光电对抗技术范文
时间:2023-11-24 18:01:01
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篇1
[关键词]光电技术;光电干扰与抗干扰;光电侦察
中图分类号:TN97 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0393-01
电子技术自上世纪开始兴起,到如今已经取得了非常显著的研究成果,并且广泛的应用在了社会的各个领域中。光子技术出现后,光电技术融合了这两种技术,光电产业迅速发展起来,由于该产业的技术和资金比较密集,因此需要投入大量的技术和成本。当前世界上各个国家都在大力发展光电产业,同时光电产业在促进经济增长中的作用也与日俱增,因此我们有必要加强对光电技术的研究开发。
光电对抗技术包括光电侦察与反侦察、光电干扰与抗干扰两个对立面,覆盖可见光、红外和激光波段,因此也可以分为分为可见光对抗、红外对抗和激光对抗三类。
2、光电侦察和反光电侦察
光电侦察(Photoelectric Detection),主要是搜索、截获、测量、分析、识别以及光电设备测向、定位敌方辐射或散射的光谱信号,以获取敌方光电设备类型、位置、参数、功能、用途,及时提供情报并发出警告。光电侦察分为被动、主动刹臁@用各种光电探测装置截获和跟踪敌方光电装置的光辐射,并加以分析识别,从而获取敌方目标信息情报的一种手段,叫做光电被动侦察(Passive Detection),如激光告警、红外告警、紫外告警和光电综合告警等。利用敌方光电装备的光学特性而进行的侦察,称为光电主动侦察(Active Detection),即向敌方发射光束,再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别,从而获得敌方情报,如激光雷达、激光测距机。
反光电侦察就是抓住光电系统的薄弱环节,使敌方的光电侦察装备无法看见己方的军事设施。主要方法有遮挡和欺骗、伪装与隐身。反光电侦察的具体技术包括烟幕、假目标、伪装(Camouflage),隐身、摧毁与致盲、编码技术和改变光束传输方向等。
3、光电干扰和抗光电干扰
3.1 光电干扰
采取某些技术措施可以破坏或抑制敌方光电设备的正常工作,其称为光电干扰,这种手段同时也可以保护己方目标。光电干扰分为有源干扰(Acti ve Jamming)和无源干扰(Passive Jamming)两种方式。有源干扰是利用己方光电设备发射或转发敌方光电设备相应波段的光波,对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。如红外干扰机、红外干扰弹、强激光干扰和激光欺骗干扰。无源干扰是利用特制器材或材料,反射(Reflection)、散射(Scattering)或吸收(Absorption)光波能量,或人为改变己方目标的光学特性,使敌方光电装备效能降低或被欺骗而失效,以保护己方目标为目的的一种干扰手段,如烟幕( Smokescreen)、光电隐身(Electro-optic Steal thy)和光电假目标[1]。
3.1.1 无源干扰
无源干扰也称被动干扰,它通过用特定材料或器材改变敌方武器的电磁波介质传播特性,达到改变己方目标光学特性的目的,从而降低敌方光电武器的效能。无源干扰主要有烟幕、光电隐身和光电假目标三种方式:
(1)烟幕干扰是一种重要的无源干扰手段。尤其是在对付成像制导导弹时,其主要作用是对目标产生遮蔽效应。这种效应首先是通过烟幕对光辐射的吸收和散射引起能量损耗来实现的,这个过程称为被动式遮蔽反应。另外,还可以通过烟幕自身的强烈辐射把目标及其附近背景的辐射覆盖起来,使得成像制导武器探测不到目标的真实图像,从而达到遮蔽的目的。这种方法称为主动式遮蔽效应。
(2)光电隐身包括红外隐身、可见光隐身和激光隐身等,其具体措施有伪装、涂料和热抑制等。目前,我国已经成功研制出可见光/激光/红外复合隐身涂料。
(3)光电假目标是指在真目标附近放置一定数量的形体相近的假目标或热辐射相近的辐射体,降低敌方的发现概率,增加其误判率,进而提高真实目标的生存概率[2]。
3.1.2 有源干扰
有源干扰是指利用己方设备发射或转发与敌方设备波段相应的光波,并对其进行压制或欺骗干扰。红外干扰弹、红外干扰机、强激光干扰和激光欺骗干扰均是有效的有源干扰方式,其主要装备包括点源和面源红外干扰弹、红外干扰机、激光干扰机和激光压制设备等。
红外干扰弹主要用于干扰红外制导武器,使其在锁定目标前锁定红外诱饵,因此属于欺骗式干扰。随着红外探测器的不断发展,红外制导武器目前均采用成像制导方式。但点源诱饵弹难以起到理想的干扰效果,面源红外干扰弹则应运而生,它可以形成超过舰船面积的假目标,因此具有更佳的干扰效果。
3.2 抗光电干扰
抗光电干扰是在光电对抗环境中为保证己方光频谱而采取的行动。其在己方目标上,通过采取光电防护材料、抗干扰电路等措施,衰减或过滤敌方发射的强激光或其他干扰光波,保护己方设备或作战人员免遭干扰和损伤。它包括反多光谱技术(MultispectralTechnique),隐身技术、信息融合技术(Information Fusion Technology)、自适应技术(Adaptive Technology),编码技术、选通技术等。
4、光电对抗方法和手段
光电对抗的方法和手段很多,大致可分为三类:减少目标特征;使导弹偏离瞄准点;破坏光电系统的主要部件。
减少目标特征是指减少目标在光波段的辐射,这可通过伪装来实现。伪装可减少目标的辐射(针对无源光电侦察)和破坏目标的反射特征(针对有源和半有源光电侦察)。
