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雷达原理目标检测论文

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雷达原理目标检测论文

雷达所起的作用和眼睛相似,当然,它不再是大自然的杰作,同时,它的信息载体是无线电波。 事实上,不论是可见光或是无线电波,在本质上是同一种东西,都是电磁波,传播的速度都是光速C,差别在于它们各自占据的波段不同。其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。测量速度是雷达根据自身和目标之间有相对运动产生的频率多普勒效应原理。雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

典型的雷达是脉冲雷达,主要由天线、收发转换开关、发射机、接收机、定时器、显示器、电源等部分组成。

发射机产生强功率高频振荡脉冲。具有方向性的天线,将这种高频振荡转变成束状的电磁波(简称波束),以光速在空间传播。电磁波在传播过程中遇到目标时,目标受到激励而产生二次辐射,二次辐射中的一小部分电磁波返回雷达,为天线所收集,称为回波信号。

接收机将回波信号放大和变换后,送到显示器上显示,从而探测到目标的存在。为了使雷达能够在各个方向的广阔空域内搜索、发现和跟踪目标,通常采用机械转动天线或电子控制波束扫描的方法,使天线的定向波束以一定的方式在空间扫描。

定时器用于控制雷达各个部分保持同步工作。收发转换开关可使同一副天线兼作发射和接收之用。电源供给雷达各部分需要的电能。目标的距离是根据电磁波从雷达传播到目标所需要的时间(即回波信号到达时间的一半)和光速(每秒30万公里)相乘而得的。目标的方位角和仰角是利用天线波束的指向特性测定的。

根据目标距离和仰角,可测定目标的高度。当目标与雷达之间存在相对运动时,雷达接收到目标回波的频率就会产生变化。这种频移称为多普勒频移,它的数值与目标运动速度的径向分量成正比。据此,即可测定目标的径向速度。

35. 雷达的工作原理是什么?战斗机为何能知道自己被雷达锁定了?

雷达信号检测论文

1.积累分为相参积累和非相参积累,非相参积累又称视频积累。简单的讲,由于雷达回波信号不但有微弱的信号,还会有很强的噪声,相对于噪声来说,信号的强度是没有什么优势的,雷达的主要目的就是要把微弱的目标信号从噪声中分离出来,即设法提高信号和噪声的比值(信噪比)。我们要想把信号提取出来,必须要将信号放大,但放大的同时噪声也被放大,因为它们总是同时存在的,并且放大电路自己本身也有噪声,放大后信号与噪声的比值反而变小了,这样更不利于提取有用的回波信号。解决的方法是进行积累,我们可以对n个回波进行累加,由于噪声是随机的,累加的结果是信号变强(理想状态是提高到n倍),而噪声因是随机的,强度反而变小,这样信号与噪声比就提高了。相参积累又称中频积累,它是最理想的积累,因为中频积累保存了相位信息,所以理论上积累后信噪比可提高到n倍,但这相对来说对雷达体制的要求较高;视频积累又称非相参积累,也称检波后积累,它是将已变为中频的回波信号经包络检波后进行累加,由于检波后相位信息丢失,回波变为非相参的,成为纯粹的视频信号,故称非相参积累。视频积累的效果不如相参积累,其信噪比提高倍数小于n,但大于n的1/2次方,但已相当可观了,虽然视频积累不如相参积累效果好,但是由于它较容易实现,所以很多现代雷达依然使用视频积累的方式。 2.啁啾雷达是线性调频(LFM)雷达,是发射线性调频信号(chrip信号)的雷达,是当前比较常见的雷达,因能较易实现匹配滤波,又能解决发射功率与测距精度的矛盾,所以使用比较普遍。另:chrip,英语原意为一种鸟叫啁啾声,后来作为线性调频信号的代称,大抵外国人也善于取类比象。但将其翻译成“啁啾雷达",国内却属少见,可能是此人根本不懂雷达,就是随意用翻译软件翻译的,或者从其他小报上看到的拿来就用。可笑。 3.可能是指距离模糊。多普勒雷达因发射脉冲重复频率不同而会造成不同的模糊。高重频易造成测距模糊,测速不模糊,低重频相反。多普勒模糊度大约指前者。可以使用其他方法解模糊。具体可查阅相关资料。

:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。下面是我整理的电子对抗技术论文,希望你能从中得到感悟!

电子对抗中通信技术研究

摘 要:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。电子对抗中,各个计算机设备之间的通信传输最薄弱,最容易受到攻击,经过多年的实践和研究,电子对抗中的通信技术已经诞生了自适应技术、跳频技术、差错控制技术、分集技术,同时为了能够更好地进行数据传输,未来电子对抗通信技术将逐渐向窄带、融合等方向发展,提高电子对抗的有效性。

关键词:电子对抗;通信;跳频;差错控制

中图分类号:TN97 文献标识码:A

电子对抗又被称为电子战斗或电子斗争,敌对双方可以使用电子技术设备、器材进行电磁斗争。电子对抗可以破坏、削弱敌方的电子设备应用成效,保证己方电子设备的综合利用。电子对抗起源于20世纪初,在两次世界大战中均得到应用,比如干扰对方通信网络。电子对抗的具体项目包括电子侦查、电子进攻和电子防御,电子侦查可以实现情报侦察和支援侦察;电子进攻可以实现电子干扰和电子摧毁;电子防御包括反干扰、反侦察等功能。电子对抗技术性强、时效性强、针对性强,贯穿了信息化作战的整个过程。

信息化战争中,所有的电子设备之间的信息共享、命令传输均采用通信技术,利用短波、微波、中波等传输信息和指挥命令,并且由于通信技术自身特点,其也是电子对抗中最容易受到破坏的地方。通信技术覆盖范围广、设备接入种类多、组网结构较为复杂,通信传输非常容易受到干扰因素影响,比如电磁辐射、多径时延、幅度衰落等,因此为了提高电子通信抗干扰能力,确保数据传输安全,不被敌方窃取、破坏和篡改,许多的通信学家对其进行了研究,提出了自适应技术、分集技术、跳频技术和差错控制技术等抗干扰措施,可以有效地提升战场通信的可靠性,确保战场数据的传输质量。

1.电子对抗中通信技术应用现状

通信对抗是电子对抗在通信领域中的一个分支,通信对抗主要内容包括通信干扰、通信侦查、通信抗干扰等方面,通信对抗的主要目的是接收和破译敌方密码,获取敌方的军事部署信息;获取通信传输相关的战术参数,掌握敌方的军力部署、作战指令等情报信息。通信对抗可以造成敌方的设备通信暂时失效,从而导致军事指挥系统部分或完全瘫痪,抑制对方的军事行动,保证我方军事通信系统的有效性。

军事设施通信收发地相距较远,因此信息传递中保密性、安全性、干扰性方案较为复杂,因此通信对抗过程中,需要提高电子通信的抗干扰能力,保证我方电子通信的可靠运行,目前常用的电子通信对抗技术包括自适应技术、跳频技术、差错控制技术和分集技术。

1.1 自适应技术

军队电子通信传输过程中,自适应技术可以提高通信传输的抗干扰能力,通过自动化地优化通信系统的传输频道、结构和参数,可以根据战场通信环境的变化动态地改变通信传输信号,以便能够提高战场通信的抗干扰能力。自适应技术可以动态分析战场通信的链路质量,根据实际通信传输质量扫描多个信道,参考天气状况、太阳离子、经纬度变化、敌方干扰情况进行优化,发布LQA信号探测命令之后,可以为战场通信自动选择合适的通信频率,构建一个最优化的通信链路,自动地将通信内容切换到最佳频道上,改善军事通信过程存在的信号衰落情况,提高军事通信抗干扰能力,保持一个较好的通信传输质量。

