王曉科，馮周江

（上海機(jī)電工程研究所，上海 201109）

0 引言

低頻雷達(dá)主要指工作頻率在 VHF（30～300MHz）和 UHF（300～1 000MHz）頻段的雷達(dá)，對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)相應(yīng)為（10～1m）和（1.0m～0.3m）。與微波頻段雷達(dá)相比，低頻雷達(dá)工作波長(zhǎng)較長(zhǎng)，天線單元間距較大，天線口徑相同時(shí)，低頻雷達(dá)的收發(fā)波束寬，測(cè)角精度差，同時(shí)低空區(qū)域由于波瓣打地，造成波瓣分裂嚴(yán)重、多路徑效應(yīng)明顯，幾乎無(wú)法測(cè)角。因此，現(xiàn)有的防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中低頻雷達(dá)主要用于早期預(yù)警，跟蹤制導(dǎo)功能主要由微波頻段雷達(dá)完成。從現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)可知，以F-22為代表的隱身戰(zhàn)斗機(jī)、B-2為代表的隱身轟炸機(jī)以及隱身無(wú)人機(jī)等具有微波頻段較強(qiáng)隱身能力的目標(biāo)，將成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的主要威脅。這類目標(biāo)在S、C、X等頻段雷達(dá)中的散射截面積（RCS）約0.01m2，導(dǎo)致這些頻段制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)距離大幅下降，進(jìn)而極大降低了武器系統(tǒng)對(duì)隱身目標(biāo)的攔截能力。以對(duì)常規(guī)飛機(jī)（RCS＝2m2）探測(cè)距離為200km的S波段雷達(dá)為例，其對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)距離僅53km，計(jì)及系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、導(dǎo)彈飛行時(shí)間等因素，此時(shí)武器系統(tǒng)對(duì)隱身飛機(jī)的攔截距離約20km，已基本喪失防空能力。

低頻雷達(dá)的工作波長(zhǎng)接近隱身目標(biāo)整體或局部尺寸，可引起電磁諧振，使目標(biāo)形成較強(qiáng)散射回波，能有效對(duì)抗隱身目標(biāo)的外形隱身設(shè)計(jì)；工作頻率在吸波涂層有效頻段之外，低頻雷達(dá)能有效減少隱身目標(biāo)吸波材料對(duì)雷達(dá)電磁波的吸收，這些特性使低頻雷達(dá)對(duì)隱身目標(biāo)有較好的探測(cè)效果。國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果表明：相對(duì)微波頻段，在VHF，UHF頻段隱身飛機(jī)F-22的RCS將增大幾十甚至幾百倍，這證明了低頻雷達(dá)具備較強(qiáng)的反隱身能力［1－2］。

此外，為能精確追蹤目標(biāo)雷達(dá)，反輻射導(dǎo)彈天線口徑至少要大于1個(gè)雷達(dá)工作波長(zhǎng)。對(duì)大波長(zhǎng)的低頻雷達(dá)來(lái)說(shuō)，很難有反輻射導(dǎo)彈的天線口徑與其波長(zhǎng)相當(dāng)，致使反輻射導(dǎo)彈無(wú)法對(duì)低頻雷達(dá)實(shí)施精確定位與高精度制導(dǎo)。因此，低頻雷達(dá)還具有良好的對(duì)抗反輻射導(dǎo)彈的能力。

為有效應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的隱身目標(biāo)威脅，增強(qiáng)國(guó)土防衛(wèi)能力，防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)需配備低頻制導(dǎo)雷達(dá)，用以對(duì)隱身目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離精確跟蹤，引導(dǎo)導(dǎo)彈實(shí)施有效攔截。伴隨技術(shù)進(jìn)步，雷達(dá)高精度測(cè)角、結(jié)構(gòu)集成優(yōu)化等技術(shù)的日益成熟，以及武器系統(tǒng)制導(dǎo)體制的優(yōu)化，低頻雷達(dá)作為制導(dǎo)雷達(dá)應(yīng)用于防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)將成為可能。本文對(duì)低頻制導(dǎo)雷達(dá)在防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