5、光电对抗技术的发展趋势
现代战争中,仅依靠几种分散的光电对抗装备难以满足作战要求。因此,要增强全面光电对抗能力,就必须综合利用各种光电对抗技术,发展光电对抗系统和光电对抗体系。具有反侦察能力的多波段光电侦察告苦装璧与具有抗干扰能力的主、被动光电压制、干扰装置等相结合,构成综合光电对抗系统,以便同时对付各种光电传感器。
随着信息技术技术、军用光电技术的发展,光电制导武器及光电侦察设备的性能不断完善,对重要军事目标以及军事设施将构成严重威胁,在信息化的战争中应用日益增多,因此,世界各军事大国对光电对抗装备的研制和光电对抗技术的发展高度重视。其发展趋势主要表现在:多光谱对抗技术应用更加广泛;光电对抗手段向多功能方向发展;硬摧毁与软干扰相结合成为一种重要的研究途径;探索新型对抗技术与体制成为光电对抗技术研究热点;光电对抗的综合一体化和自动化;多层防御全程对抗;空间光电对抗;光电对抗效果评估。
结语
总之,光电技术具有非常大的发展潜力,随着世界各国对光电技术的不断研究和开发,光电产业市场也不断扩大,光电技术发展迅速,当前已经广泛的应用在了信息、医疗、通讯、能源、国防等诸多领域,将来还会具有更加广阔的发展前景。
参考文献
篇2
【关键词】机载光电类;试制中心;工艺设计
引 言
光电类产品在机载产品中占据较为重要的地位,近年来技术水平有了较大提升。机载光电产品主要应用于机载光电瞄准、监视与侦察、预警、光电对抗等领域,可实现光电探测、侦察、监视、识别、告警、干扰、攻击、信息传输等任务,是实现观察与定位的主要手段之一。主要的机载光电产品分为三大类:
1)机载火控类:包括武器火控系统等,目前机载火控产品正向综合化、信息化、决策智能化、架构网络化、攻防一体化、火打击精敏、研发试验一体化等方向发展。
2)光电探测类:包括光电探测瞄准系统、光电侦察监视系统、光电预警探测系统、光电对抗系统等,目前光电探测类产品正向着大口径、长焦距、高分辨率、高灵敏度、高精度、多光谱、集成化、主动成像、立体成像、多波段、多目标等方向发展。
3)瞄准显示类:包括平视显示系统、头盔瞄准显示系统、任务处理系统等。机载光电类产品特点通常是体积小、灵敏度高和精度高。瞄准显示类产品正朝着体积小、高分辨率、高集成度、高精度、更好的处理性能等方向发展。
新一代机载光电产品运用了大量的新技术、新材料,对产品制造技术的要求越来越高,而光电产品的装调挂靠于现有的生产条件,装调制造能力弱,成为制约产品快速研发的瓶颈。本文面向先进的光电产品试制所需的加工、装调、测试等关键技术进行分析,根据光电产品本身的特点,结合试制流程,总结光电产品试制中心的设备选型、土建以及公用工程条件,从而快速深入解决系统从设计到实物转换过程中存在的核心加工、装调制造等技术问题,突破先进光电产品快速研发需求的瓶颈。
1、组织管理及工艺流程
传统的机载光电新产品的试制阶段主要依托于现有的批生产条件,生产条件一般按照生产工序独立分开,加工工序布置在加工厂房内,装配调试工序布置在装调中心,电装工序布置在电装中心,试验检测工序布置在试验中心。这种独立对于技术均已成型的大批量生产较为适合,但对于新产品的试制,有以下几点不利因素:试制阶段很多技术指标未成型,产品周转往复于各厂房之间,人流物流辗转较多;试制产品本身的工时较长,依靠于批生产,会影响到生产的节拍;部分待加工产品要求高精度等特点,现有的通用批生产条件难以满足。
新一代机载火控、光电、瞄准显示系统运用了大量的新技术、新构型、新材料,对产品制造技术的要求越来越高。目前面向先进的光电产品研制所需的加工、装调、测试等关键技术研究,需要快速深入解决系统从设计到实物转换过程中存在的核心加工、装调制造技术问题,从而实现系统的技术指标。为突破批生产和新机研制混线的局面,结合新机试制的关键技术提高,本文提出一种新的生产组织思路,即建立一个专门以产品关键部件制造和装调为主的试制中心。
2、试制中心组成及布局原则
机载光电产品的试制中心主要组成区域应包括电装、加工(含光学加工和机械加工)、装配调试(简称装调)、试验检测等,这些组成区域能够满足试制时的关键零部件的加工和装调,基本覆盖制约产品性能的关键技术,打破产品进一步提高的瓶颈。对于关键部件试制的主要工艺流程如图-1所示。
各组成区域的规划分布需满足以下几个原则:
1)合理规划人流物流,提高效率,节约资源。
2)充分了解设备所需配备专业条件,权衡利弊,统筹规划。
3)把握共性,满足通性和每个区域的特殊性。
3、功能分区及主要设备
3.1加工区
光电产品加工分为机械加工及光学加工。
1)机械加工:新一代光电产品主要特点包括轻量化、高精度、尺寸两极化、结构整体化等。产品零件主要为壳体类、盘类、支架类零件,零件加工以加工中心和数控铣、车削中心为主,立卧多轴加工、车铣复合加工、电加工等设备可满足结构复杂、精度要求高、一次装夹即可完成的零部件。在机加过程,零件精度比较高、结构复杂、薄壁化特点突出,零件易变形,且材料多样,难加工材料的零件多。
2)光学加工:在光学产品研发过程中,需对光学关键部件进行反复测算加工,以验证其光学性能,例如对非球面零件加工、红外透镜磨边、非球面镜加工、红外晶体零件镀膜等。光加条件主要包括磨边机、金刚石车床、铣磨机、抛光机、镀膜设备等。在光加过程中,零件要求加工精度和检测精度高,镀膜难度大。目前柱面镜加工及检测、光学元件精密成型及检测、复杂非球面元件和自由曲面制造及检测、精密胶合、红外分光膜镀制、全息波导等关键技术是光学制造的未来发展趋势。
