欢迎来到学术参考网
当前位置:发表论文>论文发表

电子技术论文500字

发布时间:2023-12-10 21:48

电子技术论文500字

现代电力电子技术浅探

电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学,是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源。
一、电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1、整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
2、逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
二、电力电子技术的应用
1、一般工业
工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能,给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来,由于电力电子变频技术的迅速发展,使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美,交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机,小到几百W的数控机床的伺服电机,以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置,以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置,这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源,电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
2、交通运输
电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源,因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输,那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统,而近年来交流变频调速已成为主流。

3、电力系统
电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说,如果离开电力电子技术,电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统,电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质量控制,改善供电质量。
在变电所中,给操作系统提供可靠的交直流操作电源,给蓄电池充电等都需要电力电子装置。
4、电子装置用电源
各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
5、家用电器
照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源,通常被称为“节能灯”,它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外,有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。
6、其他
不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要,用量也越来越大,在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源,载人航天器中为了人的生存和工作,也离不开各种电源,这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后,各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快,燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约,发出的电力质量较差,常需要储能装置缓冲,需要改善电能质量,这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时,也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源,近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式,它需要强大的直流电源供电,这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时,需要大容量的脉冲电源,这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合,常常需要一些特种电源,这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在,在1kW以下,甚至几十W以下的功率范围内,电力电子技术的应用也越来越广,其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势,值得引起人们的注意。
总之,电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索,到国民经济的各个领域,再到我们的衣食住行,到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源,因此也可以说,电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面,在使用量十分庞大的照明电源等方面,电力电子技术的节能效果十分显著,因此它也被称为是节能技术。

相关论文,仅供参考。

希望对您有帮助。

与电学有关的科技小论文500字

电磁学简介

1 引 言
1864年Maxwell在前人的理论(高斯定律、安培定律、法拉第定律和自由磁极不存在)和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是著名的Maxwell方程。在11种可分离变量坐标系求解Maxwell方程组或者其退化形式,最后得到解析解。这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。对于不规则形状或者任意形状边界则需要比较高的数学技巧,甚至无法求得解析解。20世纪60年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法发展起来,并得到广泛地应用,相对于经典电磁理论而言,数值方法受边界形状的约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。但各种数值计算方法都有优缺点,一个复杂的问题往往难以依靠一种单一方法解决,常需要将多种方法结合起来,互相取长补短,因此混和方法日益受到人们的重视。
本文综述了国内外计算电磁学的发展状况,对常用的电磁计算方法做了分类。
2 电磁场数值方法的分类
电磁学问题的数值求解方法可分为时域和频域2大类。频域技术主要有矩量法、有限差分方法等,频域技术发展得比较早,也比较成熟。时域法主要有时域差分技术。时域法的引入是基于计算效率的考虑,某些问题在时域中讨论起来计算量要小。例如求解目标对冲激脉冲的早期响应时,频域法必须在很大的带宽内进行多次采样计算,然后做傅里叶反变换才能求得解答,计算精度受到采样点的影响。若有非线性部分随时间变化,采用时域法更加直接。另外还有一些高频方法,如GTD,UTD和射线理论。

电子科学与技术论文怎么写

电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术。下面是由我整理的电子科学与技术论文,谢谢你的阅读。

电子科学技术专业建设研究与实践

摘 要:电子科学与技术专业,旨在培养具有微电子以及集成电路等专业领域的具有扎实理论技术、较强实验操作能力的复合型人才,其专业建设的有效进行,不仅是促进专业与时代要求进行紧密贴合的有效措施,同时也是从学生发展角度出发,创造更优专业学习条件与环境的重要途径。本文结合电子科学技术专业现阶段的结构特点,围绕专业建设中存在的问题进行了详尽阐述,就其有效实施对策提出了建议和意见,以供参考。

关键词:电子科学技术;专业建设;研究;实践

中图分类号:TN0-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 12-0000-01

电子科学与技术专业旨在将学生培养成为能够在电子相关领域进行研究、教学或是管理的复合型人才。与其他传统专业类似,电子科学与技术专业也主要分基础课程教育与专业课程教育两阶段,区别于其他专业的地方是:基于这一专业实践性强的特点,理论课课时较少,实验课程得到增加,注重培养学生对知识的吸收能力及应用能力。

一、现阶段电子科学技术专业结构基本特点

从前文论述中,我们对电子科学与技术专业的培养宗旨有了大致了解,在对专业建设的有效开展进行研究之前,我们首先需要对此专业的结构特点进行详尽分析。

(一)基础教育的重视。就电子科学技术专业的结构来说,对基础教育的重视是其一大特色,主要开设了高等数学、普物实验、英语和计算机文化训练等课程。电子科学技术专业是一门涉及领域较广的专业,这样一来,在数学、物理以及英语、计算机等方面都能为学生的发展打下坚实的基础。

(二)基础理论的强化。减少、缩短理论课程教学课时,并不意味着忽视基础理论教学的重要作用。现阶段,在理论教学总学时减少的条件和前提下,电子科学技术专业体现出强烈的强化基础理论教学趋势,即在有限时间内,最大限度提高学生对基础理论知识的吸收效率,如对电路分析、数字电子技术以及微机原理与接口技术等,使学生在掌握基础理论基础以及实验指导的基础上,形成宽厚有效的专业基础。