1 能力需求

制導(dǎo)雷達(dá)主要用于對(duì)來(lái)襲目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定連續(xù)跟蹤，為武器系統(tǒng)提供目標(biāo)位置、速度等運(yùn)動(dòng)參數(shù)，以引導(dǎo)導(dǎo)彈對(duì)目標(biāo)實(shí)施攔截。如欲將低頻雷達(dá)作為跟蹤制導(dǎo)雷達(dá)應(yīng)用于防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，須滿足武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)遠(yuǎn)程精確殺傷、抗飽和攻擊能力強(qiáng)和機(jī)動(dòng)能力良好三項(xiàng)要求。為此，低頻制導(dǎo)雷達(dá)應(yīng)具備以下能力。

a）高精度測(cè)角、遠(yuǎn)距離探測(cè)

為滿足武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離高精度殺傷要求，低頻制導(dǎo)雷達(dá)的測(cè)量精度應(yīng)為0.2°～0.3°，才能保證高概率的中末制導(dǎo)交班，保證導(dǎo)彈武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的殺傷概率。

此外，隱身作戰(zhàn)飛機(jī)主要作戰(zhàn)樣式是發(fā)射遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)彈藥打擊重要軍事設(shè)施。研究分析表明，目前隱身飛機(jī)攜帶的空地導(dǎo)彈射程絕大部分小于110km，為在隱身飛機(jī)投彈前將其摧毀，考慮系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間、導(dǎo)彈飛行時(shí)間等因素，低頻制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)隱身飛機(jī)的跟蹤距離至少應(yīng)為200km。

b）多目標(biāo)、抗干擾

為滿足武器系統(tǒng)抗飽和攻擊要求，低頻制導(dǎo)雷達(dá)須具備多目標(biāo)能力。根據(jù)隱身飛機(jī)作戰(zhàn)樣式，低頻制導(dǎo)雷達(dá)至少在以高數(shù)據(jù)率跟蹤6～8批目標(biāo)的同時(shí)，還要能以低數(shù)據(jù)率跟蹤6～8批。同時(shí)，低頻制導(dǎo)雷達(dá)還須具備干擾源被動(dòng)定位、干擾對(duì)消、自適應(yīng)變頻等干擾對(duì)抗能力，以提高武器系統(tǒng)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。

c）自動(dòng)展開(kāi)／撤收

防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)作戰(zhàn)使命通常為要地及野戰(zhàn)防空，這要求武器系統(tǒng)各作戰(zhàn)車輛具備一定的機(jī)動(dòng)能力以滿足武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)準(zhǔn)備時(shí)間、運(yùn)輸和作戰(zhàn)使用靈活等要求。低頻制導(dǎo)雷達(dá)由于天線口徑較大（8～10m），為滿足機(jī)動(dòng)能力要求，須具備自動(dòng)展開(kāi)、架設(shè)和撤收的能力。

2 關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)上述能力需求，結(jié)合目前的研究成果，低頻制導(dǎo)雷達(dá)須解決高精度測(cè)角、數(shù)字T／R組件和自動(dòng)展開(kāi)撤收三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)的解決，要兼顧雷達(dá)掃描體制的可實(shí)現(xiàn)性、提高測(cè)量精度的有效性及大容量高速率數(shù)據(jù)傳輸處理的可行性等因素，力求達(dá)到雷達(dá)總體性能的最佳化和性價(jià)比最優(yōu)化。

2.1 高精度測(cè)角

低頻雷達(dá)受波長(zhǎng)長(zhǎng)、天線尺寸和架高有限等因素的制約，天線波束寬度寬、角度分辨力差，更重要的是低空區(qū)域地（海）面反射嚴(yán)重，多徑效應(yīng)明顯，使雷達(dá)難以測(cè)量目標(biāo)俯仰角度。對(duì)波束寬度約6°的低頻雷達(dá)來(lái)說(shuō)，常規(guī)的單脈沖比幅／比相測(cè)角技術(shù)的測(cè)角精度最高可達(dá)0.4°，無(wú)法滿足武器系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)遠(yuǎn)距離的精確跟蹤制導(dǎo)要求。因此，低頻雷達(dá)的高精度測(cè)角技術(shù)尤其是低仰角區(qū)域的高精度測(cè)量技術(shù)，是低頻制導(dǎo)雷達(dá)的核心關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)需通過(guò)有效的超分辨信號(hào)處理算法突破角度分辨力的瑞利極限，以提高低頻雷達(dá)的空間分辨力和角度估計(jì)精度［3］。