3.2电装区
电装主要用于电子类产品的调试、测试和交付。电装区主要组成包括组件焊接、电缆焊接、整机焊接、波峰焊、回流焊、自动贴片、线缆检测工位和化学试剂间,由于试制的产品种类较多,且量较小,多以手工焊作为焊接方式,而对于某些焊接精度要求高,可采用波峰焊、回流焊等半自动方式精密焊接。设备主要包括波峰焊机、回流焊机、自动贴片机、打标机、刻字机、恒温箱等。
3.3装调区
装调区包括部件级装调和系统级装调。装调区是针对产品试制阶段进行建设,采取高度集成,相互搭借,相互共用的方式。主要包括装调台,调试测试台等设备。在试制阶段会经常对工装及被测试设备安装拆除,这是为满足产品研发阶段多品种,数量少的特点。
目前光电产品的高精度、结构复杂等特点对装调过程提出了更高的要求,产品装调区主要满足产品的装配、调试和测试等;平视显示类产品装调包括光学装调及定心、产品调试等。为避免工序之间相互交叉,应合理规划和调整物流,使运输线路快捷有效,提高效率。在光机装调过程中,环境要求特殊,粘接过程复杂,装调精度高。针对目前的发展方向,需开展高精密轴承装配、高精密透镜定心、非球面和异型光学件定心、红外和激光等光学系统装配技术。系统级装调区由于部分产品尺寸和重量较大,需配备吊车。
3.4试验与检测区
机载光电类产品根据环境试验内容,可分为气候环境试验设备、力学环境试验设备和综合环境试验设备。气候性环境试验设备所模拟的环境因素主要是大自然所固有的环境因素,主要包括温度、低气压、湿热、盐雾、霉菌等试验箱。力学环境试验设备所模拟的环境因素基本上属于诱发环境因素,主要包括振动、冲击、加速度试验台等。综合环境试验设备,习惯上将气候环境与力学环境因素等综合在一起,主要包括温度-湿度-高度、温度-湿度-振动综合环境试验箱等设备。检测区负责对机载光电产品的尺寸、定心、轮廓、光学元件等进行检测,从而保证产品的性能质量,主要配置三坐标机、干涉仪、轮廓仪等检测设备。
4、配套条件及规划方案
各功能分区由于产品特点不同,设备安装条件不同,工作环境要求不同,因此具有不同的配套条件。
机加设备容易产生噪音,需注意降噪,在加工过程中需要设置悬挂吊车用于工装夹具和产品的装卸,层高要求高。机加区气动设备较多,需配备压缩空气接口。加工及快速成型区需配置循环冷却水,满足加工过程中的散热要求,光学加工区通常要求温湿度在一定范围内。电装过程为保证产品质量首先要求防静电,其次对温湿度也有严格的限制要求。电装区的三防工段如清洗间、化学试剂间需设置为防爆房间,主要化学成分为乙醇、丙酮、甲苯等易燃易爆物。部件级装调区需设置大量的装调测试工位,其中光学产品装调需安装大理石台面来满足光学定心、镀膜等稳定性较高的要求。系统级装调区需配置悬挂吊车,工装夹具和产品较重,一般考虑放置在一层。环境试验区要设置循环冷却水。振动、三综合试验间注意隔音降噪处理,水冷设备配置循环冷却水,风冷设备室外风机间的设置需保证厂房整体效果美观,部分振动台使用大量压缩空气。检测区的三坐标房间温湿度要求较高,一般温度设置20±2°C,相对湿度25~75%。设备用电较多的区域包括环境应力筛选与检测区、加工及快速成型区,安装功率要预留充分。
试制中心各组成区域对专业条件的主要要求及人流物流如图-2所示:
根据厂房面积,本文提出2种规划方案:
方案1:若厂房单层面积较大,各功能区可按单层平铺规划,主要人流物流:光加、电装、机加区部件装调区系统级装调区试验检测区。试验区、系统级装调区、机加区的可设置层高较高。
方案2:若厂房单层面积较小,可考虑多层布置,其中机械加工、系统级装调、试验检测区根据需要应设置在底层,层高较高,其余各区可设置在二层或以上。
结 论
在机载光电类产品试制中心的工艺设计中,需要充分考虑产品本身的特点,结合试制的工艺流程,在功能分区、设备选型和设施条件等方面都要兼顾。
光电产品试制中心与批生产的需求及特点有一定差别。在工艺设计时,首先应清楚各个功能区划的特点和限制因素,对设施条件提出的明确需求,其次各功能区之间的人流物流必须考虑,尽量节省时间和距离,提高试制效率,合理规划,最后在设备选型时,通常各类试制设备选用高精尖的较先进设备,为新型号新产品的性能提高提供保障。
参考文献
篇3
1实验方法
1.1实验材料及试剂Zn靶,纯度为99.99%,尺寸为60mm×3mm;Ag靶,纯度为99.99%,尺寸为60mm×3mm;丙酮,去离子水,电导率<1.2μS/cm;石英衬底,尺寸为10mm×8mm×1mm,依次经丙酮,去离子水,丙酮超声清洗10min,经红外灯烘干后备用。
1.2ZnO紫外探测器的制备采用沈阳科仪FJL560型超高真空磁控溅射装置,以Ar作为溅射气体,O2为反应气体,纯度均大于99.999%,通过直流反应溅射在石英衬底上沉积ZnO薄膜。实验中总气体流量为50sccm,氩氧比为1∶1,工作压强为1.5Pa,溅射电流1mA,溅射时间为30min。溅射前,在Ar气氛中预溅射5min去除Zn靶表面氧化物。溅射反应结束后,对ZnO薄膜进行500℃×2h退火处理。随后在样品表面沉积厚度约为50nm的Ag薄膜,采用光刻技术得到Ag叉指电极,指长为8mm,指宽及指间距均为20μm。MSM结构ZnO紫外探测器的结构示意图如图1所示。
1.3性能测试ZnO薄膜的微观形貌由FEI-SIRION型扫描电子显微镜(SEM)观测;晶体结构采用X'PertPro型自动X射线衍射仪测试,辐射光源为Cu靶的Kα射线,扫描步长为0.02o/s;ZnO紫外探测器的光电特性由AgilentE5272A半导体参数测试仪测量。
2结果与讨论
篇4
关键词:信息对抗;人才培养;课程体系