1.2 跳频技术

跳频是军队通信传输最常用的扩频方式之一,通信双方可以利用一定的规律实现载波频率的随机跳变。从时域方面来看,跳频信号是一个多频率的频移键控信号;从频域方面看,跳频信号的频谱是在一个很宽的频带上利用不等间隔随机跳变的。其中,跳频控制器是核心的部件,其可以采用伪随机码、多频频移键控等模式改变载波信道,在一定范围内实现通信信号的跳变、同步和自适应控制,控制数据发送和接收。军事通信采用跳频技术,可以保证通信信道的隐蔽性,敌方很难发现跳频规律,就无法截获通信传输内容。跳频通信具有较强的抗干扰能力,即使通信频带的部分频点被干扰,用户依然可以在其他频点上进行正常地通信传输,由于跳频通信系统是一种瞬时窄带系统,易与其他的战场通信系统兼容,因此非常有利于军事部署使用。

1.3 差错控制技术

军事通信涉及部门、设备较多,因此承载的业务数量也是海量的,受到敌方攻击、自然条件的影响非常大,电子对抗非常容易造成通信传输存在乱码和错码现象,数据传输过程中自身也会发生丢包现象,因此为了保证通信传输的准确度,需要采用差错控制技术。差错控制技术经过多年的使用和改进,已经诞生了自动重发请求、前向纠错技术和混合纠错技术,这些技术可以大大地提升数据信息、控制命令的传输精确度。电子对抗通信传输采用自动重发请求是指当某一个军事部门接收到数据包之后,其可以对其进行验证是否存在错误,如果存在错误,则可以自动地请求发送方重新发送数据包。同时,为了能够提高数据通信和差错控制效率,如果接收方收到的错误码元较少,可以自行采用前向纠错技术改正错误的码元,将其调整为准确的信息包。混合纠错就是集成了前向纠错和自动重发请求的优点,可以快速化地、有效地对错误码元进行改正,保障通信传输的时效性、准确性和完整性,进一步提升军事通信应用成效。

1.4 分集技术

军事通信应用环境非常复杂,通信信道也会根据不同的传输距离存在衰落情况,有的信道具有较强的传输信号、有的信道传输信号则非常弱,因此为了保证信道传输信号的质量,可以利用分集技术,有条件地选择、组合信息传输通道,补偿衰落信道传输时造成的损耗,并且可以使两个或更多的接收天线均衡传输信号。军事通信环境中,各个通信设备均可以采用分集技术,可以从空间、时间、频率和角度等方面进行分集,分集技术可以选择不同的信道,将其组合在一起,并且不需要增加无线发射机、接收机的传输功率和带宽,可有效地改善军事环境无线通信的传输质量。

2.电子对抗中通信技术未来发展趋势 近年来,随着通信技术在电子对抗中的应用和改进,战场通信采用的对抗措施也越来越多,由于战场通信环境日趋复杂,传统的抗干扰技术已经逐渐不能适应现代战争需求,因此电子对抗中通信技术发展呈现出以下趋势:

(1)融合多种自适应技术,改进通信传输质量。军事电子对抗涉及的硬件、软件和传输资源非常多,因此采用的自适应技术具体措施也非常多,单一的自适应技术无法最大程度地提升军事通信质量,可以采用融合传输技术,整合多种自适应技术,形成一个集成的军事通信系统。军队通信时可以将智能天线、多输入多输出、空分编码、软件天线、软件无线电和数字波束成型技术进行整合,形成一个全自动化的军队通信传输系统,进一步改进和提高通信抗干扰能力。

(2)通信抗干扰技术从低速窄带向高速宽带发展。军队通信传输系统承载的业务增多,传输数据也亟需较高的速率和带宽,因此通信抗干扰技术也需要从窄带向高速宽带发展迈进,以便能够延长前向纠错长度、加入较多密码保护码元,可以大幅度提高通信传输的抗干扰性能,满足军队多业务高速率传输带宽需求。

(3)军事通信传输跳频码序列优化。跳频抗干扰技术可以采用伪随机码,比如Gold序列码、Walsh序列码、M序列码等技术。为了更好地防止军事通信由于跳频技术自身缺陷等而被黑客、病毒、木马攻击,可以引入非线性动力学混沌理论、模拟退火思想、机器学习算法等优化序列编码,寻找一个更好的跳频序列码,以进一步提升军事通信抗干扰能力。

(4)军事通信抗干扰技术可视化、智能化。军事通信已经随着软件设计、电子器件开发技术的提升向前迈进,军事通信抗干扰监控过程中引入了先进的数字化、可视化技术,这样就可以把干扰信号发生的时间、频段等进行定位,以利于干扰抑制军事通信信号精准识别,选择干扰较低或无干扰的频段进行军事通信传输。

结语

通信对抗可以使用专业的侦察设备、干扰设备等搜寻、定位、识别、截获敌方战场的相关传输数据,也可以干扰对方的通信传输,造成敌方通信系统瘫痪,直接打击敌方的军事部署。因此,为了提高通信传输的抗干扰能力,人们针对通信对抗提出了抗干扰措施,利用自适应、跳频、差错控制和分集技术等实现阻拦式干扰、瞄准式干扰,显著提高通信传输质量和能力,保证战场通信设备正常、可靠和安全地运行。

参考文献

[1]陈超.自适应跳频技术在通信对抗中的应用研究[D].南京邮电大学,2014:1-7.

[2]赵鹏,庞天杰.信息战电子对抗中大数据引导通信优化仿真[J].计算机仿真,2015,32(1):15-18.

[3]张健.电子对抗环境下飞行器测控通信技术的发展[J].太赫兹科学与电子信息学报,2006,4(2):81-88.

[4]白春惠,赵凌伟.数据链网络通信对抗技术及试验系统研究[J].无线电工程,2014,10(6):63-65.

雷达电子对抗新技术探讨

0 前言

所谓雷达电子对抗,具体指的是以雷达充当探测传感头的探测以及武器作战系统的相关电子技术。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。纵观当今雷电电子对抗发展现状,结合国外雷达电子战一体化趋势,对雷达电子对抗新技术进行深入分析和探讨具有重要意义。针对雷达电子战一体化进行合理性分析,同时对超宽带雷达今后发展趋势进行展望,提炼出新的雷达电子对抗技术和作战方式,并且极有可能在今后与雷达对抗中获得验证和普遍应用。

1 雷达电子对抗新技术分析

由于普通的雷达数据链和雷达传感器不能满足信息侦查传递的要求,九十年代,美国研发出雷达通用数据链,通用数据链除了在控制组织之间传递交换更多的数据之外还能将侦察机所获取的大容量信息传递到控制中心,雷达通用数据链是用于监视侦查抗干扰的通信传感器,是用于平台和地面终端的通信设备,当国防部队或是政府等高端机构需要秘密情报时,就可以采用侦察机的雷达通用数据链来传递信息情报,很多国家的国防部都需要通用数据链作为网络中心传感器和地面终端的传输纽带,通用数据链主要有五大类数据链路组成,一类是地面平台八万英尺高的通信平台,第二类是高于第一类七万英尺的空中平台,第三类的空中平台高度有五十万英尺,第四类和第五类恶毒数据链路属于卫星的运作链路,一类用于七百五十海里的轨道的卫星运行,另一个运用在更高高度的卫星运行。

