曹亮+尹遜青+秦麗
摘要: 為進一步提高導(dǎo)彈在海雜波背景下攻擊低空目標時引信的啟動性能, 通過優(yōu)化選取引信抗干擾通道距離門位置, 利用數(shù)學建模與數(shù)字仿真的方法對地海雜波進行理論分析和計算, 并進行低空掛飛試驗驗證。 結(jié)果證明: 優(yōu)化抗干擾通道距離門后, 海雜波信號明顯減弱, 引信啟動能力明顯提高, 為脈沖多普勒引信啟動能力的分析提供了一定的理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 引信; 抗干擾; 地海雜波; 距離門
中圖分類號: TJ43+4.1文獻標識碼: A文章編號: 1673-5048(2017)01-0079-04[SQ0]
0引言
脈沖多普勒引信具有良好的距離截止和速度選擇特性, 能夠在較強的雜波干擾中分辨出目標回波, 具有較強的抗干擾能力 [1-6]。 某型引信為脈沖多普勒體制無線電引信, 通過設(shè)置抗干擾通道等措施, 使其具有一定的抗干擾能力, 其中抗干擾通道距離門的選擇很重要, 若選取不合理, 會造
成低空下引信抗干擾通道地海雜波干擾較大, 影
響引信啟動性能。
1抗干擾通道距離門優(yōu)化
某型引信采用脈沖多普勒體制, 時序關(guān)系見圖1。 A脈沖用于對射頻信號進行脈沖調(diào)制; B脈
沖(主通道距離門)設(shè)置在引信作用距離h內(nèi), 接收作用距離內(nèi)的目標回波信號, 保證引信的銳截止距離特性; C脈沖(抗干擾通道距離門)設(shè)置在引信作用距離外, 檢測距離導(dǎo)彈h1外距離門內(nèi)的回波信號。 兩個通道的信號通過抗干擾判別邏輯, 實現(xiàn)引信的抗有源和無源干擾功能。
導(dǎo)彈在進行掠海低空、 超低空飛行時, 主要作戰(zhàn)特點是攻擊地面、 海面上方飛行的威脅目標, 引
信遇靶前能夠“看”到地面或海面, 遇靶過程中能夠同時“看”到目標和地面或海面, 且引信能同時
探測到目標回波信號和不需要的海面目標回波信號(地海雜波信號)[7], 而地海雜波會對目標探測構(gòu)成嚴重的干擾。 某型引信設(shè)計初期, 抗干擾通道距離門選取在h1位置, 彈目交會點落在抗干擾通道距離門h1位置外、 距離門所在高度范圍內(nèi), 而脈沖多普勒引信回波信號的背景干擾(地海雜波干擾)將包含很寬的幅度范圍, 且由于距離地面或海面較近, 地海雜波落入引信抗干擾通道, 導(dǎo)致抗干擾通道地海雜波回波幅度增大, 影響引信啟動性能。 為提高海雜波背景下引信抗干擾能力, 通過優(yōu)
化選擇抗干擾通道距離門位置, 將其選在h2處, 減小地海雜波落入抗干擾通道信號幅度, 從而提高引信啟動性能。 優(yōu)化前后距離門位置地海雜波對比如圖2所示。 可以看出, 優(yōu)化后, 在背景通道距離門位置處, 地海雜波信號明顯小于優(yōu)化前。
2建模與仿真
當導(dǎo)彈下射時, 在近地海高度上, 引信的射頻波束照射海面, 將產(chǎn)生海面背景回波, 被引信天線接收, 形成背景雜波。 海面的背景雜波十分復(fù)雜, 多年的實驗和理論研究表明[8], 海面回波強度不僅受到電磁波發(fā)射頻率、 發(fā)射和接收天線極化方式、 入射角等因素影響, 還受到海水溫度、 海情(風浪)、 海水含鹽度、 風速、 浪級等因素影響, 雜波頻譜變化很大, 嚴重影響和干擾引信的探測性能。
引信接收到地面的反射功率[9]為
試驗結(jié)果為: 優(yōu)化前, 抗干擾通道距離門選取在h1位置時, 海面雜波信號為1.38 V; 優(yōu)化后, 抗干擾通道距離門選取在h2位置時, 海面雜波信號為0.38 V。
從試驗結(jié)果可以看出, 抗干擾通道距離門選取在h2處, 海面雜波信號較小, 基本淹沒在噪聲中, 效果明顯好于距離門選取在h1處的狀態(tài)。 試驗所得數(shù)據(jù)與仿真所得數(shù)據(jù)吻合較好, 驗證了仿真的正確性。
4結(jié)論
通過優(yōu)化選擇抗干擾通道距離門的位置, 減小了海雜波背景條件下地海雜波落入抗干擾通道信號幅度, 提高了低空條件下引信的啟動性能。 利用建模與仿真的方法進行了理論分析和計算, 并通過試驗驗證了仿真的結(jié)果。 優(yōu)化后的引信已經(jīng)成功應(yīng)用于改進型導(dǎo)彈中, 也為進一步提高脈沖多普勒引信啟動能力提供了一定的理論基礎(chǔ)。
參考文獻:
[1] Markowski P M. A Comparison of the Midlevel Kinematic Characteristics of a Pair of Supercell Thunderstorms Observed by Airborne Doppler Radar [J]. Atmospheric Research, 2008, 88(3/4): 314-322.
