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單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤環(huán)路建模及抗干擾仿真分析

2012-07-05 00:16:14宋悅剛
關(guān)鍵詞:導(dǎo)引頭伺服系統(tǒng)波束

安 紅,楊 莉,宋悅剛

(電子信息控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610036)

0 引言

為了提高實(shí)時(shí)處理和抗干擾能力,現(xiàn)代雷達(dá)導(dǎo)引頭通常采用單脈沖測(cè)角技術(shù)。這種技術(shù)通過(guò)比較兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)天線波束的接收信號(hào)來(lái)獲得精確的目標(biāo)角位置信息[1],理論上可以從一個(gè)脈沖回波中得到二維角信息。單脈沖測(cè)角不同于波束轉(zhuǎn)換或圓錐掃描測(cè)角,后兩者的多波束位置是順序產(chǎn)生的,因而不可能從一個(gè)脈沖中獲取角信息[2]。由于同時(shí)多波束具有從單個(gè)回波脈沖形成角誤差估值的能力,所以能有效克服回波脈沖幅度波動(dòng)對(duì)角誤差提取帶來(lái)的影響。這不僅消除了能有效對(duì)付圓錐掃描雷達(dá)的調(diào)幅干擾的可能性,還使單脈沖雷達(dá)能有效跟蹤噪聲干擾信號(hào)[3],從而使單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭在受到壓制干擾的情況下轉(zhuǎn)入被動(dòng)跟蹤干擾源的工作模式,以繼續(xù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)角度的跟蹤并引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向目標(biāo)的能力,因此如何實(shí)現(xiàn)對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤環(huán)路的有效干擾至今仍是電子戰(zhàn)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

由于現(xiàn)代雷達(dá)、電子戰(zhàn)裝備都工作在復(fù)雜的電磁信號(hào)環(huán)境中,通過(guò)對(duì)復(fù)雜信號(hào)環(huán)境的偵收與處理來(lái)完成各自的使命任務(wù),信息處理是其核心部分,因此利用數(shù)字仿真技術(shù)在信號(hào)級(jí)模型粒度上實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)和電子戰(zhàn)裝備信息處理過(guò)程的建模仿真,逼真地復(fù)現(xiàn)電磁信號(hào)的發(fā)射、在空間的傳播、經(jīng)散射體反射,以及電子信息裝備對(duì)信號(hào)接收處理的全過(guò)程,從而動(dòng)態(tài)地分析電子干擾信號(hào)對(duì)雷達(dá)各個(gè)關(guān)鍵處理環(huán)節(jié)的影響,是進(jìn)行各種干擾技術(shù)對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)干擾效能研究的有效途徑。以對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭目標(biāo)檢測(cè)跟蹤過(guò)程建立信號(hào)級(jí)仿真模型為出發(fā)點(diǎn),介紹了振幅和差式單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤環(huán)路建模仿真的實(shí)現(xiàn)思路,然后結(jié)合具體實(shí)例對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭的角度跟蹤性能進(jìn)行了仿真試驗(yàn)分析,最后對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭抗自衛(wèi)式單點(diǎn)源干擾能力進(jìn)行了總結(jié)。

1 單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤環(huán)路的建模仿真

雷達(dá)導(dǎo)引頭的角度跟蹤環(huán)路由測(cè)角系統(tǒng)和天線伺服系統(tǒng)組成。測(cè)角系統(tǒng)用于獲取目標(biāo)的角誤差信息,角誤差信息送到導(dǎo)引頭的伺服系統(tǒng)中,驅(qū)動(dòng)導(dǎo)引頭天線朝減小角誤差的方向轉(zhuǎn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)角度的連續(xù)跟蹤。無(wú)論何種體制的單脈沖雷達(dá),其測(cè)角系統(tǒng)總是包括角度敏感器、角度信息變換器和角度鑒別器三個(gè)部分,但是這三個(gè)部分在單脈沖雷達(dá)中并不是孤立存在的,而是融入在雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤的信號(hào)/數(shù)據(jù)處理過(guò)程中,因此對(duì)單脈沖雷達(dá)角度跟蹤環(huán)路的建模實(shí)質(zhì)上是對(duì)單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)整個(gè)信息處理過(guò)程的建模。對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭系統(tǒng)的建模仿真是根據(jù)導(dǎo)彈主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭的典型系統(tǒng)組成,按照雷達(dá)信號(hào)/數(shù)據(jù)處理流程,對(duì)導(dǎo)引頭天線、接收機(jī)、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理和導(dǎo)彈飛行控制系統(tǒng)的基本工作過(guò)程建立了相應(yīng)的仿真模型,單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭仿真軟件的功能結(jié)構(gòu)框圖,如圖1所示。為了從邏輯上對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤環(huán)路的建模仿真過(guò)程進(jìn)行比較清晰地闡述,對(duì)圖1中與導(dǎo)引頭角度跟蹤測(cè)量過(guò)程密切相關(guān)的仿真模型進(jìn)行介紹。

