超视距舰空导弹导引头天线预定指向角解算

针对舰空导弹超视距拦截目标时复合制导目标交班的角度截获问题,通过建立相应的坐标系,并规定一种新的导引头天线轴旋转顺序,采用将导弹-目标视线角矢量投影到相应旋转平面的方法,提出了一种新的导引头天线预定指向角解算模型,有效地解决了大预定角情况下的指向角解算问题。应用方差分析方法,建立了此指向角解算模型的误差模型,进行了指向角误差仿真分析。仿真结果验证了所提出的导引头天线预定指向角解算模型的正确性及其在减小预定指向角误差方面的有效性。     

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。     

#br# 带视场角限制的攻击时间控制制导律

为了实现多导弹协同攻击同一目标,根据弹目拦截几何关系,设计一种带有攻击时间控制及导引头视场限制的协同制导律。采用多项式函数推导含时间控制的导引指令,以附加反馈项的形式引入导引头视场角函数,实现对攻击时间及导引头视场角的同时约束。当已知导弹过载及导引头视场限制,导弹弹道轨迹可以由初始导弹参数确定,从而可以计算得出协同制导时间的边界值。仿真结果验证了该协同制导律的有效性。     

利用导引头信息测量脱靶量的方法

为了满足瞄准式战斗部定位攻击的需要,根据防空导弹逆轨拦截遭遇段只要存在脱靶量就存在视线角速度的特点,分析了导引头视线角、视线角速度、弹目相对速度、径向速度之间的几何关系,提出了采用导引头产生的视线角、视线角速度及多普勒频率来测量脱靶量的方法,解决了利用导引头距离信息测量脱靶量时误差较大的问题。对算法中需要的参数可测性进行了分析,通过导引头能否提供视线角速度信息两种情况下的仿真,验证了所提算法的正确性及实用性。     

面向应用的射频仿真系统近场效应误差修正

根据当前射频仿真系统的具体应用,介绍了用单脉冲比幅测角方式的近场效应修正方法。通过计算导引头的到达角误差,在三元天线组振幅的梯度方向上调整振幅幅值,使到达角误差趋于零。由此时的三元天线组振幅值计算合成目标的位置,生成方位角和俯仰角的近场效应误差修正表格。推导出适合于波导裂缝阵天线导引头的单脉冲比幅测角模型,并针对均匀圆形阵的波导裂缝阵天线特点,简化了单脉冲比幅测角时所需要的和、差信号的计算方法。本文方法所生成的近场效应误差修正表格对方位角的精度及对俯仰角的精度。满足实际应用的精度误差要求。简化后的单脉冲比幅测角在满足精度要求的同时,降低了算法的复杂度,平均提高程序运行时间55%。     

由角噪声及目标闪烁引起的比例导引制导误差研究

研究了雷达导引头接收机中的角噪声(热噪声)以及目标闪烁对比例导引制导精度的影响.首先根据实际问题的物理意义建立比例导引制导系统模型.考虑到角噪声的带宽远远大于系统带宽,认为角噪声实质上是白噪声;认为低频目标闪烁近似于白噪声通过一阶惯性环节所得到的有色噪声.仿真结果证明,由角噪声以及目标闪烁引起的制导误差与导引头动力学特性和自动驾驶仪动力学特性密切相关;当制导时间较长时,由角噪声引起的脱靶量基本上与制导时间无关,采用频率捷变技术可以有效地降低目标闪烁对制导误差的影响.     

末段脉冲修正迫弹攻击区建模与仿真

为了确定采用激光半主动制导的末段脉冲修正迫弹的攻击区域,建立了导引头目标捕获域模型,分析了迫弹受到的脉冲控制力及控制力矩,推导出六自由度有控弹道方程组,给出了脉冲最大修正区域模型,并提出了攻击区建模和仿真的方法.利用上述模型对给定启控条件下的攻击区进行了仿真计算,得到了不同导引头参数及不同脉冲冲量作用下的攻击区域图.结果表明,提供的模型及仿真方法适用于该类弹箭攻击区的求解,对于导引头、脉冲发动机的设计也有一定的参考价值.     

