为满足高马赫数飞行器对热防护系统轻量化的需求，针对传统方案研制的轻质防热材料的基体存在密度较大、力学性能不佳等问题，提出了真空浸渍辅助抽滤工艺，制备了酚醛树脂裂解碳改性碳纤维复合材料。基于工艺参数的有效调控，实现了复合材料在保持低密度条件下强度的大幅度提升。引入抽滤工艺后研制的材料整体密度低于0.37 g/cm3，与相近密度下非抽滤工艺方案制备材料进行对比，压缩强度提升了47.6~83.9 %，弯曲强度提升了23.7~40.8 %。引入抽滤工艺有效地解决了传统真空浸渍方案易出现的密度大、力学性能不佳的难题，为我国新一代高马赫数飞行器大面积热防护材料的研制提供了有效的技术途径。

为实现对临近空间飞行器等高速目标的有效防御，采用中、末分段制导的方式对目标进行拦截。首先，将中制导的设计描述为带有终端约束的优化问题，利用高斯伪谱法（Gauss pseudo-spectral method，GPM）将该问题离散化处理并转化为非线性规划（nonlinear programming，NLP）的形式，在线求解该非线性规划问题并基于滚动时域的方式完成了最优中制导律的闭环实现，算法保证了在制导信息短时间缺失等工况下的适用性。然后，设计了带有目标机动补偿的末制导律，降低了拦截末段对所需过载的要求，并基于制导信息估计完成了制导律的实现。最后，对闭环制导系统的稳定性进行了理论分析，并以典型高速目标拦截为例进行数值仿真，验证了本文所提拦截策略的有效性。

针对地面防空兵力部署问题，构建防空兵力部署数学模型，在目标函数中引入指数函数，避免防空火力过剩的问题，以贴合实际作战场景；提出基于遗传策略的防空兵力部署求解算法，采用实数编码方式，并通过仿真算例验证了模型和方法的有效性与合理性，为实现防空作战指挥自动化决策、提升作战防御响应速度提供支持。

针对一类地空导弹武器系统生存效能评估，提出一种基于剩余作战能力的评估方法。首先，建立了作战能力计算的数学模型，采用能力倍增系数、作战能力占比系数等将集中指控能力、弹药补充能力、自协同作战能力等进行了转化，形成统一的作战能力计算方法并给出了典型系数值。接着，建立了基于剩余作战能力的生存效能评估指标体系和计算模型，将系统生存效能定义为剩余作战能力占初始作战能力的比值，给出了指标计算方法。最后，以典型防空压制作战想定为例进行计算，验证了该方法的可行性。

针对新一代导弹高速度、大机动能力的发展需求以及传统空气舵面控制方式在响应时间、机动能力和稳定性能等方面的不足，研究偏转弹头导弹在超声速、大机动飞行条件下的姿态控制问题，提出一种基于反步滑模的姿态稳定控制方法。首先建立了偏转弹头导弹的动力学模型；然后对偏转弹头导弹进行气动特性分析，研究其主要气动参数随气动构型改变的变化规律；接着利用反步滑模的控制方法设计偏转弹头导弹的姿态控制系统，并利用扩张状态观测器对包括模型不确定性以及外部干扰在内的系统“总扰动”进行观测补偿；最后通过仿真验证姿态控制算法的有效性。仿真结果表明，基于反步滑模的导弹姿态控制系统可以实现对姿态指令的快速跟踪。

针对带有终端攻击角要求的拦截弹末制导问题，提出了双闭环制导律。首先，建立弹目相对运动模型，设计内环控制视线角速度，消除目标速度扰动；外环控制视线角，实现视线角跟踪。然后，控制器参数补偿模型非线性参数，简化为线性系统实现视线角跟踪。最后，对该制导律与比例导引律、最优制导律开展仿真，对比分析针对不同速度目标的拦截效果。仿真结果表明：该制导律可实现视线角约束，且其末段弹道较比例导引律的末段弹道更平滑；对于高速的目标，该制导律可以保持良好的拦截效果和角度约束效果。

为解决常规控制策略难以高效修正中末制导交班误差的问题，提出了一种新的控制策略。首先建立了直/气复合控制系统的数学模型，然后分析了反临拦截器常见的轨控直接力开启策略，并通过仿真比较，选出控制效果最佳的轨控策略。在此基础上，结合反临拦截器的工作需求，提出了基于零控脱靶量和过载偏差的轨控策略，并将其与已有的轨控策略进行比较。仿真结果表明，新的控制策略可以在保证命中精度的前提下，燃料消耗降低40%以上，更利于打击位置偏差更大的目标。

