雷达散射截面作为雷达目标识别的重要参数, 在实时获取运动目标的雷达散射截面(RCS)时存在实时性差的问题。针对运动的飞机雷达目标, 提出了一套利用MATLAB调用CST MWS实现太赫兹单站RCS的建模、计算和数据处理一体化的仿真方法, 并且实现了复杂目标的太赫兹RCS的实时获取, 仿真计算了F-16飞机和Su-27飞机的缩比模型的太赫兹RCS, 由MATLAB调用CST得到的RCS特性曲线与只用CST仿真的RCS特性曲线完全吻合, 且通过输入散射太赫兹波的方位角和俯仰角能正确输出实时太赫兹RCS。结果表明该方法能正确调用CST实现太赫兹RCS的实时获取, 验证了该方法的有效性、正确性以及便利性。

针对运动物体空间多维位姿检测过程繁琐、设备笨重及昂贵等问题, 提出了一种可以完成运动体4个参数同时测量的光学非接触测量方法。该系统由旋转抛物面与平面构成的组合面型基准件和光学测头两部分组成。基于平面镜反射原理和组合面型基准件的面型特征, 分别建立了运动轴的俯仰角、偏摆角和二维位移的角度测量模型, 并完成了系统的精度评价与重复性实验。实验结果表明: 该系统的测角精度为1.5″, 位移精度为1 μm, 为机床误差辨识打下了基础。

基于二维自准直仪和坐标系旋转变换矩阵, 提出一种高精度、高稳定性三维姿态角(偏摆角、俯仰角和滚转角)测量方法, 并设计了一种三维测角装置。介绍了该装置的工作原理和结构组成。建立了三维测角模型, 根据自准直测角原理和坐标旋转矩阵推导了理论算法。基于测量要求设计了光学系统, 采用现场可编程门阵列(FPGA)单芯片实现了实时双CMOS图像传感器的驱动成像、像点识别与细分定位、三维转角计算及与USB的快速通信。提出了三维测角装置的标定方法, 保证了实际设备参数与理论设计数据的统一。最后对提出的滚转角测量算法进行了实验验证, 并分析了影响测角精度的因素及其影响程度。标定和试验结果表明: 在±20′的视场范围内, 三维测角装置的偏摆角、俯仰角和滚转角的测量精度分别达到了2.2″, 2.5″和8.7″。该结果验证了设计的装置结构简单、稳定可靠、精度高, 且易工程实现三维姿态角的测量。

利用小孔成像原理对中能电子成像仪探头的机械结构进行了设计, 为保证探头单元暴露于外辐射带辐射环境12年的总剂量小于5 krad, 确定其壳体厚度为约3 mm的铜, 探头的角分辨率为20°；根据带电粒子在硅中的能量损失规律对探测器进行了防质子污染设计, 确定了探测器厚度为1000 μm, 其屏蔽层厚度为10 μm等效硅。最后对设计探头的质子污染率进行了计算, 结果表明该中能电子成像仪探头的设计满足外辐射带空间中能电子探测的需求, 为中能电子成像仪的研制奠定了基础。

俯仰角在许多领域都有着重要的应用,对其进行精确的测量就成为一个亟待解决的关键问题。分析了空间圆形目标的俯仰运动,并根据旋转轴是否通过其圆心将其分为两类。基于摄像机透视投影原理,提出了一种空间圆形目标俯仰角的测量方法,分别推导出了两种情况下俯仰角的计算公式。并通过实验,验证了该方法的可行性。该方法测量方便,计算精度较高,俯仰角测量绝对误差在0.2°以内,可以满足许多应用领域圆形目标俯仰角测量的要求。

椭圆螺旋天线的结构比传统的圆柱螺旋天线更加适合于卫星通信的终端,然而由于其圆极化特性变差而限制了其广泛应用。把改善轴向模螺旋天线辐射特性的两种方法结合起来应用于椭圆螺旋天线,提出了带有附加螺旋线的变升角轴向模椭圆螺旋天线。以一个5圈、短轴长轴之比为0.65的椭圆螺旋天线为例,用FEKO软件对其辐射特性进行了仿真。结果表明,这种方法提高了椭圆螺旋天线的方向性系数,同时具有较好的圆极化特性。在2.2-4.2 GHz频率范围内,最高增益为12.86 dB,比单绕均匀升角的椭圆螺旋天线提高了1.2 dB。

提出了一种采用双目立体视觉测量技术来获得炮弹运行姿态的新方法。首先利用加权平均的方法求炮弹的质心,然后利用炮弹表面点到弹轴的距离相等的原理,用最小二乘拟合法推导出弹轴方程,得到弹轴矢量,最后通过建立弹轴矢量与姿态角之间的数学关系得到炮弹运行时的姿态角。仿真实验结果表明,该测量方法具有较高的精度,能满足远距离运动物体运动参数的测量要求。