蒸发波导条件下海上搜索雷达频段选择研究

针对蒸发波导条件下海上搜索雷达频段的选择问题,介绍了电磁波传播损耗计算方法,计算并比较多个频率雷达波在各种蒸发波导条件下的传播损耗,并结合历史气象水文数据所对应的蒸发波导特征量分布规律,得出如下结论:当蒸发波导高度不超过10 m时,Ku波段传播损耗最小;当蒸发波导高度在10 m～14 m范围内时,X波段传播损耗最小;当蒸发波导高度在18 m～22 m范围时,C波段传播损耗最小.该结论对于海上搜索雷达的设计和使用具有一定的参考价值.     

蒸发波导条件下雷达天线仰角和高度对探测距离的影响

为了研究蒸发波导条件下雷达天线高度和仰角对探测距离的影响,利用基于蒸发波导的雷达探测距离预测方法,仿真计算了不同大气层结条件下,天线仰角和高度分别取不同值时的雷达探测距离。仿真结果表明天线仰角和高度对雷达探测距离影响很大。相同条件下仰角为0°时探测距离最大,雷达探测距离不是单调地随天线高度的增加而增加或减小,存在一个最佳天线高度,能大大增加雷达探测距离。     

蒸发波导条件下雷达探测距离的估计方法

雷达波在近海面传播时受到各种因素的影响,使得雷达探测出现异常现象,尤其在蒸发波导条件下,会形成波导传播。文中描述了通过气象水文信息得到蒸发波导折射率剖面,再由电波传播模型和修正的雷达方程估计出雷达在蒸发波导条件下的作用距离。并通过试验,初步验证了上述方法。     

几种雷达天线背架的结构型式

对几种舰载雷达天线结构的主要参数和天线背架的结构型式做了分析，对桁架式背架的设计要点进行了总结，提供了一些有实用价值的数据。     

蒸发波导对舰载雷达超视距干扰的影响

舰载雷达常利用蒸发波导实现对海上目标的超视距探测,同样蒸发波导也会对有源干扰性能产生影响。针对舰载雷达干扰对抗,基于蒸发波导区域预报数据和雷达干扰方程,对舰船自卫干扰方式的雷达回波功率、干扰功率、干信比等进行了仿真计算和分析,并获得干扰设备在蒸发波导环境中的合理布设区域。结果表明:合理利用蒸发波导条件,可形成对雷达的超视距干扰。评估海上蒸发波导环境下雷达的干扰性能,可为雷达对抗提供辅助决策信息。     

米波雷达探测低空目标条件下天线架高定量分析

米波雷达在实际使用时,天线的架高会影响到其威力的发挥。主要从有效反射区、雷达探测范围两个方面进行了分析,探讨了它们与天线架高的关系,建立了相应的模型。在此基础上,运用逼近理想解的排序法,建立了确定天线架高的数学模型,为米波雷达的应用提供了依据。     

蒸发波导条件下雷达超视距探测距离研究

首先,对蒸发波导条件下舰载雷达超视距探测距离进行研究,描述了蒸发波导形成机理,以及需要监测的参数.然后,分析了对舰载雷达实现超视距探测的3个条件,给出了舰载雷达作用距离表达式.最后,采用分步傅里叶变换求解抛物方程法对蒸发波导条件下雷达电磁波传播损失进行了仿真分析,并给出了上下边界和初始场的处理方式.仿真结果表明,蒸发波导越高,目标高度越小,发射仰角越低,雷达作用距离越大.     

基于不同天线高度雷达海杂波的蒸发波导反演

分析了影响雷达海杂波反演海洋蒸发波导的几个关键因素,建立了蒸发波导修正折射率剖面的两参数模型,提出了一种提高蒸发波导反演精度的方法。由于天线高度不同时,雷达接收的海杂波携带的波导特征信息不同,基于天线伺服系统,建立了可调天线高度雷达系统的两参数蒸发波导反演模型。通过与固定天线高度的蒸发波导两参数反演比较,验证了该反演模型具有较高的稳定性和反演精度。     

舰载雷达天线稳定转台的动力学仿真

将风洞试验数据通过变量形式转换成风载荷加载到舰载天线稳定转台虚拟样机上,精确仿真出天线稳定转台各部件在舰船摇摆过程中受载情况,为各部件进行结构有限元分析提供精确的受力状态。     

蒸发波导环境中的雷达探测性能分析

应用抛物型方程和电波传播的基本理论,计算了电磁波在近海面中性层结条件蒸发波导中和标准大气中的传输损耗,得到了蒸发波导中电磁场的空间分布特性.利用伪彩色图分析了蒸发波导厚度、天线高度和发射仰角对雷达探测性能的影响,数值仿真克服了目前射线描迹技术尚不能精确描述空间场分布的缺点,为有效预测雷达系统的探测盲区以及覆盖区提供了可靠的依据.     