中图号:G642.3 文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2007)17-0022-03
1 信息产业的发展需要大批优秀的信息对抗专业的人才
21世纪是信息的时代,信息已成为重要的战略资源,信息从采集获取到生成、记录存贮到表示、传递交换到播发以及作为交易工具等都存在信息安全等问题。信息的安全维系着国家的国防、金融、交通、商贸的安全,维系着企业和个人的安全。信息的获取能力和信息的安全保障能力成为一个国家综合国力的重要组成部分。随着信息安全问题日益突出,在计算机信息系统中,一门以研究计算机信息系统的攻击和防护的技术一计算机信息对抗技术(ComputerInformation Countermeasures,简称CICM)便应运而生了。在社会行将进入网络化、信息化时代之际,无论在电子商务、电子政务等国家的经济生活中,还是在军队、公安、政府、外交等国家重要部门都需要大量掌握信息对抗技术的专业人才。然而,目前我国只有少数大学能够培养信息对抗或者信息安全方向的本科生和研究生,其数量远远不能满足需求。我校的信息对抗专业就是在这种背景下建立起来的。
2 我校信息对抗专业本科人才的办学思路
信息对抗专业是一个系统地掌握信息科学、电子学、计算机科学等学科基本知识和应用技术的宽口径专业,学生接受信息安全、信息攻防以及民用信息安全防护方面的基础理论知识和技术的专业训练,能够在科研、教育、企事业、行政管理等部门从事系统和工程设计、技术开发、操作管理和安全防护等方面工作。
通过调研开设信息对抗及其相关专业的兄弟院校和对信息对抗专业有较大需求的用人单位。我们了解到目前全国有几十个学校开设了信息对抗或其相关专业,但是办学的思路不尽相同。例如,有的学校把信息对抗专业办在计算机系,侧重于传授信息攻防技术系统的安全防护技能、作战运用和监控管理的基本能力;有的学校把信息对抗专业办在电子系,以雷达对抗、电子对抗或通信对抗为教学重点;也有的学校把信息对抗的相关专业一信息安全专业办在数学系,以密码学作为教学的重点;还有的学校把信息安全专业办在商学系,以电子商务安全作为教学的重点。我们认为信息安全专业研究的是信息的安全问题,信息是信息安全的基础,如果没有信息就没有信息安全。因此,学生应该首先学习的是计算机、通信等信息方面的技术,否则就不能深刻理解和掌握信息对抗技术。另一方面,信息对抗技术从专业内涵上看具有多学科交叉特性,它是计算机、通信、电子、数学、物理等多学科交叉的产物,另外信息对抗学科,是一个知识综合性较强、竞争性很强的新型专业,毕业生的知识结构、工作能力的大小直接决定了该专业的生存周期。通过我们走访用人单位发现,用人单位非常强调学习基础理论知识的重要性,他们希望大学教育提供更扎实的专业基础知识教育,以便新毕业生能够更快地适应参加工作后所必须面临的专业技能培训。所以,除了计算机之外,学生还必须学习通信、电子、数学、物理等学科的基本知识。基于以上的分析,我们确定了自己的办学思路:以计算机信息科学技术为主,将网络对抗技术作为教学重点,兼学通信,同时加强数学、物理基础知识,掌握信息对抗的基本理论和基本技能,培养良好的品德素质。希望由此能够保持我校信息对抗专业的特征,力争在该领域中打造出专业特色并最终形成专业优势。
3 信息对抗本科专业课程体系的建立
我院关于信息对抗专业的课程体系体现了我院关于信息对抗专业的办学思路,体现了培养掌握以网络对抗为主的信息对抗的基本理论和基本技能的信息对抗本科人才的基本要求。
3.1 课程体系建设过程
信息对抗专业本科课程体系的制定,是以西安工业大学发展特色鲜明的多科性大学的目标为要求,构建本科人才培养新体系为指导思想,依据教务处关于制定2006级培养计划的指导性意见的相关文件,并参照了05级信息对抗本科教学计划和其他兄弟大学信息对抗专业教学计划,经过了专业教研室全体教师、专业建设骨干的反复讨论、调研、修改制定而成,最后由院学术委员会审核定稿。
3.2 课程体系的基本构成
(1)必修课:公共基础课+专业基础课+专业课;
(2)选修课:公共选修课(6学分)+专业任选课(6学分)。
3.3 学分比例
本专业总共有206学分,其中公共基础课80学分,专业基础课52学分,专业课15学分,专业任选课6学分,公共课6学分,素质教育学分7分。
公共课与专业基础课加专业课(含专业任选课)的学分比例约为50%:50%。
专业基础课和专业课程的学分比例约为70%:30%。
4 课程体系的特色
课程体系制定的基本原则可以概括为“加强基础,优化体系,注重实践,协调发展”。
4.1 强调扎实的基础和宽广的知识面
本科教育是一种基础的学科训练和专业教育,随着现代科学技术的迅速发展,新知识、新技术层出不穷,解决有限的教学学时和不断膨胀的教学内容这一矛盾的唯一出路是进一步提炼基础性教学内容。基础教学内容不仅具有相对稳定、共性强的特点,而且容易内化为学时的科学与文化素质,凭借它可以开辟新的领域,适应新的事业。在教学计划的制定中,科学安排公共基础课和专业课的学分比例(1:1),安排好专业基础课和专业课程的时间比例(70%:30%),为学生学基础课程提供充分的时间。为了培养学生扎实的基础理论知识,强调打牢数学基础,开设的数学课程除了有高等数学、线性代数、概率与数理统计之外,还增加了复变函数与积分变换。
在专业基础课方面,强调计算机、电子方面的基础课程:操作系统、算法与数据结构、离散数学、数据库原理及应用、工科电路分析、电子技术、信号与系统、随机信号分析等课程。
4.2 强调教学计划的整体优化
