低空防空的导弹制导

本文提出了设计低空雷达制导防空导弹时需要考虑的若干具体问题。返回雷达接收机的低空目标信号是和从地面来的大的杂波信号以及从平滑的海面来的大的多路径信号混合在一起的。通常都是利用多卜勒效应和布鲁斯特(Brewster)角效应把真正的目标回波从杂波和多路径信号中区分出来。本文在一个完整的导弹制导和控制系统范围内讨论了设计探测设备所需要考虑的因素,包括杂波和多路径的抑制、多卜勒分辨以及探测设备的稳定性等。本文还讨论了对脱靶距离起作用的基本因素,并通过一个定量的脱靶距离的实例说明了导弹侧向加速度能力所起的作用。     

反辐射导弹对抗低截获概率雷达和诱饵技术

论述了低截获概率(low intercept probability,LIP)雷达降低反辐射导弹(anti-radiation-missile,ARM)的作用距离和诱饵使ARM失效的原理。用小波理论分析方法在噪声中提取信号和用信道化接收机测频,以减小LIP雷达的影响。提出采用窄波束被动雷达导引头或多模复合制导导引头特别是采用超分辨新体制导引头,以提高角分辨力,分辨出雷达和诱饵从而实施攻击。重点分析了空间谱估计测向分辨雷达与诱饵的原理,进行了仿真,仿真结果证明了这种体制的导引头的可行性和抗诱饵系统能力。     

相干源诱偏下比相被动雷达导引头测角性能分析

从比相单脉冲测向体制出发,推导出比相体制PRS跟踪相干两点源的数学模型,对两点源诱偏下被动雷达导引头的测角性能进行了分析,指出比相体制导引头无法分辨雷达和相干源诱饵,PRS将跟踪雷达和诱饵的合成相位中心,跟踪角度不固定且不断变化。仿真结果和实测数据均验证了结论的正确性。     

基于极化对比增强的导引头抗箔条算法

当质心干扰和雷达目标不可分辨时,如何对抗质心干扰是公认的难点问题。对利用极化对比增强技术抗质心干扰进行了研究。首先建立了干扰和目标不可分辨情况下极化雷达导引头的回波模型,然后对单脉冲比幅测角的结果进行了理论推导,得到了质心干扰下雷达角度测量值的统计特性。在此基础上,提出了通过极化对比增强抗质心干扰的方法。最后结合反舰导弹抗箔条质心干扰的背景,对本文方法的抗干扰性能进行了分析,证明了本方法的有效性。     

低空多路径下目标特性参数对PD导引头影响研究

为了得到低空多路径下目标特性参数对脉冲多普勒(pulse Doppler, PD)导引头目标检测的影响,根据导引头、目标空间几何关系,推导了考虑存在多条路径情况下的导引头测量单脉冲比表达式,并指出多普勒频差小于导引头速度门带宽是多径效应对PD导引头产生影响的前提。通过对相位差求取微分的方法,得到了多径回波和目标回波的多普勒频差,给出了多普勒频差与弹目飞行高度、弹目速度、弹目距离关系的解析式,解析式能为导引头末制导阶段的弹道设计提供参考和帮助。     

主动雷达导引头接收信号仿真模型

雷达导引头是主动寻式战术导弹的关键组成部分,它对目标进行探测,并引导导弹飞向目标,对导弹的作战性能有重大影响。主动雷达导引头大多采用脉冲多普勒单脉冲体制,因此研究该类型雷达导引头的建模和仿真有重要意义。经典的对雷达导引头的仿真主要是对制导控制系统的仿真,对信号的接收和处理则没有涉及。从各种干扰条件下主动雷达导引头的仿真与评估问题出发,采用相干视频信号仿真方法对脉冲多普勒雷达导引头进行了建模与动态仿真研究,并进行了仿真试验。最后给出了典型战情下的仿真结果,证实了该方法和模型的正确性。     

被动雷达导引头多脉冲辐射源的角度分辨与跟踪

讨论了被动雷达导引头主波束内存在多脉冲辐射源时对多辐射源进行角度分辨并跟踪某一辐射源的方法。首先利用聚类分析法实现多辐射源角度分辨 ,然后利用主波束角度压缩方法实现单一辐射源跟踪。计算机仿真结果表明 :在中等密度脉冲辐射源环境下 ,采用聚类分析和主波束角度压缩相结合的方法可较好地实现导引头主波束内多脉冲辐射源的角度分辨与单一辐射源跟踪     

拖曳式诱饵对多普勒雷达导引头的干扰仿真

导弹对目标跟踪过程中,弹目之间的运动参数是变化的。为了反映这种变化的实时性,本文以脉冲多普勒(PD)雷达导引头为例,建立了拖曳式诱饵干扰条件下雷达导引头接收信号模型,分析了雷达导引头速度跟踪和角跟踪的方法,并根据PD雷达导引头的工作方式,对拖曳式诱饵干扰条件下导弹攻击目标的全过程进行了系统仿真,对不同诱饵战术参数下拖曳式诱饵对PD雷达导引头的干扰性能进行了仿真分析。这一工作有助于在工程中能够方便地选取合适的诱饵战术参数。     

一种基于低分辨雷达的目标识别方法

讨论了一种基于低分辨雷达的目标(飞机)识别方法,描述了这种识别方法所依赖的硬件平台即目标回波数据采集系统的组成及工作原理,阐述了一种基于低分辨雷达的目标粗分类(目标大、中、小等粗略属性的判别)的方法,研究了低分辨条件下目标特征描述的思路, 尝试利用这些方法进行目标属性的粗分类以及进行机群目标架次的判别。现场实验表明,这 些方法是可行有效的,对于提高常规低分辨雷达的性能有着重要的意义。     