主动雷达导引头地海杂波功率密度谱仿真

采用复合制导体制的防空导弹 ,在其末制导阶段下视攻击低空目标时 ,主动导引头会接收到较强的地/海杂波。杂波对主动导引头的性能影响很大 ,为了评估杂波对导引头的作用 ,必须计算地 /海杂波的谱密度。对于使用高脉冲重复频率的主动多普勒雷达导引头 ,连续波近似法不仅计算相对简单 ,而且可以给出较高的计算精度。但该方法在计算高度杂波时 ,误差较大 ,在计算出的杂波谱图上仅能得到主瓣杂波和旁瓣杂波 ,无法看出高度杂波的形状 ,高度杂波实际上成为旁瓣杂波。提出了一种改进的连续波近似方法 ,它提高了高度杂波的计算准确度 ,对旁瓣杂波的计算亦有改善。     

基于波束角误差补偿的相控阵导引头解耦算法

针对相控阵导引头离散波束运动引起视线角速率估计值跳跃波动问题,提出一种对波束角误差进行补偿的视线角速率提取算法。分析了相控阵导引头波束离散扫描原理,建立了波束扫描控制数学模型。推导了波束指向误差斜率引起的隔离度传递函数,分析并说明了波束角误差补偿方法。仿真结果表明,应用波束角误差补偿方法能有效地消除视线角速率提取值的跳跃波动,并验证了所提算法在捷联去耦与视线角速率提取方面的有效性。     

基于背景插值的空空导弹攻击区在线模拟方法

针对空战态势迅速变化对空空导弹攻击区模拟实时性的需求,提出基于背景插值的攻击区在线模拟方法。首先预测下一采样时刻态势,并针对预测态势模拟解算攻击区信息;当下一采样时刻到来时,利用攻击区预测值和先前两次攻击区模拟信息及相应的态势记录插值估计攻击区真实值。背景插值方法将攻击区模拟解算放到先前计算周期中,实时性高。理论分析证明了背景插值误差随着采样时间的减小收敛于零。仿真结果表明,背景插值模拟方法的误差与传统攻击区模拟方法相当,而前者平均可在7.16×10^-6s内给出结果,后者平均计算耗时为0.290 s。     

基于隔离度特性的导引头控制系统优化设计

为了提高导引头隔离度及其时域特性的综合性能,提出了一种基于隔离度特性的导引头控制系统内外回路优化设计方法。通过建立导引头隔离度模型,推导隔离度传递函数,分析了导引头隔离度与内外回路的关系。将导引头幅值裕度和相位裕度约束,采用幅值相位测试方法转化为求解控制参数的稳定域,分别建立了以隔离度特性最优的稳定回路目标函数和以时域响应特性最优的跟踪回路目标函数,通过在稳定域内求解优化问题,得到导引头的优化设计参数。仿真结果表明,采用基于隔离度特性的导引头控制系统内外回路优化设计方法,能够保证控制系统具有更好的时域性能和隔离度特性。     

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。     

基于DSP处理器的导弹天线罩误差补偿系统

介绍一种基于高速信号处理器TMS320C31的战术导弹天线罩瞄准线误差补偿系统.它采集导引头俯仰和偏航两伺服通道的角反馈电位计和多普勒频率信号及输出俯仰和偏航两指令通道的补偿信号.系统输入数据经A/D定时采集进入数据缓存器,CPU采用读存储器的方式读进数据,经过运算后D/A输出并与导引头指令相加送给自动驾驶仪.利用射频仿真系统对该补偿系统进行动态实物联试,试验表明该补偿系统达到了很高的补偿精度.     