新教学计划立足于教学全过程和培养目标,妥善处理好基础理论与专业知识、主干学科与相关学科、理论与实践、知识与能力、课内与课外等方面的关系。特别是对于专业基础课程,根据信息科技的发展特点,紧紧抓住其基础理论,科学划分课程系列,确定课程内容。在对兄弟院校同类学科专业进行充分调研的基础上,重点对专业基础课和专业课进行内容调整、课程整合,并着力增强了实践性教学环节。为了体现专业特色,本专业的课程设立主要侧重网络、信息安全、信息对抗三个方面,开设了网络类课程:计算机通信与网络、Internet技术及应用;安全类课程: 信息系统及安全、网络安全技术概论;对抗类课程:信息论与编码理论、信息对抗导论、网络对抗技术、计算机仿真。
在实践性教学环节,设置了电工电子实验、网络工程训练实验、嵌入式系统开发实验、信号与系统课程设计,另外还专门开设了有关信息对抗的综合性、设计性实验。
另外我们对一些课程的教学大纲、开设学习、开设顺序以及整体学分比例进行了调整,努力实现教学内容和课程体系的整体优化、教学环节的整体优化、教育全过程的整体优化。
4.3 强调学生知识、能力、素质协调发展
为培养学生全面素质,加强了开课广度,既有涉及计算机类的专业基础课程,又有涉及电子、通信方面的课程,如:通信原理概论。在开课深度上,既有侧重计算机类学科的基础课程,又有涉及学科或科技发展前沿的课程,如:网格原理及应用。在开课形式上,除了课内教学,学院还将开设前沿技术介绍类的讲座。另外学院还为学生开设了以下选修课:信息战导论、微波工程基础、计算机软硬件对抗技术、计算机图象处理、模式识别与应用、信息对抗策略、MATLAB语言、电子对抗技术、光电对抗技术、网格原理及应用。
5 结论与展望
通过一年的教学实践,说明我们的办专业思路和课程体系是合适的。但是,我们创办信息对抗专业的时间太短,还没有完成一个完整的教学循环,对信息对抗专业的办学规律还没有全面掌握。因此,还有许多问题尚未解决。存在的问题主要有以下几个方面:
(1)教材建设
教材建设是本专业中一项重要工作。由于该专业的特殊性,教学计划中涉及的一些课程,到目前为止国内外虽然有一些相关内容的书籍,但没有系统的专业教材,这为本专业的一些专业课教材选择带来了极大的困难。从图书市场上看,相关内容的书籍并不少见。但一是知识不系统,二是内容不精练,三是单一书籍组织不全面。我们走访的这些院校一般采用的是根据课程大纲自己编写的教材,是否完全适合我校的教学还需要进一步调查。所以积极调动专业人员组织编写,在2到3年内编写一到两门专业课教材是非常必要的。
(2)实验室建设
各兄弟院校根据自己的专业特点,均建立了和专业课程相关的实验室,而且还在现有基础上进行了二次开发工作,以便为专业综合实践和本科毕业设计、研究生研究提供更好的实验平台。
针对本专业现有的专业方向“计算机网络对抗”的特点,我们需要做的工作分为两个阶段:①首先购置实验设施和仪器,建立信息对抗实验室,同时为实验室的开发创造条件。这一阶段,实验室建设的主要工作目标是建设主干专业课程的课程实验平台。②在此基础上,利用实验室内已有的计算机和网络硬件条件,做一些二次开发工作以初步满足专业综合实践与本科毕业设计服务,发挥出其应有的作用。
(3)师资队伍建设和科研工作的开展
篇5
关键词:火控雷达 雷达散射截面 测量雷达 箔条弹
中图分类号:TN972.4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0075-03
1 引言
箔条弹作为一种既简单又有效的无源干扰手段,在现代战争中占据着相当重要的地位,是飞机、舰船等运动目标必备的自卫干扰设备之一。影响箔条弹干扰效果的一个重要因素就是箔条弹RCS,准确测量箔条弹RCS在战术使用上有着非常重要的意义。
某型火控雷达主要用于高精度测量目标的距离、方位角、俯仰角供火控解算,而对目标的回波幅度信息则仅通过AR显示器供操作手直观观察,未进行处理使用,需要对雷达进行改进。并且,在载机弹出箔条弹至箔条云充分展开期间,展开的箔条云会与载机同时处于雷达分辨单元内[1],为了避免人为操作带来的测量误差,也需要对雷达进行改进。本文针对机载箔条弹,探讨应用于箔条弹RCS测量的某型火控雷达技术改造。
2 箔条云RCS测试原理及测试要求
2.1 测试原理
2.2 测试要求
箔条云RCS测试的特点主要包括:(1)箔条云RCS分布具有鲜明的特征:箔条弹出膛后,其RCS迅速增大,达到最大值后稍有回落,持续一段时间后逐渐减小;(2)机载箔条云散开迅速,形成时间短,测试其RCS时间特性时很难与载机分离,即所测得回波可能包含载机的贡献,测试有一定困难。
对于箔条云RCS动态测试,要求测量雷达系统应该具有以下性能[2]:(1)雷达体制为脉冲体制;(2)接收机线性误差小于±0.5dB;(3)能够记录测试所需参数,如目标距离、方位角、俯仰角、回波幅度等。
3 测量雷达改造方案
为了实现机载箔条弹RCS测量功能,某型火控雷达主要改造包括以下两个方面:信号处理机改造和零时信号控制系统改造。
3.1 信号处理机改造
某型火控雷达主要用于高精度测量目标的距离、方位角、俯仰角,供火控解算,而对目标的回波强度信息则仅通过AR显示器供操作手直观观察,雷达未进行处理使用,因此不具备RCS测量功能。为了达到箔条弹RCS测量要求,在某型火控雷达的基础上通过更改信号处理机软件、系统控制软件、增加系统数据记录软件等。某型火控雷达跟踪状态的工作原理如图1所示。