圖1 單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭仿真軟件功能結(jié)構(gòu)框圖

1.1 單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭天線仿真模型

振幅和差式單脈沖雷達(dá)天線(即角度敏感器)在一個(gè)角平面內(nèi)要形成兩個(gè)相同且指向分別與等強(qiáng)信號(hào)方向偏置±θ0的波束,將這兩個(gè)波束同時(shí)收到的回波信號(hào)通過(guò)和差比較器(即角度信息變換器)進(jìn)行和差處理,可分別得到和信號(hào)與差信號(hào),而差信號(hào)即為該角平面的角誤差信號(hào)。

在沒(méi)有天線方向圖實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的情況下,單個(gè)天線方向圖理論上可用高斯函數(shù)、余弦函數(shù)或辛克函數(shù)等數(shù)學(xué)公式來(lái)近似模擬。式(1)[4]是用辛克函數(shù)描述的二維平面歸一化天線振幅方向圖仿真模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式,即主要考慮天線主瓣和第一副瓣的影響,其余天線副瓣則用平均副瓣電平來(lái)表示。

式中,Δθ0為天線主瓣3 dB波束寬度;Δθ1為第一副瓣3 dB波束寬度;g1為第一副瓣電平;g2為平均副瓣電平;θ0=πΔθ0/α為主瓣波束右零點(diǎn);θ1=π(Δθ0+Δθ1)/α 為第一副瓣波束中心點(diǎn);θ2=π(Δθ0+2Δθ1)/α為第一副瓣波束右零點(diǎn);α =2.783為一常數(shù)。

振幅和差式單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭通常要產(chǎn)生四個(gè)空間子波束以形成和波束、方位差波束及俯仰差波束來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)距離、方位角和俯仰角三維信息的跟蹤測(cè)量,所以對(duì)導(dǎo)引頭天線應(yīng)建立三維立體天線方向圖仿真模型來(lái)描述其空間子波束的分布情況。三維天線方向圖仿真模型可定義為由一個(gè)方位面方向圖函數(shù)Fθ(θ)與一個(gè)俯仰面方向圖函數(shù)Fφ(φ)相乘的結(jié)果,為

用式(2)描述的導(dǎo)引頭天線四個(gè)空間子波束方向圖函數(shù) FA(θ,φ)、FB(θ,φ)、FC(θ,φ)、FD(θ,φ)如式(3)所示,其中θ0、φ0分別為子波束在方位面和俯仰面相對(duì)中心軸的偏移角,最佳偏移角在理論上約為天線半功率波束寬度的一半。

和差比較器完成和差處理,形成和差波束,差波束用于測(cè)角,和波束用于測(cè)距測(cè)速和作為相位比較的基準(zhǔn)。根據(jù)和差比較器的工作原理,可得到和波束方向圖函數(shù)F∑(θ,φ)、方位差波束方向圖函數(shù) FΔθ(θ,φ)、俯仰差波束方向圖函數(shù) FΔφ(θ,φ)為

利用式(1)~式(4)可仿真得到單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭天線四個(gè)空間子波束及形成的和、差波束方向圖,如圖2所示,仿真中使用的典型天線參數(shù):天線主瓣3 dB波束寬度為5°,第一副瓣3 dB波束寬度為3°,第一副瓣電平為-25 dB,平均副瓣電平為-40 dB,子波束的偏移角均為2.5°。

