高功率微波弹对GNSS接收机毁伤效果分析

针对高功率微波（high-power microwave,HPM）武器易对全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）接收机造成毁伤的问题,以高功率微波弹为对象,分析了不同弹体起爆姿态下的攻击范围与效果。在电磁仿真软件CST-MWS（CST microwave studio）中建立GNSS接收机辐照模型,设计了圆极化贴片天线为接收载体,以单脉冲正弦信号调制的平面波模拟高功率微波弹起爆后的辐射场效应。在电磁能量前门耦合的基础上,基于场—路联合仿真方法给出了一种仿真模型,将天线端口感应电压注入电路仿真软件ADS中设计的PIN限幅器,完整模拟了HPM由场到路的耦合过程。仿真给出了以微波源峰值功率为变量的敏感器件毁伤评价曲线,结果表明,GNSS接收机射频前端电路中的低噪声放大器是HPM武器的主要攻击对象,以ERA-2+型低噪放为例,脉冲峰值功率在27~310 kV的微波源均可造成其晶体管烧毁。同时,HPM也容易引发限幅器在一定功率范围内产生尖峰泄漏现象,其尖峰泄露对电路可能产生的损伤值得重视。研究结论可为下一步开展卫星导航接收机针对性电磁防护设计提供依据与技术指标。     

调频连续波引信超宽带电磁脉冲前门耦合效应

针对调频连续波(frequency modulation continuous wave, FMCW)引信在超宽带电磁脉冲环境下易受干扰的问题,将场路联合仿真的方法应用于引信射频前端超宽带电磁脉冲耦合效应研究。仿真实验采用先辐照后注入的方法,首先对引信射频前端模型进行平面波辐照;然后将耦合电压导入引信接收机进行效应分析。实验结果表明,超宽带强电磁脉冲很难对接收机内部元器件造成毁伤,其耦合效应主要体现为干扰效应,当耦合进入接收机中频带的能量足够淹没正常输出信号能量时,引信测距功能会受到干扰。     

塔架环境下运载火箭天线耦合辐射仿真研究

运载火箭无线系统在发射场塔架内测试时的信号辐射十分复杂,为进一步研究整箭状态下的天线辐射特性特别是多天线的耦合辐射,借助UG建模技术和Altair Hyper Works 2017电磁兼容仿真平台,构建塔架-箭体复杂环境下的多天线模型,基于MOM-PO(method of moments-physical optics)混合算法,划定不同计算区域进行不同尺度剖分,实现快速精确求解多个天线耦合辐射电磁参数,并通过试验验证了仿真模型的有效性,拓展研究了单路和多路天线馈电下的近场和远场分布规律。仿真结果分析表明：地面接收天线适合布置在正对活动平台透波口位置;可将其他频段接收天线布置在靠近平台两侧位置;考虑复杂环境绘制的箭上耦合天线方向图可提升地面仿真的覆盖性。     

车载天线电磁特性及耦合度的仿真研究

天线是现代汽车上经常使用的设备之一,研究天线电磁特性受车体影响的情况和不同类型天线间的干扰情况是十分重要的.建立了逼真的汽车模型,利用CST微波工作室对模型上不同位置的鞭天线电磁特性及鞭天线与PIFA天线间的耦合度进行了仿真研究,最终通过仿真结果得出最佳的天线安装位置及天线间的耦合情况.分析过程和所得到的结果可作为汽车电磁兼容研究及车载天线设计的手段和依据.     

引信目标射频仿真中的特殊锁相环路

针对某型导弹无线电引信目标射频半实物仿真的需要,提出了一种特殊的环路锁相方法。该方法通过天线耦合引信的发射信号,将经检波得到的调制脉冲信号与高稳时基鉴相,通过控制引信电路的供电电压,从而将引信内部的压控振荡器锁定于固定频率,同时提供引信电路工作的较大电流。通过锁相环路的应用可减小延时后的脉冲抖动并得到准确的延时时间。给出了该锁相环路的设计和实现,及实际实验结果。     