1.1 相干噪声干扰

以往的噪声干扰主要有两种方式,分别是非相关宽带阻塞式干扰以及测频瞄准式窄带阻塞式干扰,最为显著的特点体现在其与雷达信号之间并不具备任何联系。正是因为非相干噪声信号和雷达目标回波信号之间不具备联系,因此,在雷达信号的处理过程中,极有可能造成这样一种后果,即:相比较于噪声而言,回波处理有所增加。通过适当的增加噪声干扰功率可以确保干扰效果,此外,为了实现对能量的充分利用,需要选择瞄准式干扰。假如选择相干噪声干扰,就不能使雷达信号处理增益有所增加,此时所需要的噪声干扰功率也相对不高,并且因为所选择的是相干噪声,具备精确瞄频信号,因此,可以确保对噪声干扰能量进行充分有效的利用。相干噪声干扰属于转发式噪声范畴,在完成雷达信号的接收之后,对其进行相应的噪声调制处理,再将经过处理的雷达信号进行转发,这样包括连续波在内的诸多种波形形式均可以得到实现。与之前的噪声干扰相比较而言,相干噪声干扰所需要的干扰能量十分有限,由此可以推断出,在干扰能量一样的情况下,相干噪声干扰所作用的距离可以达到更远。

传统的噪声干扰是采用非相干宽带阻塞式干扰或测频瞄准式窄带阻塞式干扰,其一大特点是与雷达信号不相关。正由于非相干噪声信号与雷达目标回波信号是非相干的在雷达如机载火控雷达和导弹末制导雷达的信号处理中,对回波的处理增益相对噪声来说就可 能会变大,大约可增加十几dB。为了达到较好的干扰效果,就必须加大噪声干扰的功率, 同时为了有效的利用能量,需要采用瞄准式干扰。

1.2 对单脉冲雷达的角度欺干扰

根据单脉冲雷达工作机理,可以确定其抗角度欺干扰的性能十分优越,这也在一定程度上促使其近些年来保持迅猛的发展态势,并且影响范围越来越广,特别是在导弹控制以及雷达引导等方面,其应用日益普遍。有关干扰单脉冲雷达技术的研究最初始于上世纪五十年代,六十年代开始部署战术自卫干扰系统,随后得到美国及前苏联的关注,展开了一系列的试验,并取得了相应的成果。我国在此领域经过十几年的研究,也已经取得初步成果,积累了一定的经验,但在干扰效果有效方式方面较为欠缺。结合单脉冲雷达特点,在干扰技术的设计方面要注意以下几点:1)针对雷达设计以及制造方面存在的不足,选择闪烁干扰或者是间断干扰等;2)结合雷达工作基本原理,选择交叉极化干扰或者是交叉眼干扰等;3)选择有源诱饵假目标。

首先,交叉极化干扰。所谓交叉极化干扰,主要指的是干扰信号与雷达回波,在极化方向上是互相垂直的。针对幅度单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致相反的误差信号,这样就可以达到单脉冲雷达角跟踪能力彻底消失的效果;对于相位单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致误差信号出现畸变的后果。在交叉极化干扰不存在的情况下,雷达主波束相位波前不会发生变化,在存在交叉极化干扰的情况下,天线瞄准轴位置的相位波前会出现一百八十度的相移。交叉极化干扰有两大要求,其一就是可以实现对雷达所发射的信号的极化进行准确的测量;其二就是具备对正交极化信号的转发功能,交叉极化欺干扰框架示意图详见下图所示。

交叉极化正交性还可以根据输入的信号极化对天线极化进行调整,新阿红极化参数和天线极化信号的生成并不是必备条件。

其次,交叉眼干扰。在本体上进行设备设置,所设置的两组设备需要具备一致的收发信号通路,同时还要确保在走向上是互相交叉的。在设备接收机捕获到单脉冲雷达信号后,会通过发射天线将其辐射出去,如果在作用雷达处的信号保持一百八十度的相位差,并且幅度比与一接近的情况下,所导致的后果将是单脉冲雷达探测本体等效位置中心出现明显偏置,这样会造成单脉冲雷达跟踪与本体相偏离。而只有可以确保单脉冲雷达在本体两套设备连接天线的法向中心线的交叉眼干扰才可以称之为有效。

之前的交叉眼干扰对相对位置关系以及相位差条件的要求较为严格,从而在一定程度上对其广泛应用造成限制。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子战技术也取得长足发展,使得我们有条件对交叉眼干扰进行改进和完善。当前,发达国家正在积极致力于定位准确、识别性格优越的雷达告警及侦察设备的相关研究,可以预见不久,借助本体向交叉眼干扰设备提供辐射源也就是雷达精确位置信息将成为现实。一旦交叉眼干扰设备具备了此种性能,角度欺可信度将会极大的提升,与此同时,借助对实时反馈信息的研制,设备状况也会有所改善,从而向辐射源偏离本体提供引导。这边是依托于辐射源定位实时校准的自适应引导交叉眼干扰。

1.3 对宽带及超宽带雷达的干扰

脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围,其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中,脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号,因此其距离分辨率相对较高;SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率,而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系,简单的说,只需要干扰距离维,将会导致成像功能失效的后果,SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测,所以,对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定,线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲,脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式,所以,其同样具备线性调频信号距离特性。

线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺干扰性能均十分优越,一旦遇到噪声干扰信号,雷达信号处理机制与信号相匹配,这样,滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰,需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率,但依据目前技术水平,实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数,可以导致幅度调制效应,这样所得到的干扰信号具备欺性压制干扰效果。

2 结语

综上所述,随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。在研究电子对抗以及雷达电子战一体化技术的过程中,发现通过相干噪声得到性能较高的干扰技术手段只需要付出极小的代价;在单脉冲雷达角度欺干扰方面,大功率交叉极化干扰以及对来袭目标进行实时校准判定的交叉眼干扰极具发展空间;宽带及超宽带雷达干扰具有一定难度和挑战性,比较有效的方式就是利用复合式干扰。

参考文献:

[1]晁磊,基于雷达对抗研究的电子对抗仿真系统设计与实现,华中科技大学,2011,01.

[2]李丹、童天爵、毛少杰、闵荣宝,雷达网电子对抗仿真及雷达自卫距离的修正,系统仿真学报,2006,05.

[3]贾蒙、李辉、沈莹、张安,机载雷达电子对抗系统的仿真,火力与指挥控制,2010,04.

噪声影响雷达检测原因研究论文

:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。下面是我整理的电子对抗技术论文,希望你能从中得到感悟!

电子对抗中通信技术研究

摘 要:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。电子对抗中,各个计算机设备之间的通信传输最薄弱,最容易受到攻击,经过多年的实践和研究,电子对抗中的通信技术已经诞生了自适应技术、跳频技术、差错控制技术、分集技术,同时为了能够更好地进行数据传输,未来电子对抗通信技术将逐渐向窄带、融合等方向发展,提高电子对抗的有效性。

关键词:电子对抗;通信;跳频;差错控制

中图分类号:TN97 文献标识码:A

电子对抗又被称为电子战斗或电子斗争,敌对双方可以使用电子技术设备、器材进行电磁斗争。电子对抗可以破坏、削弱敌方的电子设备应用成效,保证己方电子设备的综合利用。电子对抗起源于20世纪初,在两次世界大战中均得到应用,比如干扰对方通信网络。电子对抗的具体项目包括电子侦查、电子进攻和电子防御,电子侦查可以实现情报侦察和支援侦察;电子进攻可以实现电子干扰和电子摧毁;电子防御包括反干扰、反侦察等功能。电子对抗技术性强、时效性强、针对性强,贯穿了信息化作战的整个过程。

信息化战争中,所有的电子设备之间的信息共享、命令传输均采用通信技术,利用短波、微波、中波等传输信息和指挥命令,并且由于通信技术自身特点,其也是电子对抗中最容易受到破坏的地方。通信技术覆盖范围广、设备接入种类多、组网结构较为复杂,通信传输非常容易受到干扰因素影响,比如电磁辐射、多径时延、幅度衰落等,因此为了提高电子通信抗干扰能力,确保数据传输安全,不被敌方窃取、破坏和篡改,许多的通信学家对其进行了研究,提出了自适应技术、分集技术、跳频技术和差错控制技术等抗干扰措施,可以有效地提升战场通信的可靠性,确保战场数据的传输质量。