圖2 單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭天線方向圖仿真結(jié)果

1.2 單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤測(cè)量仿真模型

從采用的信號(hào)波形及信號(hào)處理體制上分,雷達(dá)導(dǎo)引頭通常分為脈沖體制、準(zhǔn)連續(xù)波體制和脈沖多普勒體制。脈沖體制導(dǎo)引頭采用低重頻非相參脈沖信號(hào)進(jìn)行脈沖檢測(cè)與時(shí)延測(cè)量,在實(shí)施距離跟蹤的基礎(chǔ)上,實(shí)時(shí)提取目標(biāo)的角誤差信息。準(zhǔn)連續(xù)波體制導(dǎo)引頭采用高重復(fù)頻率相參脈沖信號(hào)進(jìn)行譜線檢測(cè)與多普勒頻率測(cè)量,在實(shí)施速度跟蹤的基礎(chǔ)上,實(shí)時(shí)提取目標(biāo)的角誤差信息。脈沖多普勒體制導(dǎo)引頭采用高/中/低重頻相參脈沖信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻二維檢測(cè),在實(shí)施距離跟蹤和速度跟蹤的基礎(chǔ)上,實(shí)時(shí)提取目標(biāo)的角誤差信息。

這里以脈沖多普勒體制單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭為例,由于脈沖多普勒導(dǎo)引頭能同時(shí)在速度和距離上提取所需要的目標(biāo)信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)角信息的最佳處理,因此脈沖多普勒雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)目標(biāo)角度變化的跟蹤是在對(duì)目標(biāo)距離變化和多普勒頻率變化跟蹤的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。脈沖多普勒體制單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭接收機(jī)及信號(hào)處理仿真流程圖,如圖3所示。

圖3 脈沖多普勒雷達(dá)導(dǎo)引頭接收機(jī)及信號(hào)處理仿真流程圖

圖3中,“和”通道及“差”通道混合信號(hào)是指目標(biāo)回波信號(hào)、電子干擾信號(hào)分別經(jīng)過(guò)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭天線方向圖仿真調(diào)制后形成和通道信號(hào)、差通道信號(hào),然后與和、差通道熱噪聲信號(hào)疊加的混合信號(hào)(中頻采樣實(shí)信號(hào))。單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭和通道與差通道處理的仿真流程基本一致,中頻混合信號(hào)經(jīng)過(guò)中放濾波、正交變換及相干檢波處理后變?yōu)檎坏膬陕坊鶐盘?hào),這兩路正交的實(shí)信號(hào)組成一路基帶復(fù)信號(hào),它保留了回波信號(hào)復(fù)包絡(luò)的所有信息,因此導(dǎo)引頭信號(hào)處理的仿真運(yùn)算都是在復(fù)數(shù)域上進(jìn)行的。和、差通道的基帶復(fù)信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D量化、抽樣、緩存和距離門FFT處理后,首先對(duì)和通道信號(hào)在距離和速度跟蹤波門范圍內(nèi)進(jìn)行恒虛警檢測(cè)處理,若能檢測(cè)到目標(biāo),則用目標(biāo)所在跟蹤波門內(nèi)的最大信號(hào)對(duì)應(yīng)的距離單元和速度單元來(lái)選通差通道信號(hào)相對(duì)應(yīng)單元的輸出信號(hào)進(jìn)行如式(5)、式(6)所示的復(fù)信號(hào)點(diǎn)積運(yùn)算以得到目標(biāo)的角誤差估值。當(dāng)導(dǎo)引頭受到壓制干擾而導(dǎo)致在距離和速度跟蹤波門內(nèi)檢測(cè)不到目標(biāo),即恒虛警檢測(cè)無(wú)輸出值,則可進(jìn)入跟蹤干擾源工作模式,這時(shí)利用導(dǎo)引頭數(shù)據(jù)處理預(yù)測(cè)的目標(biāo)所在距離和速度單元來(lái)選通和、差通道相應(yīng)單元的輸出信號(hào)進(jìn)行點(diǎn)積運(yùn)算以得到角誤差估值。