多径环境下被动雷达导引头对干扰源的跟踪

讨论在多径环境下 ,被动雷达导引头对噪声调频干扰源的角度跟踪方法。在窄带噪声调频干扰源条件下 ,利用大信号法实现真实干扰源的角度跟踪 ;在宽带噪声调频干扰源条件下 ,利用聚类分析法实现真实干扰源和镜像干扰源的角度分辨 ,从而使导引头正确跟踪真实干扰源。计算机仿真结果证实了这两种方法的有效性和正确性。     

适用于超低空拦截的复合制导律设计方法

防空导弹在拦截超低空目标时，多径效应的存在会大大降低导弹雷达导引头探测跟踪目标的精度。为降低多径干扰的影响，可将弹目视线角(line of sight, LOS)约束在布儒斯特角附近，但是多数的研究仅仅是在弹目交汇处将其约束至布儒斯特角。基于模型预测控制可跟踪期望LOS的特点,设计出一种模型预测制导律。针对超低空目标机动扰动对制导精度的影响,设计了滑模扰动观测器对目标加速度进行估计。最后,将模型预测制导律与目标加速度的估计值相结合设计了一种复合模型预测制导律。仿真结果表明,采用复合制导律能够保证拦截弹以期望的布儒斯特弹道对超低空目标进行跟踪和拦截,同时可将LOS速率收敛至0,最大程度降低多径干扰的影响,从而提高拦截精度。     

考虑雷达导引头前馈补偿的一体化制导方法

针对大机动目标使空空导弹雷达导引头跟踪误差加大和制导精度下降的问题,提出了一种考虑雷达导引头前馈补偿的一体化制导方法。针对机动目标,构造视线角速度前馈补偿回路,对雷达导引头角跟踪系统进行补偿,提高导引头响应速度,降低跟踪误差角。基于视线坐标系设计一体化制导算法,采用卡尔曼滤波器对弹目视线角速度和目标加速度进行估计,将视线角速度信息前馈补偿到导引头跟踪回路中,将目标加速度信息补偿到最优制导律中,同时实现雷达导引头视线角快速跟踪和最优制导律制导信息提取。仿真结果表明,一体化制导算法可同时实现对导引头视线角速度和目标机动的估计,从而提高制导精度。     

基于单脉冲复角测量减小天线指向波动的方法

针对雷达导引头下视超低空目标时,由于多径干扰造成单脉冲测向天线指向波动,导致目标跟踪丢失的问题,提出了一种基于单脉冲复角测量调整天线伺服系统的准则。首先，根据弹目相对运动关系,构建了镜像干扰情况下的单脉冲测角模型,详细分析了天线指向波动对目标稳定跟踪的影响。其次,提出了一种采用单脉冲复角测量目标高度的方法,并利用指向角度与指向高度同步变化的特性,推导出天线指向角的波动关系式,给出了天线伺服系统调整的准则。最后，仿真结果验证了所提方法的有效性。     

相控阵导引头位标器稳定跟踪控制仿真

研究了相控阵导引头位标器捷联稳定平台的控制问题。相控阵雷达通过嵌入天线阵元的移相器对阵面辐射波前进行控制,实现波束的空间扫描。这种体制的相控阵雷达可解决快速扫描问题,完成对目标的跟踪。在跟踪的同时需要消除由于导弹弹体姿态运动产生的对目标跟踪精度的扰动影响,同时保证稳定平台能够较好地跟踪固定目标或运动目标。对于雷达导引头,为了消除弹体姿态变化对目标测量的影响,采用捷联式稳定平台来实现天线的稳定。基于补充原理,采用了角位置补偿法进行了数字仿真研究。     

考虑布儒斯特角约束的复合积分制导律设计

雷达导引头下视探测超低空目标时,受多径效应的影响,严重降低了跟踪的精度。将弹目视线角约束在布儒斯特角附近,可有效降低多径干扰的影响。基于积分滑模控制的思想,设计出一种线性积分滑模制导律,该制导律相对于传统的滑模制导律而言,由于省去趋近滑模运动阶段,具有更快的渐进收敛特性。为了进一步提高视线角的收敛速率,设计了非线性积分滑模制导律,该制导律可保证弹目视线角在有限的时间内快速收敛至布儒斯特角。为了解决积分滑模开关项高增益系数引起的抖振问题,设计了滑模扰动观测器来估计目标的机动加速度。结合非线性积分滑模制导律,引入目标加速度的估计值,设计出一种复合制导律。结果表明,该复合制导律能有效地消除抖振现象,减小脱靶量,提高拦截的精度。     

半主动式导弹低空多路径效应的计算

对于半主动式多普勒导弹低空多路径效应给出了一个完整的仿真模型 ,它包括雷达天线模型、地面散射模型和目标模型三大部分 ,针对不同的目标航迹、导弹航迹和地物类型 ,通过它们的几何关系和散射关系结合起来。其中最重要的是地面散射模型 ,本模型可对低空目标的多路径效应进行功率计算。如果给定天线的有关参数 ,还可以对测角误差进行预估。最后给出了一些具体结果。     

雷达低空目标俯仰角偏轴测量的C2算法研究

由于多径信号的干扰,单脉冲比幅测角体制的雷达在对低空目标俯仰角测量时,会带来很大的偏差。应用多目标分辨算法(C2算法),对其在某相控阵雷达系统中低空目标俯仰角偏轴跟踪测量性能进行了分析和仿真,为雷达系统的设计提供依据。通过对不同场景下的仿真结果分析,表明该算法具有比较优良的抗多径干扰性能,可以提高俯仰角的测量精度,该算法运算比较简单,适宜应用于单脉冲比幅测角体制雷达低空目标俯仰角的实时跟踪测量。