雷达的信号处理机主要基于FPGA技术,信号处理的主要过程均采用基于FPGA的硬件逻辑实现,仅在最终的目标跟踪计算、全机控制和模式控制采用计算机来完成,原设计中用于AGC控制的目标幅度测量也采用基于FPGA的硬件逻辑设计,其测量值出于无需求并未输出,因此为进行箔条弹RCS测量,需要更改FPGA的设计,将跟踪目标幅度测量信息输出可供计算机读取。更改后的信号处理流程图如图2所示。
目标RCS测量所需的其它信息如目标距离、脉冲重复周期、工作频点等参数已经输出,发射脉冲宽度由计算机进行控制,可更改软件输出。所有测量所需的信息由信号处理机输出到跟踪控制计算机后再输出,并由外部的测试计算机进行实时记录。
3.2 零时信号控制系统改造
箔条弹出膛后由于受载机气流、风速、重力等影响,迅速扩散成箔条云并持续一定时间。一般箔条弹所要求的有效干扰时间非常短,实际测量时,由于一些人为的操作问题,可能贻误时机,错过箔条云最大形成时刻,从而造成测试不准确[3][4]。为了准确把握箔条云最大形成时间,得到完整的箔条云RCS时间特性曲线,课题组研制了零时信号系统。示意图如图3所示。飞行员投弹时触发机载控制模块,机载控制模块向地面实时发送时统信号(箔条弹点火脉冲或弹出膛信号),时统信号经延迟Δt1秒后(延迟时间即时可调),控制箔条弹点火投放。在雷达面板增加一个专用于零时操作的按键来转换到零时模式,当地面模块接收到时统发来的时统信号时,自动切断雷达伺服系统,停止跟踪,时统信号延迟Δt2秒后(延迟时间即时可调),雷达恢复跟踪功能。
4 雷达改造后测试结果
4.1 接收机校线试验结果
雷达改造完成后,对接收机动态范围内对应的输入输出功率数据进行线性拟合,如图4所示,可以得到一条较理想校线。计算后得出接收机线性误差小于±0.5dB,满足测试要求。
4.2 RCS测量精度
采用地面放标准金属球的方法对改造后的雷达进行比对测试,对0.1m2金属球和未知金属球(实际采用0.2m2)进行测量。0.1m2和0.2m2金属球归一化回波幅度如图5所示,0.2m2金属球RCS测量曲线如图6所示。
4.3 雷达测量
雷达搜索、发现目标并跟踪直升机,在接收到零时信号后转入RCS测量模式,稳定跟踪箔条弹后,信号处理机输出当前目标回波幅度以及AGC值,数据记录软件对整个过程进行实时记录。某型箔条弹归一化雷达散射截面(RCS)时间特性测试曲线如图7所示。
5 结语
为了满足箔条弹RCS测试要求,对某型火控雷达进行了改进,实现了箔条云RCS测试,并且避免了在机弹分离阶段由于人为操作引入的测量误差。试验证明,该方法切实可行,可用于各类箔条弹的RCS动态飞行测量与干扰性能评估。
参考文献:
[1]王勇等.机载箔条弹RCS测量系统的设计实现.微计算机信息.2011,27(6).
[2]GJB364A-2002.箔条云测试方法.2002.
篇6
关键词:本科学员;创新实践;管理机制
中图分类号:G642.0;645 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)41-0010-04
培养高素质新型军事人才是我军院校的根本任务,提高人才培养质量是军校的永恒主题[1,2]。人才培养质量的核心是创新实践能力,而课外创新实践活动是提升大学生创新实践能力的重要平台[3]。完善军校本科课外创新实践活动的管理机制可有力推进学员创新实践能力培养工作。
我们以某军校本科学员为研究对象,针对课外创新实践活动中的管理要素和关键环节进行了问卷调查[4]。调查结果表明,当前学校本科学员创新实践活动已呈现出成体系、多类别、高层次、广参与的局面,初步形成了合力育人机制,在培养拔尖创新人才、浓厚创新文化氛围等方面起到了重要作用[5]。但与此同时,学校学院、创新实践基地和学员队在支持、指导和服务活动的作用发挥大小不尽相同,仍存在一些管理机制上的不足:(1)在调动参赛积极性与维护学员日常管理制度之间把握不准;(2)学员队(营)与教员之间的长效交流机制还有待建立;(3)促进多学科交叉融合的制度尚不完善;(4)对参赛队员的评价所考虑的因素不够全面;(5)学员队(营)在课外创新实践活动中存在部分缺位,权责不一致。以上问题主要由课外创新实践活动管理相关机制还不够完善引起。
本文在对问卷调查结果深入分析的基础上,针对课外创新实践活动中的管理要素和关键环节,面向学员的实际需求,从加强顶层设计、提升业务机关能力、明确学员队职能、发挥创新实践基地主体作用、创新实验中心教学方式、拓展教研室(研究室)职能这六方面提出改革建议,以充分发挥课外创新实践活动在培养学员综合素质中的作用,进一步提升人才培养质量和效益。
一、加强顶层设计,构建学员课外创新实践活动体系化管理机制
由于军校管理制度具有指令性强、集中性高和层级严密的特点,顶层设计的质量直接决定课外创新实践活动的成效。在军校条件下,要想开展好课外创新实践活动这一系统性工程,首先要做好包括业务机关、学员队、创新实践基地、教研室(研究室)、实验中心等单位之间的顶层设计工作,更好地整合学校各方资源优势,形成体系化合力育人机制。
该框架贯彻以学员为主体的理念,以提升学员创新实践能力为目标,以业务机关、学员队、创新实践基地、实验中心、教研室为五个支点搭建学员课外创新实践活动平台,集中各方优势资源,建立集动员、激励、教育、引导、保障、服务等功能于一体的创新实践活动管理机制,真正将管理和服务细化到学员参加课外创新实践活动的全过程中[6]。
(1)业务机关要履行好自身职责,通过研究型管理和服务型管理,寓研究于管理之中,通过经常性的调研及时总结实践经验,为学员参与课外创新实践活动提供不断完善的制度保障。