從圖3可見(jiàn),單脈沖雷達(dá)角度跟蹤測(cè)量(即角度鑒別器)仿真模型是單脈沖雷達(dá)接收機(jī)及信號(hào)處理仿真模型的一個(gè)組成部分,用于實(shí)現(xiàn)單脈沖雷達(dá)對(duì)目標(biāo)角偏離誤差信號(hào)的提取。仿真中采用和、差單脈沖復(fù)比運(yùn)算來(lái)設(shè)計(jì)單脈沖測(cè)角模型,即用和通道與差通道復(fù)信號(hào)的點(diǎn)積運(yùn)算來(lái)得到角偏離誤差,方位角偏離誤差Δθ和俯仰角偏離誤差Δφ的計(jì)算公式分別為

式中,Re{}表示取實(shí)部運(yùn)算;·表示點(diǎn)積運(yùn)算;﹡表示復(fù)共軛;SΣFFT(m,n)是和通道 FFT處理后第m個(gè)距離單元、第 n 個(gè)速度單元的輸出信號(hào);SΔθFFT(m,n)和SΔφFFT(m,n)分別是方位差通道和俯仰差通道 FFT 處理后第m個(gè)距離單元、第n個(gè)速度單元的輸出信號(hào);Kθ和Kφ分別是導(dǎo)引頭天線方位差波束和俯仰差波束的歸一化差斜率。

1.3 單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭伺服系統(tǒng)仿真模型

角度鑒別器輸出的角偏離誤差信號(hào)通過(guò)角伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)引頭天線波束對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)的角度跟蹤,而伺服系統(tǒng)的性能將直接影響雷達(dá)的角度跟蹤精度,因此對(duì)雷達(dá)伺服系統(tǒng)的仿真建模是非常必要的。

雷達(dá)伺服系統(tǒng)是靠誤差工作的反饋閉環(huán)控制系統(tǒng),通常設(shè)計(jì)成由電流回路、速度回路和位置回路組成的三環(huán)二階無(wú)靜差系統(tǒng),要求具有快速響應(yīng)特性、高跟蹤精度和寬調(diào)速范圍的性能指標(biāo),但實(shí)際的雷達(dá)伺服系統(tǒng)都存在各種非線性環(huán)節(jié),所以會(huì)不可避免地產(chǎn)生靜態(tài)誤差。在雷達(dá)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,伺服系統(tǒng)的仿真是用來(lái)驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性及是否滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)[1],通常采用數(shù)字仿真或?qū)嵨锓抡娣椒?。伺服系統(tǒng)數(shù)字仿真是利用計(jì)算機(jī)數(shù)值計(jì)算的方法,建立伺服系統(tǒng)控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型,通過(guò)選擇不同形式和參數(shù)的校正環(huán)節(jié),計(jì)算系統(tǒng)的輸出特性[1],因此用于伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的的數(shù)字仿真首先是建立在對(duì)控制對(duì)象行為特性的詳細(xì)描述和系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)及性能指標(biāo)全面分析的基礎(chǔ)上,而本文中對(duì)導(dǎo)引頭伺服系統(tǒng)的仿真主要針對(duì)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性、過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)及動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力等技術(shù)指標(biāo),將伺服系統(tǒng)看作是一個(gè)單位脈沖響應(yīng)無(wú)限長(zhǎng)的線性時(shí)不變系統(tǒng),利用數(shù)字濾波技術(shù)將導(dǎo)引頭伺服系統(tǒng)近似等效為一個(gè)具有無(wú)限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)的IIR遞歸濾波器。IIR遞歸濾波器的差分方程表示為

式中,bm和am是濾波器的系數(shù);a0=1。若aN≠0,N是IIR濾波器的階數(shù)。

要設(shè)計(jì)一個(gè)IIR濾波器,首先要設(shè)計(jì)原型模擬低通濾波器,仿真中選用巴特沃茲濾波器,將伺服帶寬作為濾波器通帶截止頻率,因?yàn)榘吞匚制潪V波器具有最大平坦的幅度響應(yīng),在通帶內(nèi)呈現(xiàn)相當(dāng)好的線性相位響應(yīng);然后采用雙線性變換法,將模擬濾波器系數(shù)變換為數(shù)字濾波器系數(shù);最后用式(7)計(jì)算濾波器的輸出。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)三階的IIR濾波器,其通帶截止頻率為8 Hz,采樣頻率為50 Hz,該濾波器的單位階躍響應(yīng)曲線,如圖4所示。上升時(shí)間為 0.0695 s,過(guò)渡過(guò)程時(shí)間為 0.24 s,超調(diào)量為10%。