1.电子对抗中通信技术应用现状

通信对抗是电子对抗在通信领域中的一个分支,通信对抗主要内容包括通信干扰、通信侦查、通信抗干扰等方面,通信对抗的主要目的是接收和破译敌方密码,获取敌方的军事部署信息;获取通信传输相关的战术参数,掌握敌方的军力部署、作战指令等情报信息。通信对抗可以造成敌方的设备通信暂时失效,从而导致军事指挥系统部分或完全瘫痪,抑制对方的军事行动,保证我方军事通信系统的有效性。

军事设施通信收发地相距较远,因此信息传递中保密性、安全性、干扰性方案较为复杂,因此通信对抗过程中,需要提高电子通信的抗干扰能力,保证我方电子通信的可靠运行,目前常用的电子通信对抗技术包括自适应技术、跳频技术、差错控制技术和分集技术。

1.1 自适应技术

军队电子通信传输过程中,自适应技术可以提高通信传输的抗干扰能力,通过自动化地优化通信系统的传输频道、结构和参数,可以根据战场通信环境的变化动态地改变通信传输信号,以便能够提高战场通信的抗干扰能力。自适应技术可以动态分析战场通信的链路质量,根据实际通信传输质量扫描多个信道,参考天气状况、太阳离子、经纬度变化、敌方干扰情况进行优化,发布LQA信号探测命令之后,可以为战场通信自动选择合适的通信频率,构建一个最优化的通信链路,自动地将通信内容切换到最佳频道上,改善军事通信过程存在的信号衰落情况,提高军事通信抗干扰能力,保持一个较好的通信传输质量。

1.2 跳频技术

跳频是军队通信传输最常用的扩频方式之一,通信双方可以利用一定的规律实现载波频率的随机跳变。从时域方面来看,跳频信号是一个多频率的频移键控信号;从频域方面看,跳频信号的频谱是在一个很宽的频带上利用不等间隔随机跳变的。其中,跳频控制器是核心的部件,其可以采用伪随机码、多频频移键控等模式改变载波信道,在一定范围内实现通信信号的跳变、同步和自适应控制,控制数据发送和接收。军事通信采用跳频技术,可以保证通信信道的隐蔽性,敌方很难发现跳频规律,就无法截获通信传输内容。跳频通信具有较强的抗干扰能力,即使通信频带的部分频点被干扰,用户依然可以在其他频点上进行正常地通信传输,由于跳频通信系统是一种瞬时窄带系统,易与其他的战场通信系统兼容,因此非常有利于军事部署使用。

1.3 差错控制技术

军事通信涉及部门、设备较多,因此承载的业务数量也是海量的,受到敌方攻击、自然条件的影响非常大,电子对抗非常容易造成通信传输存在乱码和错码现象,数据传输过程中自身也会发生丢包现象,因此为了保证通信传输的准确度,需要采用差错控制技术。差错控制技术经过多年的使用和改进,已经诞生了自动重发请求、前向纠错技术和混合纠错技术,这些技术可以大大地提升数据信息、控制命令的传输精确度。电子对抗通信传输采用自动重发请求是指当某一个军事部门接收到数据包之后,其可以对其进行验证是否存在错误,如果存在错误,则可以自动地请求发送方重新发送数据包。同时,为了能够提高数据通信和差错控制效率,如果接收方收到的错误码元较少,可以自行采用前向纠错技术改正错误的码元,将其调整为准确的信息包。混合纠错就是集成了前向纠错和自动重发请求的优点,可以快速化地、有效地对错误码元进行改正,保障通信传输的时效性、准确性和完整性,进一步提升军事通信应用成效。

1.4 分集技术

军事通信应用环境非常复杂,通信信道也会根据不同的传输距离存在衰落情况,有的信道具有较强的传输信号、有的信道传输信号则非常弱,因此为了保证信道传输信号的质量,可以利用分集技术,有条件地选择、组合信息传输通道,补偿衰落信道传输时造成的损耗,并且可以使两个或更多的接收天线均衡传输信号。军事通信环境中,各个通信设备均可以采用分集技术,可以从空间、时间、频率和角度等方面进行分集,分集技术可以选择不同的信道,将其组合在一起,并且不需要增加无线发射机、接收机的传输功率和带宽,可有效地改善军事环境无线通信的传输质量。

2.电子对抗中通信技术未来发展趋势 近年来,随着通信技术在电子对抗中的应用和改进,战场通信采用的对抗措施也越来越多,由于战场通信环境日趋复杂,传统的抗干扰技术已经逐渐不能适应现代战争需求,因此电子对抗中通信技术发展呈现出以下趋势:

(1)融合多种自适应技术,改进通信传输质量。军事电子对抗涉及的硬件、软件和传输资源非常多,因此采用的自适应技术具体措施也非常多,单一的自适应技术无法最大程度地提升军事通信质量,可以采用融合传输技术,整合多种自适应技术,形成一个集成的军事通信系统。军队通信时可以将智能天线、多输入多输出、空分编码、软件天线、软件无线电和数字波束成型技术进行整合,形成一个全自动化的军队通信传输系统,进一步改进和提高通信抗干扰能力。

(2)通信抗干扰技术从低速窄带向高速宽带发展。军队通信传输系统承载的业务增多,传输数据也亟需较高的速率和带宽,因此通信抗干扰技术也需要从窄带向高速宽带发展迈进,以便能够延长前向纠错长度、加入较多密码保护码元,可以大幅度提高通信传输的抗干扰性能,满足军队多业务高速率传输带宽需求。

(3)军事通信传输跳频码序列优化。跳频抗干扰技术可以采用伪随机码,比如Gold序列码、Walsh序列码、M序列码等技术。为了更好地防止军事通信由于跳频技术自身缺陷等而被黑客、病毒、木马攻击,可以引入非线性动力学混沌理论、模拟退火思想、机器学习算法等优化序列编码,寻找一个更好的跳频序列码,以进一步提升军事通信抗干扰能力。

(4)军事通信抗干扰技术可视化、智能化。军事通信已经随着软件设计、电子器件开发技术的提升向前迈进,军事通信抗干扰监控过程中引入了先进的数字化、可视化技术,这样就可以把干扰信号发生的时间、频段等进行定位,以利于干扰抑制军事通信信号精准识别,选择干扰较低或无干扰的频段进行军事通信传输。

结语

通信对抗可以使用专业的侦察设备、干扰设备等搜寻、定位、识别、截获敌方战场的相关传输数据,也可以干扰对方的通信传输,造成敌方通信系统瘫痪,直接打击敌方的军事部署。因此,为了提高通信传输的抗干扰能力,人们针对通信对抗提出了抗干扰措施,利用自适应、跳频、差错控制和分集技术等实现阻拦式干扰、瞄准式干扰,显著提高通信传输质量和能力,保证战场通信设备正常、可靠和安全地运行。

参考文献

[1]陈超.自适应跳频技术在通信对抗中的应用研究[D].南京邮电大学,2014:1-7.

[2]赵鹏,庞天杰.信息战电子对抗中大数据引导通信优化仿真[J].计算机仿真,2015,32(1):15-18.

[3]张健.电子对抗环境下飞行器测控通信技术的发展[J].太赫兹科学与电子信息学报,2006,4(2):81-88.

[4]白春惠,赵凌伟.数据链网络通信对抗技术及试验系统研究[J].无线电工程,2014,10(6):63-65.