(三)实践环节的加强。电子科学与技术是教学体系中为数不多的实践课时较多的专业之一,除了几乎每门专业课都开设了相应独立的实验课程之外,还会定期安排相应的社会实践活动加强实训效果。这些实践的目的是为了让学生在严格的科研训练环境下提高自身的综合能力,训练学生动手能力以及操作能力综合,为学生创造发现问题、解决问题的条件,促使学生了解、掌握研究的整个过程。

二、电子科学技术专业建设中面临的主要问题

从上文论述中,我们已经对电子科学技术专业的基础构成有了大致的了解和认识。从专业的结构安排来看,虽然具备了专业训练的条件,但是专业建设效果依然不明显,现阶段面临的问题具体表现在以下几个方面:

(一)口径过宽,特色不明显。电子科学技术专业是理工结合的综合性交叉学科,涉及知识面较宽,包括了无线电物理学、信息与电子科学、计算机科学与技术等学科。目前大多数高校都根据自身的教学优势,将其分为两个方向,学生从大三开始选修相应课程。虽然这种培养模式比较有利于学生将来选择就业,促使其向更深更高的层次发展,但是从课程设置的具体情况来看,绝大部分院校的专业设置都与电子信息工程或是电子科学技术,甚至和计算机等专业差别不大,口径过宽,特色不明显。

(二)师资力量有限,硬件缺失。电子科学技术专业与其他专业相比,算是新兴专业,加上电子信息技术的不断发展,各类新器件以及新技术层出不穷,有着扎实专业基础及教学经验的教师较少,刚从学校毕业的缺乏系统教学经验的硕士研究生居多,师资力量有限,结构合理性不足。

(三)实验力度不足。就电子科学技术专业的实训和实践环节来说,虽然占据了大部分课时,但是课程实训及实践的内容太过于单一,并且专业性及难度需要加强。从专业实验的具体情况来看,绝大多数都是验证型实验,学生要面对的是一成不变的试验箱,进行连线、开电源、观察现象以及记录现象即可,完全没有设计型、研究型实验的项目或内容,尤其是是专业实习和毕业设计环节,校内外实习基地的建设也不够。

三、电子科学技术专业建设的有效措施

随着课程教学改革以及市场发展的推动,电子科学技术专业受到了社会各界以及各个高校的普遍关注和重视,各大高校也纷纷采取措施着力进行专业建设和改革,但是从专业建设的现状来看,依然存在专业口径过宽、师资力量有限以及实验力度不够等问题。基于此,笔者结合自身经验,就电子科学技术专业建设有效进行的措施提出了以下几点意见。

(一)突出特色,加强专业方向建设。针对专业特色不突出的问题,建议结合各校的实际师资条件以及专业教学环境,对课程体系以及教学内容进行改革,尽可能突出专业方向,如应用电子技术方向或者是计算机与通信技术方向的划分,强化落实相关实践实训教学的针对性及应用性,促使实践教学能够贯穿于整个教学过程,突出培养学生的专业实践能力。

(二)提高实践教学环节质量。除了上述措施以外,还应以对学生的应用能力以及创新能力进行培养为基本教学目标,加强实践教学的质量及效率,构建独立有效的实践体系,确保实验场所硬件配置的有效性,尽量保证开放的时间;其次,还应加相应实验室的文化建设,转变考核测评手段,调动学生积极性;此外,还应明确实验教学具体内容,摆脱传统实践教学模式,引起研究型实验;最后,教学还应充分发挥指导作用,建立学生科技活动小组与学生科技创新中心,为电子科学技术专业建设的有效进行创造氛围。

(三)加强师资力量,提高教学水平。在师资力量不是特强的情况下,建议理论老师和实验老师不分开,每周进行一次教研活动,就该专业课程建设或教学体会进行交流;其次,学校还应加大对教师专业知识结构及技能的培养力度,定期组织教师进行学习,对新兴的技术及设备进行学习和了解,不断丰富教师的知识层次,为教学水平的提高及专业建设的有效进行,奠定师资基础。

参考文献:

[1]王健,樊立萍.电子科学与技术专业建设的研究与实践[J].中国电力教育,2011(20):56+68.

[2]王伟,杨恒新,蔡祥宝.电子科学与技术专业“学?研”结合型人才培养方案的研究与实践[J].中国科技信息,2012(09):218+220.

[作者简介]余东杰(1984.01-),男,江西鄱阳人,助教,本科,研究方向:电子科学与技术。

点击下页还有更多>>>电子科学与技术论文

电子对抗技术论文

: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、欺骗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骗干扰

根据单脉冲雷达工作机理,可以确定其抗角度欺骗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,交叉极化欺骗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,角度欺骗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骗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骗性压制干扰效果。

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、欺骗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骗干扰方面,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.

上一篇:自然科学杂志是水刊吗

下一篇:新青年杂志的创办地点