圖4 三階IIR濾波器的單位階躍響應(yīng)曲線

2 對(duì)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭角度跟蹤環(huán)路性能的仿真試驗(yàn)分析

仿真實(shí)現(xiàn)的振幅和差式單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭采用高重頻脈沖多普勒工作體制,主要仿真參數(shù):工作頻率為10 GHz,發(fā)射峰值功率為500 W,天線主瓣增益為25 dB,半功率波束寬度為5°×5°,第一副瓣電平為-25 dB,接收機(jī)噪聲系數(shù)為4 dB,恒虛警處理方式采用單元平均選大,導(dǎo)引頭角伺服帶寬為8 Hz,天線最大偏置角為60°,目標(biāo)距離和速度的跟蹤濾波采用卡爾曼濾波算法,發(fā)射信號(hào)波形為常規(guī)相參脈沖串,脈寬為 0.5 μs,脈沖重復(fù)周期分別為 4.5 μs、5 μs和 5.5 μs。跟蹤狀態(tài)下,導(dǎo)引頭根據(jù)預(yù)測(cè)的脈沖遮擋效應(yīng)選擇相應(yīng)的發(fā)射信號(hào)重頻,導(dǎo)彈采用修正比例導(dǎo)引律。

在以下仿真試驗(yàn)中均采用相同的仿真場(chǎng)景。仿真場(chǎng)景為一枚空空導(dǎo)彈以迎頭方式攻擊一架作戰(zhàn)飛機(jī),機(jī)上干擾設(shè)備對(duì)雷達(dá)導(dǎo)引頭實(shí)施有源干擾以實(shí)現(xiàn)載機(jī)自衛(wèi),飛機(jī)的雷達(dá)截面積為12 m2。在初始仿真時(shí)刻,彈目距為19.493 km,彈目間的徑向速度為898 m/s。

2.1 無(wú)電子干擾條件下的目標(biāo)角度跟蹤仿真試驗(yàn)

在仿真試驗(yàn)中,可利用單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭仿真軟件提供的探針功能對(duì)導(dǎo)引頭關(guān)鍵處理節(jié)點(diǎn)的輸出信號(hào)進(jìn)行波形或頻譜分析,如圖5所示。圖5中給出了在導(dǎo)引頭接收機(jī)輸入端的目標(biāo)回波信號(hào)與通道熱噪聲信號(hào)的中頻混合信號(hào)頻譜圖、中頻混合信號(hào)經(jīng)過(guò)中放濾波器后的頻譜圖、導(dǎo)引頭對(duì)距離跟蹤波門內(nèi)信號(hào)進(jìn)行FFT處理后的頻譜圖及經(jīng)過(guò)恒虛假(CFAR)處理后的輸出結(jié)果。在空空導(dǎo)彈攻擊載機(jī)目標(biāo)的仿真過(guò)程中,通過(guò)記錄導(dǎo)引頭對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)跟蹤數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,可以得到單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)目標(biāo)距離、速度和角度的跟蹤誤差統(tǒng)計(jì)圖,如圖6所示。圖中橫坐標(biāo)為時(shí)間軸,以導(dǎo)引頭處理幀長(zhǎng)(即波束駐留時(shí)間)為單位,縱坐標(biāo)為距離、速度及角度的跟蹤誤差值。從圖中可見(jiàn),單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)目標(biāo)角度跟蹤的精度比較高,而且隨著彈目距的逐漸逼近,角度跟蹤誤差越來(lái)越小。

2.2 自衛(wèi)電子干擾條件下的目標(biāo)角度跟蹤仿真試驗(yàn)