目前，雖有多種超分辨算法可用于雷達(dá)信號(hào)處理，但在實(shí)際復(fù)雜多變的多徑反射環(huán)境中，多種理論性能優(yōu)異的超分辨算法存在不易建模、不能定量描述的缺陷，很難在工程應(yīng)用中取得令人滿意的效果。

2.2 數(shù)字T／R組件

低頻雷達(dá)T／R組件間距大，輻射單元個(gè)數(shù)少，如不實(shí)現(xiàn)T／R組件的數(shù)字化很難形成多通道數(shù)字收發(fā)波束（DBF），不能有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)字波束控制及能量管理，無(wú)法滿足武器系統(tǒng)對(duì)低頻制導(dǎo)雷達(dá)遠(yuǎn)距離探測(cè)及大空域、多目標(biāo)和高數(shù)據(jù)率跟蹤制導(dǎo)等要求［4］。為此，需突破單個(gè)輻射單元的數(shù)字化技術(shù)，以形成盡可能多的數(shù)字化通道，通過(guò)數(shù)字化通道實(shí)現(xiàn)發(fā)射與接收信號(hào)形式的多樣化，完成波束的相位掃描、能量控制。

該技術(shù)從設(shè)備成本和數(shù)字化技術(shù)工程實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)是可行的，但解決多通道定時(shí)和相位同步問(wèn)題，以及保證雷達(dá)在惡劣電磁環(huán)境中正常工作是數(shù)字T／R組件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

2.3 自動(dòng)展開(kāi)撤收

雷達(dá)的架設(shè)、運(yùn)輸轉(zhuǎn)移能力是武器系統(tǒng)機(jī)動(dòng)性的重要指標(biāo)。低頻雷達(dá)天線尺寸大，6°波束寬度的UHF頻段雷達(dá)展開(kāi)后的天線尺寸約10m×10m，大尺寸天線陣面的展開(kāi)撤收難度較大，其展開(kāi)撤收時(shí)間直接關(guān)系武器系統(tǒng)的戰(zhàn)斗準(zhǔn)備時(shí)間，此外武器系統(tǒng)要求制導(dǎo)雷達(dá)須具備較高的機(jī)動(dòng)性，能滿足鐵路、公路和航空的運(yùn)輸要求。因此，低頻制導(dǎo)雷達(dá)需攻克大口徑天線自動(dòng)展開(kāi)、架設(shè)、折疊和撤收技術(shù)。

該技術(shù)需考慮天線陣面骨架和背架在工作狀態(tài)和運(yùn)輸狀態(tài)下的應(yīng)力載荷以及天線陣面的安裝精度，使其能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的工作和運(yùn)輸要求，同時(shí)要考慮天線輻射單元數(shù)選取、陣面分塊布局、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的精度和剛度計(jì)算、伺服控制、總線排布等因素，是低頻制導(dǎo)雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

3 解決途徑

3.1 高精度測(cè)角技術(shù)

3.1.1 算法選擇

根據(jù)目前的研究現(xiàn)狀，超分辨算法通過(guò)對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行多徑信號(hào)的去相干處理，能精確測(cè)量出目標(biāo)仰角，是突破低頻制導(dǎo)雷達(dá)高精度測(cè)角技術(shù)的有效途徑。

常用的超分辨算法主要有最大似然（ML）算法、空間平滑MUSIC算法和線性預(yù)測(cè)算法。為比較三種算法性能，進(jìn)行了一組實(shí)驗(yàn)對(duì)比，實(shí)驗(yàn)條件為陣元24個(gè)；發(fā)射頻率262.5MHz；信號(hào)源2個(gè)（直達(dá)波信號(hào)＋多徑反射信號(hào)）；天線架高10m；目標(biāo)高度1 500m；目標(biāo)斜距100km；掃描范圍－5°～5°；信噪比0～20dB；地面反射系數(shù)0.9，統(tǒng)計(jì)100次（Monte-Carlo隨機(jī)產(chǎn)生），結(jié)果如圖1所示。由圖1可知：信噪比相同時(shí)，ML算法的測(cè)高精度高于空間平滑和線性預(yù)測(cè)算法，且隨信噪比增大，ML算法的測(cè)高精度提高明顯?；贛L算法的超分辨測(cè)角技術(shù)，理論上更適于低頻制導(dǎo)雷達(dá)。