雷达电子对抗新技术探讨

0 前言

所谓雷达电子对抗,具体指的是以雷达充当探测传感头的探测以及武器作战系统的相关电子技术。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。纵观当今雷电电子对抗发展现状,结合国外雷达电子战一体化趋势,对雷达电子对抗新技术进行深入分析和探讨具有重要意义。针对雷达电子战一体化进行合理性分析,同时对超宽带雷达今后发展趋势进行展望,提炼出新的雷达电子对抗技术和作战方式,并且极有可能在今后与雷达对抗中获得验证和普遍应用。

1 雷达电子对抗新技术分析

由于普通的雷达数据链和雷达传感器不能满足信息侦查传递的要求,九十年代,美国研发出雷达通用数据链,通用数据链除了在控制组织之间传递交换更多的数据之外还能将侦察机所获取的大容量信息传递到控制中心,雷达通用数据链是用于监视侦查抗干扰的通信传感器,是用于平台和地面终端的通信设备,当国防部队或是政府等高端机构需要秘密情报时,就可以采用侦察机的雷达通用数据链来传递信息情报,很多国家的国防部都需要通用数据链作为网络中心传感器和地面终端的传输纽带,通用数据链主要有五大类数据链路组成,一类是地面平台八万英尺高的通信平台,第二类是高于第一类七万英尺的空中平台,第三类的空中平台高度有五十万英尺,第四类和第五类恶毒数据链路属于卫星的运作链路,一类用于七百五十海里的轨道的卫星运行,另一个运用在更高高度的卫星运行。

1.1 相干噪声干扰

以往的噪声干扰主要有两种方式,分别是非相关宽带阻塞式干扰以及测频瞄准式窄带阻塞式干扰,最为显著的特点体现在其与雷达信号之间并不具备任何联系。正是因为非相干噪声信号和雷达目标回波信号之间不具备联系,因此,在雷达信号的处理过程中,极有可能造成这样一种后果,即:相比较于噪声而言,回波处理有所增加。通过适当的增加噪声干扰功率可以确保干扰效果,此外,为了实现对能量的充分利用,需要选择瞄准式干扰。假如选择相干噪声干扰,就不能使雷达信号处理增益有所增加,此时所需要的噪声干扰功率也相对不高,并且因为所选择的是相干噪声,具备精确瞄频信号,因此,可以确保对噪声干扰能量进行充分有效的利用。相干噪声干扰属于转发式噪声范畴,在完成雷达信号的接收之后,对其进行相应的噪声调制处理,再将经过处理的雷达信号进行转发,这样包括连续波在内的诸多种波形形式均可以得到实现。与之前的噪声干扰相比较而言,相干噪声干扰所需要的干扰能量十分有限,由此可以推断出,在干扰能量一样的情况下,相干噪声干扰所作用的距离可以达到更远。

传统的噪声干扰是采用非相干宽带阻塞式干扰或测频瞄准式窄带阻塞式干扰,其一大特点是与雷达信号不相关。正由于非相干噪声信号与雷达目标回波信号是非相干的在雷达如机载火控雷达和导弹末制导雷达的信号处理中,对回波的处理增益相对噪声来说就可 能会变大,大约可增加十几dB。为了达到较好的干扰效果,就必须加大噪声干扰的功率, 同时为了有效的利用能量,需要采用瞄准式干扰。

1.2 对单脉冲雷达的角度欺干扰

根据单脉冲雷达工作机理,可以确定其抗角度欺干扰的性能十分优越,这也在一定程度上促使其近些年来保持迅猛的发展态势,并且影响范围越来越广,特别是在导弹控制以及雷达引导等方面,其应用日益普遍。有关干扰单脉冲雷达技术的研究最初始于上世纪五十年代,六十年代开始部署战术自卫干扰系统,随后得到美国及前苏联的关注,展开了一系列的试验,并取得了相应的成果。我国在此领域经过十几年的研究,也已经取得初步成果,积累了一定的经验,但在干扰效果有效方式方面较为欠缺。结合单脉冲雷达特点,在干扰技术的设计方面要注意以下几点:1)针对雷达设计以及制造方面存在的不足,选择闪烁干扰或者是间断干扰等;2)结合雷达工作基本原理,选择交叉极化干扰或者是交叉眼干扰等;3)选择有源诱饵假目标。

首先,交叉极化干扰。所谓交叉极化干扰,主要指的是干扰信号与雷达回波,在极化方向上是互相垂直的。针对幅度单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致相反的误差信号,这样就可以达到单脉冲雷达角跟踪能力彻底消失的效果;对于相位单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致误差信号出现畸变的后果。在交叉极化干扰不存在的情况下,雷达主波束相位波前不会发生变化,在存在交叉极化干扰的情况下,天线瞄准轴位置的相位波前会出现一百八十度的相移。交叉极化干扰有两大要求,其一就是可以实现对雷达所发射的信号的极化进行准确的测量;其二就是具备对正交极化信号的转发功能,交叉极化欺干扰框架示意图详见下图所示。

交叉极化正交性还可以根据输入的信号极化对天线极化进行调整,新阿红极化参数和天线极化信号的生成并不是必备条件。

其次,交叉眼干扰。在本体上进行设备设置,所设置的两组设备需要具备一致的收发信号通路,同时还要确保在走向上是互相交叉的。在设备接收机捕获到单脉冲雷达信号后,会通过发射天线将其辐射出去,如果在作用雷达处的信号保持一百八十度的相位差,并且幅度比与一接近的情况下,所导致的后果将是单脉冲雷达探测本体等效位置中心出现明显偏置,这样会造成单脉冲雷达跟踪与本体相偏离。而只有可以确保单脉冲雷达在本体两套设备连接天线的法向中心线的交叉眼干扰才可以称之为有效。

之前的交叉眼干扰对相对位置关系以及相位差条件的要求较为严格,从而在一定程度上对其广泛应用造成限制。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子战技术也取得长足发展,使得我们有条件对交叉眼干扰进行改进和完善。当前,发达国家正在积极致力于定位准确、识别性格优越的雷达告警及侦察设备的相关研究,可以预见不久,借助本体向交叉眼干扰设备提供辐射源也就是雷达精确位置信息将成为现实。一旦交叉眼干扰设备具备了此种性能,角度欺可信度将会极大的提升,与此同时,借助对实时反馈信息的研制,设备状况也会有所改善,从而向辐射源偏离本体提供引导。这边是依托于辐射源定位实时校准的自适应引导交叉眼干扰。

1.3 对宽带及超宽带雷达的干扰

脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围,其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中,脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号,因此其距离分辨率相对较高;SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率,而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系,简单的说,只需要干扰距离维,将会导致成像功能失效的后果,SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测,所以,对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定,线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲,脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式,所以,其同样具备线性调频信号距离特性。

线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺干扰性能均十分优越,一旦遇到噪声干扰信号,雷达信号处理机制与信号相匹配,这样,滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰,需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率,但依据目前技术水平,实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数,可以导致幅度调制效应,这样所得到的干扰信号具备欺性压制干扰效果。

2 结语

综上所述,随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。在研究电子对抗以及雷达电子战一体化技术的过程中,发现通过相干噪声得到性能较高的干扰技术手段只需要付出极小的代价;在单脉冲雷达角度欺干扰方面,大功率交叉极化干扰以及对来袭目标进行实时校准判定的交叉眼干扰极具发展空间;宽带及超宽带雷达干扰具有一定难度和挑战性,比较有效的方式就是利用复合式干扰。

参考文献:

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[2]李丹、童天爵、毛少杰、闵荣宝,雷达网电子对抗仿真及雷达自卫距离的修正,系统仿真学报,2006,05.

[3]贾蒙、李辉、沈莹、张安,机载雷达电子对抗系统的仿真,火力与指挥控制,2010,04.

