《电讯技术》专题资料《近空间飞行器测控与信息传输技术》题要（四）

智能蒙皮技术简述（温剑,兰海）简要介绍了智能结构、智能蒙皮在国外的研究进展,阐述智能蒙皮技术所涉及的研究内容和关键技术;预测智能蒙皮的广阔军事应用前景。     

智能蒙皮天线的体系构架与关键技术

区别于传统天线设计方法,提出了一种新的智能蒙皮天线设计架构,探讨了实现智能蒙皮天线的关键技术。通过在射频功能层采用可重构技术和在后端采用信号处理的方法,实现了智能蒙皮天线的波束自适应,解决了传统天线仅仅依靠信号处理方式来实现天线波束自适应的局限。分析了智能蒙皮天线的封装功能层、射频功能层以及控制与信号处理功能层的实现措施。最后针对新一代航空平台的应用需求,进一步探讨了智能蒙皮天线的关键技术和实现方法。     

有源相控智能蒙皮干扰发射模块的设计与实现

智能蒙皮是由与平台共形的超薄型天线系统,内嵌超小型化的辐射单元及其连接的发射机、接收机和波束形成器等设备,应用于雷达、电子战、通信等系统,具有超一流的电学和结构特性,是解决传统天馈系统在航空器平台上面临的技术难题的一个十分有吸引力的技术思路。文中针对一种S波段同步时钟树+数字移相发射功率模块的有源相控阵电子干扰系统智能蒙皮试验架构,设计了四级电路的超小超薄的宽带数字移相功率发射模块。采用了印制电路板数模混合高密度布局设计、Sandwich式电磁兼容结构设计、电构一体化设计等超常规设计方法。测试结果表明:面向智能蒙皮的设计方案是基本合理可行的。     

雷达智能隐身技术和材料

雷达智能隐身可以使隐身目标自主响应,并智能调节控制自身对雷达波的吸收、反射和散射特性,实现其雷达特性实时融合、匹配于不断变化的背景。从战场环境智能感知和目标雷达特性智能变化两个方面介绍了雷达智能隐身技术和材料研究现状,包括雷达信号智能感应蒙皮、电致变电磁参数聚合物、主动频率选择表面吸收体及雷达外形智能隐身,并总结了雷达智能隐身技术未来的研究方向。     

智能结构与蒙皮中特种光纤的研究进展

介绍适用于智能结构与蒙皮的几种特殊光纤的结构、性能及使用情况，讨论今后可能的发展趋势。     

无人机智能蒙皮天线技术

介绍了无人机智能蒙皮天线的概念、原理，详细阐述了其功能组成，分析了其关键技术和解决途径，并对我国当前发展该项技术的策略进行了探讨。     

光纤传感器在军事上的应用

文中对光纤传感器在军事中的应用进行了详细阐述,总结比较了光纤陀螺的优点及国外部分产品典型技术指标。详细介绍了军用水听器、光纤智能蒙皮的基本类型及其主要应用,并比较了目前几种主流的光纤分布式传感器。     

相控阵雷达的发展动向

从技术观点和装备使用观点两个方面探讨了相控阵雷达的现状与发展动向。介绍了相控阵雷达的新技术，包括数字波束形成，共形阵列和智能蒙皮等，探讨了这些新技术在未来地面雷达、舰船雷达、机载雷达等方面的应用     

长航时UAV蒙皮红外辐射强度的工程计算

无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）蒙皮的红外辐射特性是对UAV进行探测识别的重要依据,而UAV蒙皮的气动力加热、太阳辐射换热、地球辐射换热等是影响UAV蒙皮辐射特性的主要因素。在综合考虑了环境以及UAV自身辐射的情况下,建立了UAV蒙皮红外辐射的计算模型,采用向前差分法求出了UAV蒙皮的一维导热微分方程,并在此基础上,结合UAV蒙皮材料的发射率,计算了在某一平面上UAV红外辐射强度的分布情况。计算结果表明:蒙皮在8~14 m波段处红外辐射强度远大于3~5 m波段的红外辐射强度;相同波段处,蒙皮正上方的辐射强度大于正下方的辐射强度。     