(2)创新基地要起到主体的作用,真正担负其创新实践主阵地的责任,建立起高年级学员与低年级学员、课外创新实践活动指导老师与参赛学员、有参赛经历的学员与新学员之间的密切交流机制。
(3)学员队(营)要切实担负起服务主体的重任,建立起责权清晰,保障有力的服务型管理模式,为学员参加课外创新实践活动提供全方位的支撑条件。
(4)实验中心要发挥实验设备优势,支持学员课外创新实践活动中所需的实验器材,为学员参加课外创新实践活动搭建开放的实验平台,促进学员更好地理解创新实践活动的内涵与与技术基础。
(5)教研室(研究室)要充分发挥前沿技术积累雄厚的优势,通过与创新基地的联动与交流制度,善于将科研实践中的技术资源转化为学员创新实践的活动资源,厚植学员的创新土壤。
根据以上框架,新学员进入学校后可以参与到由五方搭建的包括学科竞赛、课程实验模块、综合实践项目、自主创新实践活动等在内的创新实践能力培养环节,通过建立竞赛分级管理制度、与学员队(营)正规化考评挂钩、队(营)干部激励制度、建立长效交流机制等措施,形成五位一体的体系化管理机制。
二、强化业务机关指导职能,完善管理、保障和评价制度
当前军校在课外创新实践活动方面的体系化制度设计还不够完善,相关机构职能较为分散,涉及到学科竞赛的有些问题都是特事特办,没有制度的强制约束和保障。一些常规的服务职能保障有待加强,例如竞赛信息、创新项目立项、经费申请与下拨、学员参与竞赛请销假、以及结题、成果评价等过程中,学员往往要从学员队(营)、学院甚至校机关进行反复协调,有的跨院组队的甚至会出现请假困难的情况。为强化业务机关的指导职能,需从以下方面进行改进。
(一)完善管理制度
校院两级业务机关应完善课外创新实践活动制度管理规定,包括竞赛信息收集及、学员请假、外出参赛及学员竞赛成绩公示等在内,打通职能分散的制度障碍,让学员真正享受到制度化、规范化管理所带来的便利,以便能够全身心地投入到活动中去,尽量减少通过变通方式处理实际问题。
(二)畅通交流渠道
学校业务机关可充分利用校园网优势资源,畅通信息传递渠道,构建网络化交流环境,搭建学校层面的交流平台。学校业务机关可以在教学网上建立专区,由专人负责所有竞赛信息的按时,由原先等级式逐级信息传递变为由学校到学员的扁平化方式。开辟专门交流区汇总各类竞赛信息,遴选学员骨干对交流区进行管理,方便机关、教员和学员交流。鼓励师生利用教学网开展相关创新实践竞赛,对于参与教学网建设积极的个人和组织可以定期予以奖励。
(三)建立闭环反馈
管理部门通过建立专门团队,以学员军事职业发展和部队任职需求为牵引,构建学员创性实践能力评价与发展追踪和闭环反馈机制,可更好地评估管理模式在实际运行中的效能,及时发现所存在的问题,及时改进管理方式,不断优化使其不断满足实际需求。指导学员依据自身特点打造个性化创新实践能力培养方案,依托学员队(营)以及网络化平台为每个学员建立创新实践能力成长档案。
三、借连队化管理模式改革东风,建立学员队(营)课外创新实践活动服务型管理模式
与地方高校松散的学生组织不同,军校每个学员都从属于一个具体的学员队(营)组织,具有等级分明,管理严格的特点。军校管理制度的特殊性决定了要根据实际情况对普通高校的管理经验进行相应的调整,立足学员队(营)组织在学员日常生活中的主体地位,制定适用于学员队(营)组织的服务型管理模式。
(一)服务型管理模式的定义与内涵
在课外创新实践领域的服务型管理模式是军校军事管理制度的有益补充,它的落脚点仍然是管理,同样具有管理主体、管理对象和管理目标等管理要素;与指令性和控制性管理模式相比,服务型管理模式更多的是在管理过程中更加注重信息的及时获取和处理,让管理的服务属性深入到学员参加课外创新实践活动的全过程中。学员队(营)通过发挥动员、激励、教育、引导、协调、保障等服务职能,在学员参与课外创新实践活动的过程中做好信息的传递职能,及时了解学员需求及问题,配合主要训练和教育机构,结合各部门资源优势来解决学员最迫切的问题,最终使学员顺利完成科技创新实践活动达到锻炼成才的目标[7]。
(二)明确学员队(营)干部职责
学员队(营)行政主官负责制是管理模式的核心组成部分。学员队(营)在管理过程中充分细化动员、激励、教育、引导、协调和保障制度规范,进行效果评估与反馈,落实具体的硬件保障条件和组织保障条件。在日常管理过程中,设立一名学员营主官专职负责竞赛管理[8]。建立队干部激励机制,对于课外创新实践活动开展较好的队干部在考评时做相应的倾斜,充分调动学员队(营)主官的积极性。此外,还可充分发挥博士代职队干部的作用,在学员队(营)竞赛管理中承担辅助管理工作。
(三)完善学员自主管理制度
学员队(营)内部成立自主管理小组进行自主管理,负责信息传递和协调,充分发挥学员竞赛自主管理组织的作用,协助进行大量竞赛的管理,有效协调学员营正规化的管理与学科竞赛的矛盾,杜绝“特事特办”的情况大范围出现,进一步完善基层学员队(营)的课外创新实践活动管理体系,促进学员学业知识与创新能力、实践能力综合发展,全面提升。
(四)建立常态化交流机制
交流机制方面,在各学院内部可建立定期的联席委员会,成员包括院机关、学员队(营)、创新基地、实验中心以及教研室领导、资深教员与学员骨干。委员会各成员约定专职人员负责沟通及协调事宜。通过定期会晤、特定问题协商、规范化问卷调查、学员交流会等方式,建立常态化的交流和沟通机制。充分发挥连队化管理模式改革各年级甚至不同学院混编的优势,使连队化的规范化管理与课外创新实践活动有机结合,充分利用各方的优势资源,形成广交流、大融合的生动局面。
四、深化创新实践基地建设,更好发挥创新实践主阵地作用
