Waveform diversity based sonar system for target localization

A new monostatic army system taking advantage of diverse waveforms to improve the performance of underwater target localization is proposed.Unlike the coherent signals between different elements in common active array,the transmitted signals from different elements here are spatially orthogonal waveforms which allow for array processing in the transit mode and result in an extension of array aperture.The mathematical derivation of Capon estimator for this sonar system is described in detail.And the performance of this orthogonal-waveform based sonar is analyzed and compared with that of its phased-array counterpart by water tank experiments.Experimental results show that this sonar system could achieve 12 dB-15 dB additional array gain over its phased-array counterpart,which means a doubling of maximum detection range.Moreover,the angular resolution is significantly improved at lower SNR.     

Calibration method of phase distortions for cross polarization channel of instantaneous polarization radar system

A novel poladmetric calibration method for new target property measurement radar system is presented.Its application in the real radar system is also discussed.The analysis indicates that instantaneous polarization radar (IPR) has inherent cross-polarization measurement error.The proposed method can effectively eliminate this error,and thus enhance the polarization scattering matrix (PSM) measurement precision.The phase error caused by digital receiver's direct iF sampling and mixing of two orthogonal polarization channels can be removed.Consequently,the inherent error of target polarization scattering measurement of the instantaneous polarization radar system is well revised.It has good reference value for further plcarimetric calibration and high practical application prospect.     

仿青蛙跳跃机器人运动学研究

提出了仿青蛙跳跃机器人机构模型及运动学研究的方法。基于对青蛙运动的研究,提出了仿青蛙机器人单侧跳跃机构的分析模型,采用D-H法,建立了机器人起跳与腾空两个阶段,其前肢和后肢的运动学方程,进行了正、逆运动学研究。分析机器人四肢的运动空间,并通过实例计算,验证了研究结果和生物学实测结果相一致,从而证明了这一仿生跳跃机构模型的可行性和仿生机构运动研究方法的有效性。得出的结论将为仿青蛙跳跃机器人的设计及控制提供理论基础。     

无人机轮式着陆横侧向控制

针对轮式起降无人机着陆过程横侧向控制存在的着陆安全性较低及抗风能力较弱的问题,提出了一种无人机着陆高安全性横侧向控制方案和控制结构。在常规的副翼和方向舵横侧向控制面配置条件下,采用在滚转角和偏航角精确解耦内回路控制的基础上,进行滚转和偏航的综合侧偏外回路控制方法,引入外回路对内回路的滚转角和偏航角指令限幅值随相对高度变化的机制,实现对无人机接地时侧偏距、侧偏速度、滚转角和偏航角的综合控制。对某型无人机的着陆横侧向控制进行设计及仿真,结果表明所提出的着陆横侧向控制能提高无人机的抗侧风能力,在侧风情况下着陆,可有效地将侧偏距、侧偏速度、滚转角和偏航角控制在安全范围内,所采用的着陆横侧向控制对无人机的气动参数摄动具有较强的鲁棒性,并且克服了常规控制中对相对高度信号误差要求高的缺点,在提高着陆安全性的同时,降低了对设备性能的要求。     

基于高分辨雷达的运动目标参数估计方法研究

根据运动目标的频域回波的特点，深入研究了一种具有多项式相位结构的运动目标回波仿真模型，并提出了基于该模型的多特征参数提取方法。该方法基于匹配傅立叶变换理论，依据频域雷达目标回波特征构造匹配函数，对目标回波数据进行匹配傅立叶变换，变换结果的主瓣坐标反映了目标散射点的距离及速度信息。大量的仿真实验结果证明，该方法十分有利于进行运动目标的特征提取。根据对仿真结果的分析，进一步给出了改进算法，使得在较低信噪比情况下也能够有效的检测出目标上的散射点的距离与速度参数。     

卫星对地搜索问题研究——搜索理论的新应用

用卫星搜寻海上的未知目标时，由于海洋的面积大，可参照点少，搜寻未知目标难度较大，因此有必要对此展开研究。建立了对地观测卫星对海洋未知目标的搜索模型，同时给出一种评估卫星搜索探测函数的新方法，在此基础上，以一颗载有推扫式CCD相机的低轨小卫星为例，说明如何用该模型指导卫星搜索海域内的未知目标，从而使卫星在有限的观测时间内发现目标的概率最大，为搜索理论在卫星应用上提供了新思路。     

基于距离像幅度信息和Boosting的目标识别研究

在基于高分辨雷达距离像的目标识别中,有研究者指出散射点的位置信息具有比幅度信息更好的鉴别能力。对此,将距离像各距离单元按照幅度大小进行重排,得到只保留散射点幅度信息而去除散射点位置信息的平移不变特征,它反映了目标的反射特性,并利用Boosting算法和支持矢量机(SVM)进行了分类试验。基于实测数据的仿真结果表明,散射点的幅度同样是一种重要的识别信息。     

星载雷达弱目标长时间积累算法研究

空间弱目标的远距离探测与跟踪是星载雷达目标探测的关键技术之一,受星上计算机实时计算能力和存储能力的限制,空间远距离、弱目标的长时间直接全相干积累难以实现。在已有的分段处理方法基础上,提出了一种段内相干-段间二次相干积累的长时间积累算法,该算法对存储要求低,且具有很好的积累效果,非常适合实时处理和时间重叠处理。给出了算法的实现步骤和积累效率分析,与全相干处理相比该算法的额外信噪比损失仅为-2.4 dB。仿真结果验证了理论分析的结果和算法的有效性。     

再论扩展目标的角闪烁

解释了角闪烁的两种物理概念及其计算方法;从数学上证明了远区角闪烁线偏差与雷达距离无关;以两个任意取向的电偶极子组成的典型目标为例,推导了考虑目标回波极化和接收天线极化时的角闪烁理论计算公式。理论分析和数值计算表明,在几何光学条件近似下,对线极化接收,相位梯度法与坡印亭矢量法完全等效。     

机载SAR静止场景成像及运动目标检测研究

针对真实飞行条件下飞机运动和定位误差导致多普勒中心频率和多普勒调频斜率误差,从而使图像出现大的变形的特点,提出了真实飞行条件下估计接收数据多普勒中心频率和多普勒调频斜率的新方法。该方法设置飞机速率和脉冲重复频率比为常数,保证方位向接收信号均匀空间取样,使用实时最小二乘拟合算法,增加了和距离相对应的多普勒中心频率曲线估计的精确性。给出了应用该方法的具体步骤,并通过此方法同时实现了实时对地物背景成像以及地面多个运动目标的检测。最后用试验结果验证了该方法的有效性。