《电讯技术》专题资料《近空间飞行器测控与信息传输技术》题要（六）

一种极薄的小型智能蒙皮X频段数字波束形成天线（杨红俊译）本文给出了频率灵活的智能蒙皮数字波束形成天线的一种极薄、小型（7mm×127mm×125mm）、宽带（8．0-9．7GHz）概念验证模块。它包括放在模块正面4×4方阵内的16个微带天线单元和16个芯片级接收机,还有安装在背面的芯片级可调谐镜像抑制滤波器。即使在较小尺寸的阵列中采用,旁瓣抑制和干扰抑制等测量结果也显示性能有所改善。结果还证明可以减小阵列天线的体积和复杂性。     

飞机蒙皮红外辐射的瞬态温度场分析

飞机蒙皮温度场是形成飞机红外图像的基本因素,掌握其瞬态分布特性与控制机制对于飞机相关的红外技术有重要帮助.通过分析控制蒙皮温度场的传热过程,建立了包括飞机内部换热、蒙皮外气动对流与辐射换热的瞬态耦合传热数理模型.引入壁面热流函数,将蒙皮外部热环境与飞机内部换热进行解耦计算,采用热网络法与蒙特卡罗法进行飞机内部传热分析,利用FLUENT软件进行蒙皮外气动对流换热模拟,建立了飞机蒙皮瞬态温度场的数值方法.通过模拟计算,获得了不同飞行状况下飞机蒙皮的瞬态温度场,分析了相关因素的影响.     

舰载相控阵雷达发展趋势

本文从舰载相控阵雷达是适应未来海上信息战的最佳雷达体制出发,阐述了它的发展趋势：发展有源相控阵,自适应程度越来越高,光电技术的广泛采用。共形阵形,智能蒙皮,高新技术的综合应用,模块化设计,提高可靠性和可维修性缩小体积、减轻重量和降低成本等。     

反坦克导弹蒙皮温度场的数值计算与分析

根据导弹蒙皮温度场气动加热、辐射换热和内部导热耦合作用机理,对导弹蒙皮温度场进行数值计算,分析了飞行速度和环境温度对导弹蒙皮温度的影响关系,建立简化模型模拟了非稳态条件下蒙皮温度变化,并与稳态计算结果比对分析。结果表明:导弹蒙皮温度与导弹马赫数的平方、环境温度有良好的线性关系;环境温度以0.5 K/s速率降低时5s后导弹蒙皮简化模型非稳态计算结果与稳态计算结果有约2.4K的差异。     

一种飞行器蒙皮红外辐射图像生成方法

提出了一种实用的飞行器蒙皮红外辐射图像生成方法。首先是飞行器的几何建模与网格化并通过建立控制方程求解蒙皮温度场;其次,通过飞行器蒙皮红外辐射各单元面按深度排序后依次投影,实现了数据从三维空间到二维平面的转换,生成了各个角度的飞行器蒙皮温度分布图,进而计算辐射亮度并进行规格化处理。利用图像表达方式,实现飞行器蒙皮红外波段辐射亮度成像。实验证明,该方法简单实用,为研究飞行器蒙皮红外辐射分布提供了有效的表现形式。     

发射率对飞机蒙皮温度及红外辐射特性的影响

建立了某型飞机的简化几何模型,并设置了飞机的飞行航迹。综合考虑了太阳辐射、地球辐射、大气辐射和气动加热的多种因素,结合飞机蒙皮材料物理特性,针对涂覆三种不同发射率的隐身涂层蒙皮建立了导热物理模型,采用一维导热方程计算了飞机在12:00~12:45时间段飞行时不同发射率的蒙皮表面的温度分布。最后综合考虑了环境辐射的影响,分别对具有不同发射率的飞机蒙皮3~5 m和8~14 m两个波段的红外辐射强度进行了数值计算。结果表明:随着蒙皮发射率的减小,在一定程度上能降低蒙皮在8~14 m波段的红外辐射强度,但是因环境因素的影响,仅仅通过降低蒙皮发射率,飞机红外隐身的效果并不理想。     