道路桥梁,一般由路基、路面、桥梁、隧道工程和交通工程设施等几大部分组成。下面是我精心推荐的一些道路桥梁工程技术论文题目,希望你能有所感触! 道路桥梁工程技术论文题目篇一 1、论石灰土稳定天然砂砾路面基层的应用 2、二灰碎石基层的施工及质量控制 3、公路路堑边坡防护技术研究 4、强法处理湿陷性黄土路基工艺 5、浅谈高等级公路沥青砼路面机械化施工的几个方面 6、沥青混凝土混合料的组成设计 7、沥青混凝土场拌质量控制 8、石灰稳定的施工与病害防治 9、冲击压实技术在路基工程中的应用 10、浅析场拌二灰砂砾参破碎砾石质量控制 11、骨架密实型二灰碎石基层修筑技术研究 12、水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治 13、解决高速公路桥头跳车的理论与施工 14、公路桥面铺装早期破坏原因及治理方法 15、市政工程现场施工与质量管理 16、关于风积沙路基施工的论述 17、论改性沥青路面施工技术 18、石质路堑路床整修带来的思考 19、二灰土底基层的施工 20、二灰碎石基层的施工 21、市政道路工程质量通病及防治 22、土工合成材料的应用 23、土方量计算方法 24、高填方路基沉降变形规律研究 25、公路路基压实质量控制 26、公路路基沉陷的处理技术 27、软土地基的加固措施 28、浅谈填石路堤的施工技术 29、路拌法水泥石灰综合稳定土的施工质量控制 30、SMA混合料的施工质量控制 31、粉喷桩在高填方软土地基中的应用 32、公路边坡植被防护技术 33、浅析滑坡形成机理及防治措施 34、大孔隙沥青混凝土路面 35、农村公路薄层水泥混凝土路面探析 36、喷播边坡防护技术初探 道路桥梁工程技术论文题目篇二 道路桥梁工程检测技术 摘要:道路桥梁工程检测技术的应用和探索,不仅能够起到保证桥梁运行安全、延长桥梁使用寿命的作用,还能通过对桥梁病害的及早发现,规避因整顿大修、关闭交通所带来的重大损失。介绍道路桥梁外观病害分析方法,总结几种道路桥梁的检测技术,可为相关检测工作提供参考。 关键词:道路桥梁 检测技术 外观检测 0、引言 近几年来,受车祸、超载和养护不当等人为因素,以及地震、洪水等自然因素的影响,道路桥梁出现了各种各样的关于其结构损伤、病害的问题,缩短了其使用寿命,为保证道路桥梁的运营安全,需要对其进行检测。道路桥梁检测技术应运而生,并快速发展起来。 1、当前道路桥梁在使用中常出现的问题 道路桥梁在使用过程中会出现各种问题, 导致道路桥梁的安全性遭到破坏。 当前, 道路桥梁病害原因大致分为以下几类: a) 缺乏科学合理的设计方案, 导致不明确的工程施工规划; b)在道路桥梁试运行期间或者试运行以后, 道路桥梁出现比较严重的病害, 从而在很大程度上影响道路桥梁的承载能力; c)道路桥梁在施工过程中 ,没有按照规范进行, 导致施工质量较差, 使工程完工时没有达到工程预先的设计要求; d)有些桥梁在施工建设时的施工质量比较好, 在试运行期间也达到了良好的状态要求, 但是在运行一段时间以后桥梁的承载能力达不到要求; e)对于大跨度桥梁的检测工作可能会存在检测不到位现象, 导致桥梁出现安全隐患, 这类桥梁需要更加高深的检测技术, 而现阶段我国的检测方式还不能达到要求。 2、道路桥梁外观病害分析法 2.1根据部位逐一进行检测 道路桥梁的结构组成可以分为上部、 下部以及其余附属结构。 鉴于不同的结构部位有不同的受力特征, 不同部位也会发生具有一些共性的病害, 对于出现的非常规病害, 检测人员要仔细 研究其病害发生原因, 同时按照不同部位发生的病害程度进行相应的质量评估, 然后更换损坏部件以维持正常运行。 2.2根据受力特征确定检测重点 通常情况下, 可以根据桥梁的类型确定检测重点, 这些重点主要集中在跨中区域的裂缝、 剪力缝、 挠度、 桥梁主梁连接部位的安全情况以及道路桥梁的外观质量等。 2.3对材料特性进行检测调查 随着新技术、 新产品的不断发展和桥梁结构日益多样化, 越来越多的材料和设计应用到桥梁的结构建设中来, 其中使用最广的仍然是钢筋和混凝土结构。 其中钢筋的强度常常是以设计施工中的相关资料为依据的, 检测人员如果发现钢筋质量出现问题或者资料不明确, 在施工前要采取一定的措施进行相关问题的材料试验。 2.4内部缺陷检测 在道路桥梁的混凝土构架中, 常常出现碎裂、 蜂窝、 分层、环境侵蚀以及钢筋锈蚀等缺陷, 如果单单靠外观检测不能及时发现这些缺陷, 因此要借助于其他的检测技术进行相关检测。 当前常用的桥梁检测方法有雷达检测技术、 声波检测法以及超声波探伤法。 2.5结构性能检测 在完成道路桥梁进行整体评价以后, 要根据相关的技术规范进行相应的验算工作, 在验算过程中的相关技术参数要以实际桥梁为准。 验算完成后, 对于未达到规范要求的桥梁可以考虑重建, 对于相对可以利用的可以进行更深一步的鉴定检测。 2.6桥梁钢筋锈蚀测评 由于混凝土的密实度、 碳化深度、 含水量以及保护层厚度不足或者开裂损伤等原因而导致钢筋锈蚀的, 可以通过外观检测、敲击检查等简单易行的操作对钢筋锈蚀程度进行检测。 3、道路桥梁检测技术 3.1超声波检测技术 超声法检测道路桥梁缺陷的基本原理是利用超声波检测仪以及声波换能器, 测量并分析超声脉冲在道路桥梁中的传播速度、波幅、 主频率等参数, 然后以这些参数以及相应的变化为依据,判断道路桥梁出现的缺陷。 3.2地质雷达检测技术 地质雷达技术又称探测雷达技术, 是一种高精度、 无损检测、 直观、 经济快速的高科技检测技术。 该技术主要通过地质雷达向物体内部发射高频电磁波,然后接受由物体产生的相应反射来判断物体内部的情况。 地质雷达技术是一项精度较高的物理探测技术, 主要应用于工程地质、地基工程、 文物考古、 道路桥梁以及混凝土结构探伤等检测领域。 利用地质雷达仪器进行检测的主要流程为: a)检测人员利用笔记本电脑对控制单元发出指令信息; b) 控制单元在接受指令以后, 向发射天线和接收天线发射出信号; c)当发射触发信号以后, 向地面发射高频电磁波; d)当探测位置为不均匀介质时, 电磁波就会遇到不同电性的目标和界面, 导致部分电磁波被反射回地面, 然后接收天线接收信号, 并以数据的形式传到控制单元, 返回到笔记本中, 以图像的形式显现出来; e) 通过对图像进行分析处理, 就可以检测出被检测物的内部情况。 3.3声发射法检测技术 由于材料内部结构不均匀或者存在不同性质的缺陷, 局部应力的集中会导致不稳定的应力分布, 材料在产生裂缝、 发生塑性变形以及断裂过程中, 会释放出部分应力, 使之以应力波的形式向四周扩散, 即为声发射。 道路桥梁中的混凝土结构在荷载作用下发生变形, 当变形超出设计要求时, 就会出现裂纹,以波的形式释放能量。 运用声发射法对道路桥梁进行检测时, 将声发射器放置在需要检测的部位, 通过检测不同位置收到的声波时间差, 就可以明确缺陷的发生位置。 运用声波发射法进行检测可以详细、 准确、 快速地了解桥梁内部结构的变化。 在分析研究缺陷位置以后, 裂纹的种类、大小、 开裂速度等都可以比较详细地分析出来。 由于此种检测方法容易受到周围噪声的影响, 会导致检测精度的下降; 另一方面, 此种方法是利用道路桥梁内部缺陷,因此可以进行连续的动态检测。 3.4冲击回波法检测技术 冲击回波法检测技术是检测仪器通过机械冲击器向被检测物体表面发送应力脉冲波, 当压缩波在物体内传播遇到内部缺陷时, 冲击波就不能穿透而发生反射, 当波速固定且选择正确的冲击器时, 就可以通过测试准确地测得缺陷位置, 即便没有缺陷也可以测得物体的厚度。 冲击回波法检测技术常为单面反射测试技术, 在检测完一点以后就可以判断出此处是否有损伤, 因此该方法具有方便、 快捷, 测试结果比较直观的优点。此方法广泛应用于道路桥梁混凝土或者混凝土结构内部裂纹等缺陷的测定。 另一方面, 此种方法虽然检测简单, 但属于单点测量, 其检测的结果存在不全面的缺点, 实际应用也比较少。 3.5红外热像检测技术 红外线热像检测技术就是运用红外线热像探测仪器检测物体各部分发出的红外线能量, 然后根据物体表面温度场分布情况,直观地显示物体材料及结构上存在的不连续缺陷。 红外热像检测技术是非接触性无损检测技术。 红外热像检测技术具有以下优点: a)红外热像检测技术的探测焦距可以从20cm到无穷远, 因此更加适合具有非接触性及大范围性无损检测; b)红外热像探测仪只对红外线产生反应, 因此只要道路桥梁的温度高于零度, 就可以用红外热像检测技术进行检测; c)由于红外热像检测仪可以取得很高的检测精度, 其温度分辨率可以达到0.1℃; d)检测模式更加灵活, 其摄像速度从1~30帧/s之间变化, 既适合静态检测又适合动态检测。 4、结语 对于道路桥梁进行相关内容的检测已经成为了目前道路桥梁日常维护管理过程中重要的组成部分之一。所以必须建立一套适用于道路桥梁试验相关的检测系统,并且实现对道路桥梁使用安全有效的保障,并且还需要具有一定的系统性以及智能化,这样就要求了相关的工作人员本身必须拥有较为丰富的实践经验,与此同时还必须对相关的理论知识有一个详细的了解,积极有效地将理论实际进行有效的集合,并且对每一项具体的检测数据进行有效地获取、分析,并且对整个道路桥梁进行准确细致的评估,同时及时有效地将安全隐患进行消除。 看了“道路桥梁工程技术论文题目”的人还看: 1. 道路桥梁工程技术论文 2. 道路桥梁工程论文 3. 道路桥梁施工技术论文 4. 道路桥梁工程检测技术论文 5. 道路桥梁论文范文