在載機(jī)實(shí)施自衛(wèi)電子干擾的仿真試驗(yàn)中,干擾設(shè)備在導(dǎo)引頭的目標(biāo)搜索、截獲及初始跟蹤階段保持無(wú)線電靜默(不發(fā)射干擾信號(hào)),當(dāng)導(dǎo)引頭穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)170幀(此時(shí)彈目距約17 km)以后再采用噪聲干擾樣式對(duì)導(dǎo)引頭目標(biāo)檢測(cè)跟蹤進(jìn)行壓制,噪聲帶寬設(shè)置為5 MHz,噪聲干擾信號(hào)波形及頻譜圖如圖7所示。仿真試驗(yàn)中,當(dāng)導(dǎo)引頭受到壓制干擾無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的有效檢測(cè)時(shí),則進(jìn)入被動(dòng)跟蹤干擾源工作模式,此時(shí)導(dǎo)引頭根據(jù)數(shù)據(jù)處理的跟蹤濾波算法預(yù)測(cè)目標(biāo)所在距離和速度單元來(lái)選通和、差通道相應(yīng)單元的輸出信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)角誤差估值運(yùn)算,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)角度的有效跟蹤。根據(jù)仿真試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù),導(dǎo)引頭角度跟蹤誤差統(tǒng)計(jì)圖,如圖8所示。從圖中可見(jiàn),導(dǎo)引頭在跟蹤目標(biāo)170幀之后的角度跟蹤誤差明顯降低,這是由于干擾信號(hào)較強(qiáng),導(dǎo)引頭利用干擾信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)角誤差估值運(yùn)算的精度更高;但同時(shí)也能看到,由于噪聲干擾信號(hào)所具有的隨機(jī)性,在某些時(shí)刻對(duì)目標(biāo)角度跟蹤誤差也會(huì)變大。

3 結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)引頭是一種單目標(biāo)搜捕-跟蹤雷達(dá),其抗壓制性干擾的技術(shù)措施可歸納為三種類型:回避干擾、跟蹤干擾和信道保護(hù)[2]。當(dāng)單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭受到目標(biāo)自衛(wèi)式壓制干擾時(shí)可轉(zhuǎn)入跟蹤干擾源工作模式(即干擾尋的方式),此時(shí)干擾信號(hào)作為目標(biāo)信息的載體信號(hào),雖然導(dǎo)引頭無(wú)法提取目標(biāo)的距離和速度信息,但可借助干擾信號(hào)對(duì)目標(biāo)實(shí)施角跟蹤,提取制導(dǎo)信息并形成制導(dǎo)指令,從而引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。若導(dǎo)引頭在跟蹤過(guò)程始終受到持續(xù)性的壓制干擾而得不到目標(biāo)的速度信息,則會(huì)使導(dǎo)彈飛控系統(tǒng)無(wú)法使用修正比例導(dǎo)引律,這在一定程度上將影響導(dǎo)彈彈道性能的改善。當(dāng)干擾設(shè)備采用距離欺騙或速度欺騙干擾技術(shù)進(jìn)行載機(jī)自衛(wèi)時(shí),雖然可把假距離信息或假速度信息引入要干擾的雷達(dá)導(dǎo)引頭跟蹤波門內(nèi),但導(dǎo)引頭仍能得到精確的角度信息。只有在雷達(dá)的跟蹤波門被捕獲、欺騙干擾機(jī)又關(guān)機(jī)時(shí),受干擾的雷達(dá)才會(huì)丟失角度信息[3]。但是由于失跟前導(dǎo)引頭天線是指向目標(biāo)方向的,所以其在距離域或速度域內(nèi)對(duì)目標(biāo)的重新截獲是很快的,基本在毫秒量級(jí)。因此,單脈沖雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)自衛(wèi)式單點(diǎn)源干擾具有良好的抗干擾性能。

[1]王德純,丁家會(huì),程望東,等.精密跟蹤測(cè)量雷達(dá)技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.

[2]高烽.雷達(dá)導(dǎo)引頭概論[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

[3]施萊赫D C.信息時(shí)代的電子戰(zhàn)[Z].電子對(duì)抗國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譯,2000.

[4]徐喜安.單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)的建模與仿真研究[D].成都:電子科技大學(xué),2006.

[5]穆虹.防空導(dǎo)彈雷達(dá)導(dǎo)引頭設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)宇航出版社,2006.

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