蒸发波导条件下海上超视距通信距离研究

大气波导的存在对海上电磁波传播产生严重影响,蒸发波导因发生概率、波导高度等特殊性对舰载微波通信装备影响尤为突出。研究了蒸发波导特征及电磁波形成波导传播条件。利用抛物线方程分布傅里叶算法计算蒸发波导条件下电磁波传播损耗,提出了基于蒸发波导条件下海上超视距通信距离估算方法及计算流程。仿真分析不同波导高度电磁波传播损耗,验证了该方法的可行性。仿真结果表明蒸发波导条件下,可实现海上微波超视距通信,能够定量估算有效通信距离,通信距离可达上百公里。研究结论对指导舰载微波频段的通信应用具有重要意义。     

蒸发波导高度水平非均匀性对路径损耗的影响

探讨了对流层波导模型参数的水平非均匀性.利用抛物方程法,通过仿真分析了蒸发波导高度和逆变层基底高度的水平非均匀性对对流层波导条件下电波路径损耗分布的影响.仿真结果表明：某些条件下蒸发波导高度的水平非均匀性不能忽略,并由此提出新的对流层波导模型.此外,还应用新的模型对路径损耗进行了反演.仿真结果显示,新反演模型可以有效改善反演计算的效果.     

蒸发波导模型与微波超视距传播试验对比

海洋蒸发波导是实现近海面超视距电波传播的重要环境,利用蒸发波导模型和电波传播数值算法是获取路径损耗的主要途径.基于海上平台约7个月测量的水文气象参数,对比了Paulus提出的PJ模型和美国海军研究生院(Naval Postgraduate School,NPS)提出的NPS模型,同时利用约1个月的海上超视距传播测试数据...     

中国近海蒸发波导反演中最佳雷达参数分析

利用雷达海杂波反演大气波导折射率(Refractivity From Clutter,RFC)的技术可以实现海洋低空对流层近实时、区域性、非均匀折射率的探测反演,但其反演性能受雷达参数和折射率区域时空统计特性以及地(海)面的影响,为了使RFC技术在中国海域蒸发波导反演中体现出较好的性能,使用粒子群优化算法和自适应目标函数,利用美国圣地亚哥空海作战系统中心高级折射效应预报系统提供的中国海域蒸发波导高度区域统计数据,依据考虑区域统计特性的均方根误差评判模型,研究了中国不同海域、不同月份,不同雷达频率天线高度组合情况下的蒸发波导RFC反演性能,分析得出适用于中国近海蒸发波导RFC反演的最佳雷达频率和天线架设高度范围,所得结果对我国周边海域监测以及海上无线电系统的设计与应用具有参考价值.     

蒸发波导与雷达最大探测距离查询数据库的设计

为方便总结蒸发波导高度与雷达最大探测距离分布规律,开发了蒸发波导与雷达最大探测距离查询数据库,并对数据库性能进行检验.检验结果表明:查询得到的蒸发波导高度分布规律与美国海军所用折射率影响高级预测系统(AREPS)统计结果基本吻合,且能提供更高的空间分辨率,与AREPS相比,本数据库由气象水文数据计算得到的雷达最大探测距离更接近实测值.     

蒸发波导环境掠射角对雷达海杂波的影响

利用雷达海杂波反演对流层波导是当前国内外研究热点,这是一个典型的电磁逆问题.为了尽可能降低反演的不确定性, 文章基于对流层波导大气修正折射率水平非均匀性, 通过分析蒸发波导环境掠射角对雷达海杂波的影响, 提出了蒸发波导条件下的海杂波功率模型, 并进行了实验验证, 有效提高了对流层波导反演效果.     

基于蚁群算法的雷达海杂波反演蒸发波导研究

蚁群算法是近年来兴起的一种随机搜索寻优算法,为函数优化问题提供了一种新思路;利用雷达海杂波反演蒸发波导(RFC)可以提供近实时的波导信息,为雷达等无线电系统评估提供参数,且无需增加硬件设备.阐述了利用雷达海杂波反演大气波导的基本原理和基本流程;给出了用于函数优化的蚁群算法基本原理;将蚁群算法与雷达海杂波反演大气波导技术相结合实现了对蒸发波导的反演.利用我国东部沿海的实验数据对反演算法进行检验,分析结果显示蚁群算法收敛速度较快,精度较高.     

舰用短波宽带鞭状天线研究

设计了一副双加载舰用短波宽带7m鞭状天线,建立了矩量法仿真模型,利用遗传算法优化了加载位置、加载网络参数和匹配网络参数,计算了天线的电压驻波比、增益和方向图.实际制作了一副天线并进行了测试,实测的电压驻波比和增益数据与仿真计算结果相吻合,在3.5～30MHz频率范围内天线驻波比小于3:1,在8～30MHz频率范围内平均增益大于2dBi.