关于雷达检测的论文

地质雷达在水利工程质量检测中的应用1 前言 地质雷达作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法,以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域,取得了显著的探测效果和社会经济效益,并在工程实践中不断完善和提高,必将在工程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。而地质雷达技术用于堤防隐患的探测尚属初步阶段,通过广大物探技术人员的共同努力,达到了解和掌握不同隐患类型在雷达图像上的反映特征,在不断总结探测经验的基础上,提高异常的判断能力和精度,较确切地推定堤防工程隐患的性质和位置,以便指导有关管理单位加强堤防工程重点部位的维护和防范,提高和巩固堤防工程的运行周期和防洪能力。本文以永定河堤防工程护砌质量检测为实例,说明地质雷达技术在堤防工程探测中的应用情况,以此与同行进行切磋,推动堤防工程探测技术的发展,不妥之处,敬请批评指正。2 基本原理地质雷达与探空雷达相似,利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式,由地面通过发射天线(T)向地下发射,当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天线(R)接收,并由主机记录下来,形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此,根据接收到的电磁波特征,既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等,通过雷达图像的处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。雷达波(电磁波)在界面上的反射和透射遵循Snell定律。实际观测时,由于发射天线与接收天线的距离很近,所以其电磁场方向通常垂直于入射平面,并近似看作法向入射,反射脉冲信号的强度,与界面的反射系数和穿透介质的衰减系数有关,主要取决于周围介质与反射目的体的电导率和介电常数,对于以位移电流为主的介质,既大多数岩石介质属非磁性、非导电介质,常常满足σ/ωε<<1,于是衰减系数(β)的近似值为:既衰减系数与电导率(σ)及磁导率(μ)的平方根成正比,与介电常数(ε)的平方根成反比。而界面的反射系数为:式中Z为波阻抗,其表达式为:显然,电磁波在地层中的波阻抗值取决于地层特性参数和电磁波的频率。由此可见,电磁波的频率(ω=2πf)越高,波阻抗越大。对于雷达波常用频率范围(25~1000MHz),一般认为σ<<ωε,因而反射系数r可简写成:上式表明反射系数r主要取决于上下层介电常数差异。应用雷达记录的双程反射时间可以求得目的层的深度H:式中:t为目的层雷达波的反射时间;c为雷达波在真空中的传播速度(0.3m/ns);εr为目的层以上介质相对介电常数均值。3 工程概况北京市界内永定河左、右堤防于清朝乾隆年间修筑,后经数次维修和加固形成现有规模,主体为梯形,顶宽约10m,可见堤高约5~6m,堤内坡坡度为1:1.5~1:2.0,外坡相对较缓为1: 2.0~1: 2.5。堤身为人工堆积,主要由粉细砂(中下游段)、卵砾石(上游段)组成。介质构成复杂多变,分布不均,且处于包气带中,极为干燥。堤基为第四系全新统地层,岩性以粉细砂为主,下游段出现黑色淤泥质粘土夹层,层厚约0.7~2.0m。地下水位埋深(自地表计):卢沟桥附近约20.0m,至下游逐渐变浅,达省/市界附近(石佛寺)一带约2.0m。永定河卢沟桥下游至省/市界左、右堤防共划定险工段12处23段,分布在左堤约60Km和右堤约30Km范围内,其险工段内坡为浆砌石(厚约40cm——原设计标准)结合铅丝石笼构成的护砌,并于1964~1989年间营建,浆砌石护坡除可见堤身部分露出外,其余部分与铅丝石笼水平护底均埋于河滩滩地以下,一般为3.0~5.0m,外铺8.0m的铅丝石笼护底。这些险工段在历史上均有决口或抢险加固的记载。为满足北京市对永定河防洪设计的需要,保证该堤防渡汛万无一失,故进行地球物理勘探工作,以检测堤防工程的护砌质量,便于99年6月份之前进行加固处理。4 测试技术及资料处理为判断险工段堤内坡护险浆砌石质量的优劣,沿内坡坡脚布置一条雷达探测剖面,并按其走向连续测试。外业施测使用瑞典MALA地质仪器有限公司生产的RAMAC/GPR地质雷达系统,天线的中心频率为250MHz,收发天线的间距为0.6m。实测采用剖面法,且收发天线方向与测线方向平行。记录点距为0.2m,采样频率为3893MHz,单一记录迹线的采样点数为512,迭加次数为16,记录时窗为180ns,若取堤身土体的雷达波速为0.08~0.10m/ns,表层浆砌石的雷达波速为0.10~0.12m/ns,综合考虑该地层剖面特征,选取雷达波速中值为0.10m/ns,则此时该雷达系统的最小纵向分辨率为8~10cm。雷达资料的数据处理与地震反射法勘探数据处理基本相同,主要有:①滤波及时频变换处理;②自动时变增益或控制增益处理;③多次重复测量平均处理;④速度分析及雷达合成处理等,旨在优化数据资料,突出目的体、最大限度地减少外界干扰,为进一步解释提供清晰可辨的图像。处理后的雷达剖面图和地震反射的时间剖面图相似,可依据该图进行地质解释。5 成果分析地质雷达资料的地质解释是地质雷达探测的目的。由数据处理后的雷达图像,全面客观地分析各种雷达波组的特征(如波形、频率、强度等),尤其是反射波的波形及强度特征,通过同相轴的追踪,确定波组的地质意义,构制地质——地球物理解释模型,依据剖面解释获得整个测区的最终成果图。地质雷达资料反映的是地下地层的电磁特性(介电常数及电导率)的分布情况,要把地下介质的电磁特性分布转化为地质分布,必须把地质、钻探、地质雷达这三个方面的资料有机结合起来,建立测区的地质——地球物理模型,才能获得正确的地下地质结构模式。雷达资料的地质解释步骤一般为:⑴ 反射层拾取根据勘探孔与雷达图像的对比分析,建立各种地层的反射波组特征,而识别反射波组的标志为同相性、相似性与波形特征等。⑵ 时间剖面的解释在充分掌握区域地质资料,了解测区所处的地质结构背景的基础上,研究重要波组的特征及其相互关系,掌握重要波组的地质结构特征,其中要重点研究特征波的同相轴的变化趋势。特征波是指强振幅、能长距离连续追踪、波形稳定的反射波。同时还应分析时间剖面上的常见特殊波(如绕射波和断面波等),解释同相轴不连续带的原因等。下部架空时的图像,该剖面第三反射同相轴自剖面点9.4m处断开,形成“背斜”状的强反射层,此现象延续到剖面点12.8m处,此段浆砌石与下部土体分离导致架空,其范围与已知情况吻合。 通过雷达测试成果的地质解释共圈定出73处浆砌石存在不同程度的隐患或质量较差,这些隐患的类型一般为:①浆砌石厚度较薄;②浆砌石与下部土体分离形成架空;③浆砌石胶结不良或松散;④浆砌石出现裂缝等不良现象。 护砌整体质量较差的堤段多为年久失修严重,浆砌石与下部堤身土体接触差,多形成架(悬)空状态,造成护砌断裂、塌陷等不良现象较普遍,且多具一定规模。而造成上述现象存在的原因,笔者分析后认为浆砌石面存在许多缝隙,且砂浆质量差、少浆,下部又无防渗护层,堤身土体多由粉细砂组成,经降水入渗,粉细砂局部被冲刷淘失,在砌石与堤身土体之间形成空洞,并有继续扩大发展之趋势。该物探成果经开挖验证(见图4——开挖照片),完全符合客观实际,受到了甲方的赞誉。6 结语地质雷达以其高效快速、高精度在护险工程探测中能够发挥重要作用,取得了良好的应用效果,且对浅层或超浅层的工程探测中有着十分广阔的应用前景,然而地质雷达的探测深度和精度与所采用的天线频率有很大关系,天线的频率越低探测深度越大,则精度越低;而天线的频率越高,探测深度越浅,则精度越高。本次采用中心频率250MHz的天线进仅供参考,请自借鉴。希望对您有帮助。