圖1 三種超分辨算法性能Fig.1 Performance of three super-distinguish programs

3.1.2 工程實(shí)現(xiàn)

根據(jù)ML算法理論，低頻制導(dǎo)雷達(dá)可預(yù)先建模，算得不同目標(biāo)高度下雷達(dá)各陣列接收的信號(hào)模型，并將其作為參考向量。雷達(dá)實(shí)際工作時(shí)，將陣列實(shí)際接收的信號(hào)與參考向量進(jìn)行匹配，通過(guò)比較匹配輸出估計(jì)目標(biāo)的真實(shí)高度。超分辨處理時(shí)，需將雷達(dá)陣面分為多個(gè)收發(fā)陣列（1，2，…，N），以形成接收目標(biāo)直射回波和地面反射回波的多個(gè)通道，如圖2所示。

圖2 超分辨測(cè)角工程原理Fig.2 Principle of angle measuring principle

3.1.3 工作流程

低頻制導(dǎo)雷達(dá)使用超分辨算法時(shí)，因信源數(shù)多、計(jì)算量大，數(shù)據(jù)處理延時(shí)大，故該算法不適于全程搜索跟蹤處理，而只對(duì)過(guò)雷達(dá)檢測(cè)門限的信號(hào)進(jìn)行處理。其工作流程如圖3所示：雷達(dá)采集多路信號(hào)，經(jīng)模數(shù)變換放于緩存中，數(shù)據(jù)處理時(shí)先進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)等濾波處理，最后進(jìn)行超分辨處理，以減少不必要的計(jì)算資源浪費(fèi)。此外，進(jìn)行平坦地形背景中的仰角超分辨處理時(shí)，可認(rèn)為只有直達(dá)波和多徑（反射波）2個(gè)信源，對(duì)兩信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，可減小運(yùn)算量；當(dāng)?shù)匦伪尘皬?fù)雜，直達(dá)波與多徑兩路信號(hào)關(guān)系不確定時(shí)，可通過(guò)多次迭代縮小搜索范圍的方式，降低運(yùn)算量。

圖3 超分辨處理流程Fig.3 Flowchart of super-distinguish processing

3.1.4 實(shí)際效果

對(duì)低頻雷達(dá)超分辨測(cè)角技術(shù)展開(kāi)了研究，進(jìn)行了理論仿真和算法優(yōu)化改進(jìn)，開(kāi)展了包括淡水反射面、海水反射面、平坦陸地反射面、丘陵地帶、山區(qū)地形起伏大的山地反射面等多種戰(zhàn)地背景的試驗(yàn)研究，獲得了不同陣地反射面條件下的測(cè)高數(shù)據(jù)，得到了多種基于地形匹配的超分辨測(cè)角算法模型。這些模型具備對(duì)不同地形的匹配性，能精確估計(jì)多徑環(huán)境中低仰角目標(biāo)的角度。根據(jù)目前的研究狀況可得到如下結(jié)論。

a）超分辨測(cè)角方法可有效克服地面多路徑效應(yīng)引起的測(cè)角誤差增大問(wèn)題。當(dāng)信噪比約20dB時(shí)，測(cè)角精度可達(dá)1／15～1／20倍波束寬度；當(dāng)信噪比約30dB時(shí)，測(cè)角精度約為波束寬度的1／30。

b）超分辨測(cè)角方法存在低仰角限制區(qū)域，但低仰角限制區(qū)域遠(yuǎn)小于常規(guī)測(cè)角方法。常規(guī)測(cè)角時(shí)，在1／2～1倍波束寬度以下的仰角區(qū)域，測(cè)角精度明顯變差；超分辨測(cè)角時(shí)，低仰角限制區(qū)域可壓縮至1／4～1／6倍波束寬度。

3.2 數(shù)字T／R組件技術(shù)

數(shù)字化T／R組件使每個(gè)單元可靈活地產(chǎn)生多種信號(hào)形式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字移相，控制發(fā)射與接收波束進(jìn)行相位掃描，真正實(shí)現(xiàn)波束形成和掃描的全數(shù)字化。每個(gè)組件的接收通道可直接進(jìn)行射頻采樣，既能減少系統(tǒng)設(shè)備量、增加穩(wěn)定性，又可顯著提高多通道的一致性。