创新实践基地的建设要从学员培训与筛选、部队需求提炼、教学成效评价、研究成果转化、创新指导模式等方面进行推进。
(一)学员培训与筛选
与实验中心合作,更多地开展创新性实验教学课程,将学员在创性实践活动中容易遇见的基础性的知识与技能纳入到实验课程体系中,真正将正确的实验性思维教授给每一名学员。建立学员筛选机制,综合理论基础、培训成绩、兴趣爱好、动手能力等因素对学员创新实践能力进行评估和分类,面向竞赛的实际需求,根据能力互补原则组建学员创新实践小组,选拔优秀创新实践小组参加竞赛。
(二)部队需求凝练
在参加竞赛过程中,加强与基层部队的联系,通过组织学员及教员参观演习、参与训练、举办座谈等形式高效获取、提炼部队实战需求,真正将部队的实际需求与课外创新实践活动的研究目标联系起来,更好地将科研成果服务于部队。
(三)教学成效评价及成果转化
在教员成果评价方面,切实解决教员指导创新实践活动工作量计算、效果评价问题,将其纳入统一的绩效评估体系中。在学员方面,由成果评价方面从单一竞赛成绩评价扩展到竞赛成绩、专利、论文、成果转化等综合评价。研究成果转化方面,结合大学生创业竞赛,探索专利、技术、成果转让的具体操作模式以及财务管理模式。
(四)创新指导模式
进一步优化创新基地指导管理模式,设立学员教练团。除目前已有的指导老师直接带领学员方式外,还可将参赛经验丰富的优秀学员纳入指导团队中来。一是传授自己的经验知识和技能给新学员,并纳入优秀学员的课外实践学分。同时可将部分校内比赛的承办和一些高级别比赛的人员选拔和培训工作交给这些团队,增加创新基地自主运行能力。
五、优化实验中心功能,推动实验课程教学与课外创新实践环节深度融合
实验中心是本科课程教学与实践创新活动联系最紧密的部分,担负着学员实验能力及创新意识培养的任务。构建课内实践平台与课外创新实践活动协调互动的关联模式,可深入挖掘现有科技资源,更好提升学员的自主创新能力[9]。
(一)打造优质教学内容激发学员创新思维
从学校各优势学科方向的科技成果中,选用合适内容建设如光电对抗、网络攻防、大数据分析、水声对抗等内容新颖、军事特色鲜明的综合性实验项目,开阔学员眼界,强化学员实践动手能力和创新思维培养。
(二)建设开放实验平台支撑创新实践开展
在课外时间向学员开放部分高端精密仪器设备,提高学员实践技能层次,支撑学员参加大学生创新训练计划和学科竞赛等各类型的创新实践活动,为学员创新实践能力培养提供更加强有力的支撑。
(三)凝练实际创新需求,提供基础科技支持
课外实践活动的蓬勃发展也为实验中心的课堂教学的发展提供了广泛的需求。针对学员参与各类创新实践,特别是专业性较强的创新实践活动实际需求,既要完成教学大纲的规定内容,又要提高教学内容设计的针对性与目的性。针对学员在创新实践中的普遍性、基础性技术难点,通过精心的专题实验教学设计帮助学员建立系统性的知识与技能基础。
(四)引入优秀实践成果反哺课堂教学内容
通过将优秀的课外科技创新实践作品通过经典案例分析、专题设计实验等方式引入实验中心的课堂教学内容,既增强课堂教学内容的新颖性,从而取得良好的教学效果,又能直接支撑课外创新实践活动开展水平和质量的提高,形成课堂教学与课外实践两大平台交流互鉴,共同促进的局面,让学员创新实践能力的培养模式充满活力与蓬勃生机。
六、发挥教研室(研究室)技术和师资优势,支撑学员创新能力提升
当前有些教研室(研究室)以科研为主,除了毕业设计之外,平时与本科学员接触较少,技术上的优势难以转化为学员在课外创新实践活动过程中解决问题的能力。为此,教研室(研究室)应充分发挥技术和师资优势,更好支撑学员创新能力发展。
1.建立与创新基地和实验中心的交流机制,设立教学联络员岗位专职负责技术转化。
2.通过设立实验室开放日,并在低年级课程负担较轻的情况下,更多安排与创新实践活动有关的参观和前沿讲座,即为新学员积累课外创新实践活动过程所需的知识基础创造条件,让学员能够尽早接触与竞赛有关的指导老师。
3.在高年级课堂上进一步推进研究型教学模式,教师课堂教学应注重启发思维,引导讨论,有意识地培养学生独立思考的创新意识及科研能力,在师生间形成一种教与学的双向交流,努力使课程学习成为师生共同探讨、获取新知的发展过程。
更多设立本科生科研和实践岗位,让学员更多地介入到实际的科研和工程实践活动中,为更好发掘学校深厚科技积累服务于学员创新实践能力培养奠定基础。
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Research on Reform of Management System of the Extracurricular Innovation Practice of the Undergraduate Students in Military Academy
XU Pan1, ZHONG Hai-rong2, ZHAO Xiao-fan2,YANG Dong-sheng2
(1.National University of Defense Technology,Academy of Marine Science and Engineering,Department of Ocean Acoustics;2.National University of Defense Technology,College of Opto-Electronic Science and Engineering,Department of Opto-Electronic Information,Hunan Changsha 410073,China)