多波束天线可以通过馈源产生多个独立的高增益窄波束，不仅能够解决毫米波在自由空间中高损耗和信号干扰的问题，而且能够动态控制波束方向，实现波束切换，扩大信号覆盖范围。本文基于Butler矩阵以及多波束天线理论设计了一种Ka波段多波束天线子系统。采用铜基微同轴工艺设计宽带正交耦合器、移相器以及交叉结三个基本单元，实现4×4 Butler矩阵，采用Vivaldi天线设计1×4天线阵列并将Butler矩阵作为其馈相网络。利用铜基微同轴-倒装芯片封装技术，实现铜基微同轴与有源芯片的异构集成，Butler矩阵的输入端口集成开关芯片，Butler矩阵的输出端口与天线之间集成放大器芯片。最终仿真设计出Ka波段Butler矩阵馈电1×4多波束天线子系统，在28~35 GHz的频段内，多波束天线的增益可达14.47 dBi，波束最大覆盖范围可达±32°，有利于提升毫米波通信系统的信噪比、通信容量、抗干扰能力以及信号覆盖范围。

针对采用经验设计法开展发射箱结构轻量化设计的局限性和盲目性导致严重影响总体设计及研发效率的问题，以ANSYS Workbench为软件平台，结合参数化建模和响应面分析技术，设计并实现了一种对箱体进行减重优化的流程。 将发射箱结构合理简化为加筋柱壳结构实现了简便快捷参数化建模，采用最佳填充空间设计法和克里金插值算法进行试验点的选取和响应面的拟合及检验，并在此基础上利用遗传算法进行设计点的寻优。对导弹发射箱进行的减重优化设计，验证了本研究提出方法的有效性。同时本研究所提出的方案技术门槛低、扩展性强，可以推广到各类箱体或其他结构的优化设计中。

针对超电大尺寸复杂环境中目标复合散射的高效计算问题，提出了一种基于非均匀网格模型的复合散射快速计算方法。该方法将复合散射分解为复杂目标散射、粗糙背景散射和耦合散射，采用物理光学法和等效电流法求解目标散射场；采用双尺度法修正散射中心模型，求解粗糙背景散射场；判定目标表面能够产生耦合效应的网格，并对此类网格进行数值加密，结合修正四路径模型求解耦合散射。以立方体-海面、复杂坦克-沙波纹为例，计算了复合目标的散射场，并与多层快速多极子的计算结果进行对比，散射截面积的平均误差达到2.4 dB，效率提高了104倍，该方法有利于突破超电大复合场景散射的计算瓶颈。

随着目前电子战中雷达干扰技术的发展，多假目标干扰成为对抗雷达的一种重要的干扰样式。本文采用基于Zedboard的FPGA硬件平台对假目标干扰信号进行了实现。该方法可用于数字射频存储（digital radio frequency memory，DRFM）系统中处理雷达信号的干扰调制部分。DRFM系统可实现对雷达信号的高保真复制，同时针对雷达信号的大带宽、调制样式多变等特点，采用基于延时叠加的间歇采样转发干扰的方法设计实现假目标干扰信号，可快速精确地生成干扰信号，并很大程度降低对硬件系统的要求。验证结果表明，该方法可实现对雷达信号的假目标干扰。

装备列装部队后第一个使用周期会暴露出较多可靠性和适用性方面的问题，然而常规大修模式以装备故障修理为主要目的，缺乏适应新的战场需求方面考虑。技术升级能提高装备的可靠性，改善装备性能，探索将其应用到防空导弹武器系统大修工作中以提高装备的战备完好性和现代化水平，具有重要意义。改进性大修模式面向作战，贴近部队和战场实际，结合大修时机，利用成熟、先进和适用的技术对防空导弹装备实施现代化改造，系统性地解决部队使用中暴露的质量和保障短板，从而有效地提高装备可靠性和技术性能，强化装备作战效能。

自动装填系统是通过机械臂及配套的位姿检测设备实现战车之间装卸箱弹或筒弹的系统。基于机器视觉的图像处理技术作为自动装填技术的关键技术之一用于装卸过程中对靶标的精确定位。为解决自动装填中对靶标的精确定位问题，针对靶标图像特征，提出了一种针对性强的特征点检测算法，可以快速对图像特征点进行识别。通过实验结果分析处理，这种特征点检测算法可以有效提高定位速度与精度，使装填效率得到进一步提升。

针对当前空袭体系向天空地海网电一体化发展、作战空间向临近空间/外层空间/网电空间拓展的作战背景，阐述了一体化协同组网防空作战的实质内涵和核心内容，分析了国外一体化防空反导组网作战系统研制试验现状，提出了一体化防空组网作战要素组成，重点研究了自适应重构的组网架构、一体化火控网络、分布式无中心指控系统、作战资源入网作战等技术途径，探讨了其作战能力、作战样式和典型场景作战流程，为实现不同体制、不同类型的防空反导装备之间的互连互通互操作的网络化作战能力和建立高精度、全时段、全天候、全高度的一体化空天防御体系提供有益借鉴参考。

近年来，美军大力推进新型装备的快速采办，以期快速形成“系统簇”的装备形态，反制潜在对手，巩固其军事领先优势。本文介绍了美军新版国防适应性采办框架、快速采办途径及相关项目的实施情况，对快速采办主动适应未来战场、加速形成装备体系等情况进行了研判。最后，借鉴外军先进发展思路，对我军采办及装备体系发展给出了建议。