3.2.1 存在問(wèn)題

數(shù)字組件技術(shù)的低頻雷達(dá)收發(fā)單元由天線、收發(fā)組件、前端數(shù)字單元等構(gòu)成。信號(hào)發(fā)射時(shí)，數(shù)字單元直接產(chǎn)生發(fā)射波形，經(jīng)射頻前端進(jìn)行功率放大，再由天線發(fā)射；回波信號(hào)接收時(shí)，先經(jīng)天線進(jìn)入低噪聲放大器，后進(jìn)入數(shù)字單元的A／D采集后處理。各單元需同步工作，并通過(guò)調(diào)整相位差合成不同的波束指向。

天線單元的位置間隔通常為0.7倍波長(zhǎng)。對(duì)波長(zhǎng)在米級(jí)的低頻雷達(dá)來(lái)說(shuō)，為滿足200km的探測(cè)要求，其陣面面積約100m2。在該幾何尺寸下，實(shí)現(xiàn)有源相控陣中各收發(fā)單元數(shù)據(jù)收集的難點(diǎn)有：數(shù)字T／R組件相位、頻率和幅值的高控制精度實(shí)現(xiàn)；數(shù)字T／R組件間的電磁兼容、輸出信號(hào)雜散、高低頻接地等；數(shù)據(jù)傳輸模式和接口設(shè)置；散熱。

3.2.2 解決方法

基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)互聯(lián)結(jié)構(gòu)及基于專用時(shí)鐘同步分發(fā)設(shè)備的同步方式，可有效解決低頻雷達(dá)數(shù)字T／R技術(shù)帶來(lái)的電磁兼容、信號(hào)雜散及高精度同步控制等難題，其原理如圖4所示。每個(gè)數(shù)字單元有1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口，通過(guò)CAT-5雙絞線連接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，主控計(jì)算機(jī)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接訪問(wèn)到各數(shù)字單元，并與數(shù)字單元間傳輸數(shù)據(jù)。采用多級(jí)管理、網(wǎng)絡(luò)分層等方法，陣列規(guī)?？刹粩鄶U(kuò)大；獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)之外的時(shí)鐘同步系統(tǒng)，由時(shí)鐘同步產(chǎn)生、分發(fā)設(shè)備和時(shí)鐘電纜構(gòu)成，主要用于實(shí)現(xiàn)各單元的相參工作。

圖4 基于數(shù)字T／R技術(shù)的雷達(dá)原理Fig.4 Principle of radar with digital T／R

此外，可通過(guò)電磁兼容設(shè)計(jì)消除數(shù)字T／R組件間的電磁干擾；大容量數(shù)字傳輸技術(shù)（光纖技術(shù)）和數(shù)據(jù)通信技術(shù)能實(shí)現(xiàn)數(shù)字T／R通道的接口和傳輸；大接觸面積的液冷技術(shù)可實(shí)現(xiàn)數(shù)字T／R組件的高效散熱。根據(jù)預(yù)研成果及部分樣機(jī)的試驗(yàn)情況，低頻雷達(dá)的數(shù)字T／R組件技術(shù)較成熟，能實(shí)現(xiàn)T／R收發(fā)通道的數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的相控陣波束控制，滿足系統(tǒng)對(duì)低頻制導(dǎo)雷達(dá)多目標(biāo)、抗干擾能力要求。

3.2.3 實(shí)際效果

某低頻雷達(dá)采用數(shù)字T／R組件技術(shù)后，由480個(gè)組件形成480個(gè)數(shù)字收發(fā)通道，具備對(duì)8批次隱身目標(biāo)8Hz數(shù)據(jù)率的跟蹤制導(dǎo)能力。此外，多數(shù)字收發(fā)通道可實(shí)現(xiàn)靈活的數(shù)字波束控制，干擾對(duì)抗的能力較強(qiáng)。

3.3 自動(dòng)展開(kāi)撤收技術(shù)