耦合对半实物射频仿真的影响分析

三元组射频仿真是电子系统进行外场试验前的必要步骤,仿真的有效性取决于电子系统在室内仿真与外场试验下的响应一致性。研究了耦合效应对三元组射频仿真的影响。通过理论分析与全波电磁计算,分析了发射端三元组单元间的耦合、接收〖JP3〗端单元间耦合对仿真的影响。结果表明,当接收端方向图在三元组邻域内均匀时,发射端的单元间耦合可以忽略;当接收端各支路的天线之间耦合参数与电磁波照射方向无关时,接收端耦合对射频仿真无影响。基于文中参数,发射端耦合、接收端耦合造成的仿真误差分别低于总仿真误差两个数量级、一个数量级。     

偏置反射面天线的机电耦合建模与分析

随着偏置反射面天线向高频段、低副瓣以及轻重量的方向发展,对其结构设计和制造工艺提出了更高的要求,因此,需要研究偏置反射面天线的机电耦合问题,找出影响天线电性能的主要结构因素,从而有效降低对结构设计与加工精度的要求,进而降低成本。应用口径场法,考虑反射面表面误差和馈源误差等结构因素,建立了偏置反射面天线的机电耦合模型。通过对太阳辐射下某2.6m星载偏置反射面天线的机电耦合分析结果与电磁分析软件FEKO的仿真结果进行对比,证明了所提方法的准确性和有效性。     

基于环境适应性的无人机电磁仿真研究

电磁环境的日益恶化使得无人机面临着前所未有的威胁。本文通过分析可能遭遇的电磁信号，结合战场电磁环境数据库和任务飞行规划，对基于环境适应性的无人机电磁半实物仿真技术进行了研究，并依据外界电磁环境对无人机的威胁途径，在一定程度上可归结为天线端口和机载电缆，提出了天线端口注入和机载电缆注入的电磁环境仿真方法，从而克服了传统全实物仿真中无法动态仿真电磁环境的弊端，降低了对仿真试验设备和场地的要求。     

基于缩比模型的微波着陆系统飞行检验HIL仿真

飞行检验仿真对实际飞行检验意义重大.根据微波着陆系统的技术体制和导航原理,利用激光波束赋形容易实现的特点,使用可控的激光发射装置模拟微波着陆系统的角度制导天线的功能,辐射强方向性的具有特殊要求宽度和范围的激光扫描信号.应用电磁相似理论,根据某已完成MLS飞行检验的机场的环境建立缩比模型,利用激光在缩比模型下的传播模拟微波载波在机场场地环境下的辐射情况,建立机场微波着陆系统基于缩比模型的飞行检验半实物仿真系统.对该系统的可行性进行了深入的分析,包括激光波长、扫描速度等.系统采用MATLAB/RTW的快速原型化目标--xPC目标,进行机载接收信号处理的实时仿真.系统便于调试,仿真参数设置方便.     

基于谐振效应的电子起爆装置电磁敏感性分析方法

针对战场环境中电子起爆装置易受电磁干扰影响的特点,研究了电子起爆装置的电磁敏感特性,提出了基于谐振效应的全波物理建模和本征特性仿真相结合的分析方法,使用该方法计算了某型地雷非触发引信的电磁敏感性,并从仿真和实验两个方面进行了验证。结果表明,该方法计算精度高,稳定性好,对电子起爆装置电磁兼容性设计具有重要参考价值。     

GNSS接收机射频前端电路相位噪声评估方法

相位噪声是影响全球卫星导航系统(global navigation satellite system, GNSS)接收机性能的一个重要因素,在高性能的接收机设计中,射频前端电路的相位噪声评测是不可忽略的。传统观测相位噪声的方法主要是利用频谱分析仪等专业仪器来实现,其无法观测GNSS接收机射频前端电路(包含模数(analog-digital,AD)转换器)的相位噪声。分析了接收机相位噪声和热噪声在信号复平面域的表现特征,提出了在信号复平面域评估GNSS接收机射频前端电路相位噪声的方法,并对该方法进行了仿真验证和实测验证。利用相位噪声对信号在复平面实部和虚部影响不同的特点,对采集到的信号数字中频数据进行相干积分处理,定量估算接收机射频系统的相位噪声。结果表明,该方法具有较高的评估准确度,可以用于测量与评估GNSS接收机射频前端电路(包含AD转换器)的设计质量,预测接收机性能。     