平台式相控阵导引头视线角速率提取技术研究

针对全捷联相控阵雷达导引头隔离度（disturbance rejection rate, DRR）正反馈失稳风险,提出了一种将相控阵安装在平台框架用于隔离弹体干扰的新思路。通过对相控阵和平台模型进行简化,利用空间角度关系及平台随动特性,构建4种适用于平台式相控阵雷达导引头视线角速率提取的方案,选取不同的〖JP2〗制导信号输出点,分别研究方案的隔离特性及制导信号跟踪能力。研究结果表明,4种方案均能有效规避DRR干扰影响,其中平台随动能提高制导信号的提取精度,雷达测角输出点优于平台角速率陀螺输出点,并具备跟踪高频信号的能力。     

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。     

空空导弹平台相控阵导引头隔离度特性

为了满足空空导弹在跟踪高速大机动目标时对导引隔离度特性提出的严苛的要求,采取平台式相控阵导引头结构。提出的平台式相控阵导引头采用外框拉杆驱动、内框电机驱动的模型,并在此基础上建立了平台相控阵导引头的跟踪模型、隔离度传递函数模型,通过平台角速度前馈实现角速度解耦。研究了采用不同的前馈角速度提取点时对隔离度特性的不同影响。基于不同的隔离度模型研究了隔离度寄生回路稳定域分析和隔离度度寄生回路对制导系统的影响研究。通过上述研究,获得了平台相控阵导引头结构的数学模型,为后续工作奠定理论基础,验证了平台相控阵导引头结构方案具有与相控阵导引头相同的快速性,并且其隔离度水平为相控阵隔离度与平台隔离度的乘积,能够有效提高空空导弹制导精度。     

拖曳式诱饵抗单脉冲雷达导引头效能评估

对搭载拖曳式诱饵的作战飞机对抗配备有单脉冲雷达导引头的对空导弹的作战效能进行了评估。研究着重于拖曳式诱饵的作战参数设置,包括拖曳线长度、导弹不同来袭角下的施放方向等。根据非相干干扰的基本原理,通过对拖曳诱饵干扰作战过程的建模分析,以脱靶量为衡量标准,对不同诱饵战术参数下拖曳式诱饵对单脉冲雷达导引头的干扰性能进行了仿真建模分析,最后得到了不同预设场景下拖曳式诱饵的掩护包络。该评估模型有助于实际作战和工程实施中正确选取诱饵的技战术参数。     

PD雷达主动导引头数字中频接收机的设计与实现

PD雷达主动导引头具有很强的杂波抑制能力 ,广泛应用于对超低空飞行器的探测与跟踪。某PD雷达导引头采用模拟中频接收机 ,参数温漂大、电路线性差 ,调试过程复杂 ,导引头测量精度难以提高 ,产品一致性、可靠性和可生产性较差 ,难以满足未来精确制导武器的战术指标要求。提出了数字中频接收机的设计思想和方案 ,并加以实现。测试结果表明 ,数字中频接收机可以有效克服模拟接收机的固有缺点 ,提高导引头测量精度 ,减小体积和功耗 ,提高产品的一致性、可靠性和可生产性。另外 ,数字中频接收技术可在不改变硬件的情况下 ,通过软件对接收机参数进行重新配置。使得导引头具有快速可重配置的能力     

基于理想弹道鲁棒容积卡尔曼滤波视线角估计

针对惯性元件在低成本全捷联制导弹药中应用难度大的问题,设计了一种利用理想弹道弹体运动参数代替惯性元件测量值的弹目视线角滤波估计方法。根据坐标系转换关系及弹目视线几何关系,将理想弹道参数作为系统不确定性参数,建立非线性滤波系统;针对具有参数不确定性的非线性系统滤波问题,提出了一种基于理想弹道的鲁棒容积卡尔曼滤波(ideal trajectory robust cubature Kalman filter,ITRCKF)算法,将具有不确定性系统的滤波问题转化为带参数κ的误差协方差上界最小化问题;最终利用导引头探测器测量得到弹体视线角,结合ITRCKF对非线性系统状态进行估计。实验结果表明:在小扰动条件下,ITRCKF偏角估计最大误差值较容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)下降了85.57%,误差均方根(root mean square error, RMSE)下降了81.93%;在大扰动条件下,ITRCKF倾角估计值最大误差较CKF下降了31.64%,误差均方根下降了46.39%。所提方法对弹目视线角的估计值满足精度要求,并且相对于CKF估计值具有较好的鲁棒性能。