3.3.1 天線陣面骨架和背架

天線陣面骨架和背架是主要受力部位，在保證其足夠的剛強(qiáng)度條件下，應(yīng)盡量減小尺寸、減輕重量，以便于加工生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可進(jìn)行充分的分析計(jì)算和三維建模仿真。相關(guān)研究結(jié)果表明：天線骨架可采用無(wú)縫鋼管桁架結(jié)構(gòu)，背架可采用高強(qiáng)度鋼板焊接的箱型結(jié)構(gòu)。

為滿足自動(dòng)架設(shè)要求，陣面骨架和背架上應(yīng)設(shè)置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝接口，接口位置和選型應(yīng)兼顧整體結(jié)構(gòu)完整、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)流暢，避免產(chǎn)生應(yīng)力過(guò)度集中現(xiàn)象。

合理分塊設(shè)計(jì)天線輻射單元布局，在不破壞陣面骨架和背架整體力學(xué)性能的前提下，綜合考慮運(yùn)輸載荷、運(yùn)輸尺寸界限、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)流暢、運(yùn)動(dòng)中剛度、再定位精度、鎖定、便于加工生產(chǎn)等因素。

3.3.2 各類運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

大陣面的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較多，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇、傳動(dòng)比確定、剛強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)精度分析都需保證陣面骨架和背架的整體力學(xué)性能不被破壞，同時(shí)兼顧運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)行程、重量、可靠性、維修性等因素；應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)關(guān)系、空間位置、運(yùn)輸尺寸界限，統(tǒng)一布置各機(jī)構(gòu)的位置和接口，統(tǒng)一分配、確定各機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比和傳動(dòng)精度。

合理可靠的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還要保證系統(tǒng)的可靠性、維修性，以及人員設(shè)備的安全性。

3.3.3 伺服控制系統(tǒng)

伺服控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)天線車的調(diào)平、天線升舉和方位旋轉(zhuǎn)控制。伺服控制精度直接關(guān)系雷達(dá)的測(cè)量精度。因此，伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中須關(guān)注精度設(shè)計(jì)，合理分配調(diào)平傳感器精度、撐腿的步距精度、結(jié)構(gòu)安裝誤差，以及傳感器校準(zhǔn)精度，使其滿足指標(biāo)要求。

天線舉升可采用液壓驅(qū)動(dòng)，由絕對(duì)式編碼器保證定位，結(jié)合制造精度和液壓控制精度，可滿足俯仰定位要求；天線方位旋轉(zhuǎn)可由大功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用多位絕對(duì)式編碼器作為位置精度反饋元件，組成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證天線方位控制精度。

3.3.4 實(shí)際效果

某低頻雷達(dá)天線口徑寬8m×高10m，厚150～300mm，采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案后，其天線折疊展開(kāi)如圖5所示。其陣面分成5塊，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可進(jìn)行兩次折疊。該雷達(dá)全陣面折疊／展開(kāi)過(guò)程小于10min，整車的架設(shè)撤收時(shí)間小于20min，能滿足防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的基本要求。

圖5 天線陣面折疊示意Fig.5 Sketch of antenna transforming

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)低頻制導(dǎo)雷達(dá)在防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。為實(shí)現(xiàn)低頻雷達(dá)跟蹤對(duì)目標(biāo)的遠(yuǎn)距離精確跟蹤，需解決高精度測(cè)角、數(shù)字T／R組件和大型天線自動(dòng)展開(kāi)撤收等關(guān)鍵技術(shù)。在相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)取得突破，具備工程應(yīng)用條件時(shí)，低頻制導(dǎo)雷達(dá)可用于防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)對(duì)隱身目標(biāo)實(shí)施遠(yuǎn)距離精確跟蹤，引導(dǎo)導(dǎo)彈對(duì)其實(shí)施攔截。

［1］ 寧 超，張向陽(yáng)，肖志河.隱身飛機(jī)散射特性綜合分析研究［J］.制導(dǎo)與引信，2009，30（2）：34-38.

［2］ 黃 坤，張 劍，雷 靜，等.隱身飛機(jī)目標(biāo)探測(cè)方法研究［J］.艦船電子工程，2010，30（5）：6-9.

［3］ 劉張林，陳伯孝，楊雪亞，等.米波雷達(dá)最大似然超分辨測(cè)高技術(shù)研究［J］.雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2011，9（4）：308-310.

［4］ 徐海洲，吳曼青.數(shù)字陣列雷達(dá)系統(tǒng)［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，31（5）：718-720.