[2] Singer W, Latteck R, Holdsworth D A.A New Narrow Beam Doppler Radar at 3 MHz for Studies of the HighLatitude Middle Atmosphere [J].Advances in Space Research, 2008, 41(9): 1488-1494.
[3] Rammer L, Kern M A, Gruber U, et al.Comparison of AvalancheVelocity Measurements by Means of Pulsed Doppler Radar, Continuous Wave Radar and Optical Methods[J].Cold Regions Science and Technology, 2007, 50(1-3): 35-54.
[4] Alaee M, Amindaver H, Reza A M.Recognition of Moving Terrestrial Targets in the Presence of Terrestrial Clutters with a Pulse Doppler RADAR[C]∥ International Conference on Computer Modeling and Simulation, Cambridge, UK, 2008: 23-27.
[5] Lu X, Kirlin R L, Wang J.A CoChannel Signal Detector Based on Phase Tracking for Pulse Doppler Radar [C]∥Proceedings of IEEE National Radar Conference, 2007: 254-258.
[6] 路翠華, 李國林, 謝鑫.基于軟件DRFM 的脈沖多普勒調(diào)制[J].制導(dǎo)與引信, 2005, 26(4): 29-32.
Lu Cuihua, Li Guolin, Xie Xin. Modulation of Doppler Frequency Based on Software DRFM[J].Guidance & Fuze, 2005, 26(4): 29-32.(in Chinese)
[7] 吳萬芳, 楊碩, 劉建新.脈沖多普勒引信海面回波建模與仿真[J].航空兵器, 2015(6): 66-69.
Wu Wanfang, Yang Shuo, Liu Jianxin.Modeling and Simulation of Sea Echo of Pulse Doppler Fuse[J].Aero Weaponry, 2015(6): 66-69.(in Chinese)
[8] 杜漢卿.無線電引信抗干擾原理[M].北京:兵器工業(yè)出版社, 1988: 56-59.
Du Hanqing. Anti Jamming Principle of Radio Fuze[M].Beijing:The Publishing House of Ordnance Industry,1988: 56-59.(in Chinese)
[9] 梁棠文, 李玉清, 何武城. 防空導(dǎo)彈引信設(shè)計及仿真技術(shù)[M]. 北京:宇航出版社, 1995.
Liang Tangwen, Li Yuging,He Wucheng. Design and Simulation Technology of Air Defense Missile Fuze[M].Beijing:China Astronautic Publishing House,1995.(in Chinese)
[10] 潘玖安.導(dǎo)彈引信地海雜波反射能量的分析與計算[J]. 制導(dǎo)與引信, 1999(4): 23-28.
Pan Jiuan. Analysis and Calculation of Reflected Sea Clutter of Missile Fuze[J].Guidance & Fuze,1999(4): 23-28.(in Chinese)
[11] 張清泰.無線電引信總體設(shè)計原理[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1985.
Zhang Qingtai. General Design Principle of Radio Fuzed[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 1985.(in Chinese)
[12] 斯科爾尼克 M I.雷達手冊[M]. 謝卓, 譯. 北京: 國防工業(yè)出版社, 1974.
Skolnik.M I. Radar Manual[M].Translated by Xie Zhuo. Beijing: National Defense Industry Press, 1974.(in Chinese)