基于单目标函数优化反演的遗传算法(genetic algoritm, GA)进行统计分析。结果显示,多目标优化反演算法能获得具有更高的精度和稳定性的低空大气折射率。     

典型通信装备带内双频连续波电磁辐射效应预测方法

针对复杂电磁环境下用频装备辐射敏感度试验研究的不足,对用频装备带内双频电磁辐射效应预测方法进行了研究。通过对用频装备带内干扰机理和耦合机理的分析建立了带内双频电磁辐射效应预测模型,并以某型超短波通信电台为受试对象,设计了通信电台电磁辐射效应试验方案。通过通信电台带内单频和双频连续波电磁辐射效应试验,研究了受试电台在带内双频不同权重组合作用下电磁辐射敏感度变化规律。试验结果表明不同频率组合、不同功率强度组合下双频连续波电磁辐射效应预测模型系数都在1左右,预测误差都在±1 dB以内,验证了带内双频连续波电磁辐射效应预测模型的有效性。     

复杂环境中无人机数据链干扰效果预测方法

针对无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)数据链在地理环境、气象环境、电磁环境等构成的复杂环境中受干扰程度提出一种结合支持向量机(support vector machine, SVM)与功率准则的预测评估方法。首先对系统误码率以及干扰传播模型进行仿真,并针对两个单音干扰存在的情况获得仿真数据、划分干扰等级,得到学习样本;比较了特征归一化和特征降维这两种不同输入形式与4种不同核函数下的学习效果,获得了具有良好效果的预测模型;应用该模型并结合具体地理环境对实际场景进行干扰程度预测,结果与理论值相符,证明了方法的可行性和有效性;预测结果也可用于UAV航路规划与航路评估,具有很强的应用性。     

蒸发波导中雷达异常性能的仿真与分析

蒸发波导是海洋大气环境中一种常见的异常折射结构,它能够陷获电磁波并改变电磁波的传播轨迹,进而影响雷达对目标的探测性能。主要通过构建雷达性能评估的仿真模型和方法,利用仿真的结果分析了蒸发波导环境中雷达的异常探测特征。首先介绍了基于电磁波传播的抛物数值方程以及裂步傅立叶算法技术的雷达探测评估方法,应用这一方法对不同蒸发波导环境下雷达的探测进行仿真计算,分析了由于大气波导环境的影响所产生的雷达低空异常探测特征。     

不均匀大气结构中的电磁环境仿真研究

采用三维矢量抛物方程方法建立了电磁环境仿真模型,提出了基于旋转波阵面处理不规则地表边界条件的算法,简化了边界处理过程;为了计算脉冲电波传播场,采用傅里叶变换方法用脉冲包络代替单频电波,提出了近似系数求解多频点反复计算的方法;通过Kriging算法对地形高程进行插值,分析了脉冲电波在不均匀大气结构中的传播特征;最后通过数值仿真说明了模型的正确性。     

高超声速飞行器等离子鞘套中的电磁波传播

高速飞行器再入时表面形成的等离子鞘套对飞行器的通讯联络、飞行控制产生不可忽略的影响,导致“黑障”现象。采用压力权函数修正的迎风型矢通量分裂格式(modified advection upstream splitting method by introducing the pressure based weight functions, AUSMPW+),求解Navier Stokes方程组,计算了包覆流场中的电子密度及等离子鞘套对电波的衰减,并且根据电磁窗口装置原理图,对非均匀磁化等离子体中的电波传播进行了仿真。结果表明,增强磁场可明显减小磁窗内的电子密度,有效降低等离子体鞘套对电磁波的衰减。     

Coordinate registration algorithms for over-the-horizon radar

1. INTRODUCTION Over-the-horizon radar, which works in shortwave band,performs over-the-horizon wide area surveillance by reflecting via ionosphere. A significant problem is the phenomenon of multi-path propagation[1], which arises from the presence of layers or regions of relatively high electron density in the ionosphere. Radar signals scattered from the same target arrive at the receiver via different propagation paths. Presently, the common method in OTHR tracking system is multi-pat…     

分层双轴各向异性介质电磁传播矩阵计算

在广义传播矩阵(general transmitting matrix, GTM)方法分析各向异性介质传播特性的基础上, 对分层双轴各向异性介质进行分析。构造双轴各向异性介质中横向场的状态矢量和耦合矩阵, 得到双轴各向异性介质中的本征波, 引入GTM, 获得分层双轴各向异性介质的反射系数和透射系数。对不同介质涂覆结构的角度特性和频率特性进行分析, 数值计算结果与商业软件结果高度一致。进一步将电磁传播矩阵与弹跳射线(shooting and bouncing ray, SBR)法相结合, 获得介质涂覆目标的电磁散射特性, 所得雷达散射截面结果与商业软件结果之间的均方根误差小于3 dBsm, 体现了该方法的准确性。     

基于FDTD的时变等离子体中电磁波频域特性研究

推导了计算一维时变磁化等离子体的时域有限差分（finite difference time domain, FDTD）的递推式,分析了一维情况下的时变等离子体中电磁波的频域特性,并通过选取算例,验证了该方法的准确性。对将等离子体频率按时间分为3个阶段的复杂情况进行了计算分析,通过改变时变磁化等离子体占空比,得出了时变磁化等离子体对电磁波有频率漂移和频谱展宽等规律。