空中目标的红外图像生成

提出了空中的红外图像生成方法,首先是空中目标的几何建模及其网格化,然后据飞机空气动力学和传热不原理提出了空中目标几种蒙皮（单层蒙皮、内有同蒙皮、发动机影响区蒙皮）的热平衡方程,然后以超音速飞机为例,介绍了方程的求解过程,最后给出了计算机的仿真结果及分析。     

变体飞行器柔性复合蒙皮植入式光纤形状传感

针对变体飞行器变形机翼气动外形监测需求,提出一种植入式柔性复合蒙皮形状光纤传感方法。通过将光纤光栅传感器植入硅胶薄层,并与聚氯乙烯薄片组成复合蒙皮。建立柔性蒙皮形状传感系统,采用光纤传感解调系统,实验测得不同翼型下柔性蒙皮中光纤光栅反射谱特征及其变化规律;计算出柔性蒙皮弯曲曲率,并重建出柔性蒙皮变形三维形状;采用数字摄影测量系统完成对比测试。研究结果表明:柔性复合蒙皮变形光纤传感测量与数字摄影测试误差小于4.62%,光纤传感灵敏度达到245.5 pm/m-1。验证了植入式光纤传感方法的有效性,为变体飞行器变形机翼气动外形监测提供了参考。     

激光切割对飞机蒙皮疲劳性能的影响分析

为了探索激光切割对飞机机身蒙皮材料疲劳性能的影响,采用仿真分析法和对比试验法对飞机蒙皮材料的疲劳性能进行了理论分析和实验验证,取得了飞机蒙皮材料有限元疲劳分析数据,以及机械铣削和激光切割的试件的疲劳性能测试的对比数据,同时借助扫描电镜对试件疲劳断口进行了扫描分析。结果表明,经过激光切割后飞机蒙皮材料的疲劳寿命为5.4104左右,机械铣削试件疲劳寿命为2.34105。激光切割对飞机机身蒙皮材料疲劳性能有一定的影响,但通过切缝打磨处理会提高其疲劳寿命。     

金属零件自动超轻结构化设计及激光增材制造

为解决金属超轻结构零件设计技术复杂、设计周期长、难添加蒙皮进行增材制造等难题,提出一种基于激光选区熔化增材制造工艺的金属零件自动超轻结构化设计方法:根据激光选区熔化工艺特点,编制程序将原始零件CAD模型自动转化为设定孔隙率的带蒙皮类蜂窝状超轻结构零件模型,且其数据可直接驱动设备实现零件增材制造。研究了带蒙皮超轻结构的构造形式及设计方法;探讨了合适的成型棱长及合理蒙皮结构形式;成功实现复杂零件自动带蒙皮超轻结构化设计及增材制造,所得零件孔隙率误差2.79%,表明能较准确按预期减重。该方法能根据原始零件CAD模型自动、快速地构建带蒙皮金属超轻结构零件模型,大大减轻该类零件设计负担及提高其实用性。     

利用ANSYS快速计算空中目标温度场(英文)

空中目标蒙皮温度场是形成目标红外图像的基本因素,掌握其瞬态或稳态分布特性与控制机制对于空中目标红外特征研究工作具有重要意义。通过分析控制蒙皮温度场的传热过程,建立了包括空中目标内部换热、蒙皮外气动对流与辐射换热的稳态耦合传热数理模型。在分析有限元数值计算方法及专业有限元法分析软件ANSYS的原理及特点的基础上,提出了利用ANSYS软件,运用有限元数值计算方法快速计算空中目标温度场的方法。并获得了巡航状况下目标蒙皮的温度场,分析了相关因素的影响。