抗干扰型卫星导航接收机的最优前端增益

基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)接收机射频前端增益大小引起的抗干扰能力与模数转换器(analog to digital converter，ADC)量化损耗之间的矛盾问题，提出一种抗干扰性能约束下的最优前端增益设计方法。首先，建立射频通道、ADC的数学模型。然后，分析在无干扰情况下前端增益对信号采样的影响、干扰条件下的抗干扰极限性能。最后，针对前端增益对信号接收与抗干扰性能之间的矛盾，以抗干扰性能为优化目标提出了最优的前端增益设计方法。仿真实测结果验证了本文分析结论的准确性和提出方法的有效性。     

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。     

雷达信号分选关键技术研究综述

复杂电磁环境下的雷达信号分选是雷达侦察干扰的核心技术,也是雷达截获领域一个从未停止的理论研究与技术实现问题。系统地介绍了国内外近年来在雷达信号分选领域的关键技术研究现状和最新进展,包括雷达对抗电磁环境模拟、基于软件处理的雷达信号主分选计算负担估计、雷达信号分选算法、雷达信号分选的硬件实现技术、基于脉内特征参数的雷达信号分选及雷达信号分选仿真模型及评估。指出了目前这一领域有待进一步深入研究和完善的问题,如高精度雷达参数测量技术、复杂信号分选的并行实现算法与硬件实现技术、高密集雷达脉冲流中的捷变频雷达信号分选与干扰技术等。     

毫米波探测器的超宽带耦合特性

探测器是近程探测系统的目标敏感装置, 容易受到电磁脉冲干扰。针对某型毫米波探测器超宽带(ultra-wideband, UWB)电磁脉冲抗扰度不清的实际情况, 围绕UWB辐照环境展开该型探测器的电磁脉冲耦合特性研究。将时域有限积分算法(finite integration technology, FIT)应用于探测器腔体耦合特性研究, 并结合UWB试验系统对探测器开展了辐照试验, 验证了FIT算法的有效性。仿真和试验结果表明, 探测器在竖直状态下的腔体屏蔽效能最差, 仿真试验中其屏蔽效能为20.40 dB; 试验得出探测器的效应场强阈值约为150 kV/m, 在辐照下会出现死机、虚警和硬损伤3种现象, 其中死机现象可通过电源复位恢复, 虚警和硬损伤为不可逆效应现象。     

计算机机箱的电磁脉冲耦合模拟仿真

强电磁脉冲能量通过小孔、缝隙等耦合到计算机机箱内,会对计算机产生干扰和破坏作用。本文应用时域有限差分法模拟了电磁脉冲对计算机机箱的耦合透入过程,通过分析机箱中电磁场和电磁能量随时间的变化曲线,得出了机箱中电磁脉冲的耦合变化特征。电磁脉冲对计算机机箱的耦合模拟计算可用于指导计算机系统的电磁兼容、干扰和防护研究。     

毫米波导引头目标回波和杂波模拟方法研究

半实物模拟系统是毫米波导引头研制和评估的有效手段,准确产生目标和杂波信号是该试验系统的重要内容,阐述了毫米波导引头目标和背景回波信号的产生方法,对系统中的关键技术如延迟、多普勒频率、相关非高斯杂波、射频阵列等实现方法也进行了讨论.     

一种防空导弹毁伤效果评估仿真方法

研究了一种配有激光近炸引信的防空导弹毁伤效果评估仿真方法。以仿真软件Vega为基础,实现了弹目交会的视景仿真;应用碰撞检测技术模拟激光近炸引信的目标探测。并利用包围体方法提高碰撞检测速度,解决了目标遗失问题;通过计算破片击中目标的数量和部位,实现了对导弹毁伤效果的量化评价。在此基础上,开发了"防空导弹毁伤效果评估"仿真软件,并在导弹引信设计中进行应用,验证了算法的有效性。