利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。雷达是英文radar的音译,意为无线电检测和测距。雷达概念形成于20世纪初,在第二次世界大战前后获得飞速发展。雷达的工作原理,是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。雷达分为连续波雷达和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距,且接收回波是在发射脉冲休止期内,所以接收天线和发射天线可用同一副天线,因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时,雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。

随带雷达检测毕业论文

本科还是专科

无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,是其中的一个有限频带,上限频率 在300GHz(吉赫兹),下限频率较不统一, 在各种射频规范书, 常见的有三 3KHz~300GHz(ITU-国际电信联盟规定), 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz。 无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。 无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。 麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。他的这些工作完成于1861年至1865年之间。 海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。 1906年圣诞前夜,雷吉纳德·菲森登(Reginald Fessenden)在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。 发明 关于谁是无线电台的发明人还存在争议。 1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中,他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。 古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利,英国专利12039号,“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。 尼科拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。然而,美国专利局于1904年将其专利权撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物,包括汤玛斯·爱迪生,安德鲁·卡耐基影响的结果。1909年,马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩(Karl Ferdinand Braun)由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。 1943年,在特斯拉去世后不久,美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。 1898年,马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂,雇佣了大约50人。 无线电的用途 无线电的最早应用于航海中,使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在,无线电有着多种应用形式,包括无线数据网,各种移动通信以及无线电广播等。 以下是一些无线电技术的主要应用: 通信 声音 * 声音广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否,由此在接收机产生断续的声音信号,即摩尔斯电码。 * 调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术,即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。 这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。 * 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。对频率调制而言,话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(Very High Frequency,VHF)。频段越高,其所拥有的频率带宽也越大,因而可以容纳更多的电台。同时,波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。 * 调频广播的边带可以用来传播数字信号如,电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。在有些国家,当被移动至一个新的地区后,调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。 * 航海和航空中使用的话音电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。 * 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。相对于调频广播或电视伴音的16KHz带宽,保真度上不得不作出牺牲。 * 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶,飞机或孤立地点间的通讯。大多数情况下,都使用单边带技术,这样相对于调幅技术可以节省一半的频带,并更有效地利用发射功率。 * 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。 电话 * 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上,小区的形状为蜂窝状六边形,这也是蜂窝电话名称的来源。当前广泛使用的移动电话系统标准包括:GSM,CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务,其主导标准为UMTS和CDMA2000。 * 卫星电话存在两种形式:INMARSAT 和 铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。 INMARSAT使用地球同步卫星,需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统,直接使用手机天线 电视 * 通常的模拟电视信号采用将图像调幅,伴音调频并合成在同一信号中传播。 * 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术,由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。 紧急服务 * 无线电紧急定位信标 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 紧急定位发射机或 个人定位信标是用来在紧急情况下对人员或测量通过卫星进行定位的小型无线电发射机。它的作用是提供给救援人员目标的精确位置,以便提供及时的救援。 数据传输 * 数字微波传输设备、卫星等通常采用正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM调制方式同时利用信号的幅度和相位加载信息。这样,可以在同样的带宽上传递更大的数据量。 * IEEE 802.11是当前无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)的标准。它采用2GHz或5GHz频段,数据传输速率为11 Mbps或54 Mbps。 * 蓝牙(Blueteeth)是一种短距离无线通讯的技术。 辨识 * 利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身份。(参见射频识别) 其它 * 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通讯。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带。爱好者使用不同形式的编码方式和技术。有些后来商用的技术,比如调频,单边带调幅,数字分组无线电和卫星信号转发器,都是由业余爱好者首先应用的。 导航 * 所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。导航卫星播发其位置和定时信息。接收机同时接受多颗导航卫星的信号。接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离,然后计算得出其精确位置。 * Loran系统也使用无线电波的传播时间进行定位,不过其发射台都位于陆地上。 * VOR系统通常用于飞行定位。它使用两台发射机,一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。当指向型发射机朝向北方时,另一全向发射机会发射脉冲。飞机可以接收两个VOR台的信号,从而通过推算两个波束的交点确定其位置。 * 无线电定向是无线电导航的最早形式。无线电定向使用可移动的环形天线来寻找电台的方向。 雷达 * 雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。 * 导航雷达使用超短波扫描目标区域。一般扫描频率为每分钟两到四次,通过反射波确定地形。这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。 * 多用途雷达通常使用导航雷达的频段。不过,其所发射的脉冲经过调制和极化以便确定反射体的表面类型。优亮的多用途雷达可以辨别暴雨、陆地、车辆等等。 * 搜索雷达运用短波脉冲扫描目标区域,通常每分钟2-4次。有些搜索雷达应用多普勒效应可以将移动物体同背景中区分开来 * 寻的雷达采用于搜索雷达类似的原理,不过对较小的区域进行快速反复扫描,通常可达每秒钟几次。 * 气象雷达与搜索雷达类似,但使用圆极化波以及水滴易于反射的波长。风廓线雷达利用多普勒效应测量风速,多普勒雷达利用多普勒效应检测灾害性天气。 加热 * 微波炉利用高功率的微波对食物加热。(注:一种通常的误解认为微波炉使用的频率为水分子的共振频率。而实际上使用的频率大概是水分子共振频率的十分之一。)

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