多路径效应下脉冲多普勒雷达导引头性能研究

多路径效应能增大导引头对目标的检测和跟踪误差,是导引头的重要研究内容。从脉冲多普勒雷达导引头利用其多普勒频率选择能力检测运动目标的固有特性着手,根据脉冲多普勒雷达导引头弹目空间几何关系,建立了多路径效应产生影响的多路径回波和直接回波信号的多普勒频差模型,并仿真了多普勒频差与导引头波长、飞行高度、弹目距离、弹目相对速度等因素的相互关系,为脉冲多普勒雷达导引头规避多路径效应的影响,实现远距离发现目标和低空突防提供了参考方法。     

导引头目标模拟器设计与实现

作为雷达导引头半实物仿真系统中的重要组成部分,导引头目标模拟器主要用于产生包含目标距离、速度、角度和功率等特征信息的回波信号,并能简单地模拟干扰信号.介绍了回波信号的特征原理,提出了导引头目标模拟器的设计实现方法,着重说明了采用数字频率综合器(DDS)和数字射频存储器(DRFM)方法模拟目标的速度和距离信息.该模拟器的实现可以方便地对目标信号进行模拟,同时也具有较高的模拟精度.     

基于布鲁斯特角约束的超低空目标拦截变结构导引律

拦截超低空目标时,地海杂波和多路径效应使雷达导引头测量精度下降,当导弹擦地角在布鲁斯特角附近时,地海杂波反射系数最小,导引头测量精度较高。基于滑模变结构理论,设计满足布鲁斯特角约束的滑模变结构末制导律。仿真表明,设计的新型末制导律能够有效地将导弹视线角控制在布鲁斯特角附近,减小地海杂波和多路径效应的影响,且能保证导弹具有较高的制导精度。     

一种满足布鲁斯特角约束的导引律研究

雷达导引头测量超低空目标时,多路径效应严重,测量精度下降,制导精度严重恶化。当擦地角在布鲁斯特角附近时,地海杂波反射系数最小,导引头测量精度较高。经典比例导引律并不约束视线角,提出了一种改进的比例导引律。仿真表明,采用这种改进的比例导引律能够约束视线角在布鲁斯特角附近,并且能保证对制导精度不产生明显影响。     

末制导弹药导引头目标截获概率仿真分析研究

针对全捷联激光末制导弹药导引头视场角范围小的问题,利用计算机仿真方法对末制导弹药目标距离截获及角度概率进行研究。根据导引头视线角成像原理及坐标转换关系建立导引头视线角模型,综合考虑导引头距离截获概率、角度截获概率以及舵机修正能力提出目标截获概率分析方法,得到导引头最佳开机时刻,利用蒙特卡罗方法进行模拟打靶实验。实验结果表明:末制导弹药目标截获概率达到99.87%,视线角变化范围随射角增大而减小,受射角扰动因素影响最大。     

低空情况下中末制导交班问题解决方案探讨

低空环境下,由于地海杂波、多路径效应等的影响,雷达的探测精度大幅降低,进而影响采用复合制导体制的防空导弹武器系统的中末制导交班。为解决这一问题,提出了主动导引头一维角度搜索的系统解决方案。对导引头角度搜索方案进行了设计,并仿真分析了导引头角度搜索截获性能。仿真结果表明,该方案能够较好地解决低空环境下的中末制导交班问题。     

空空导弹导引头噪声模型参数辩识

对导引头的特性研究可以改善导弹的精度,依据导引头的噪声模型,推导了方法误差参数估计方法,根据不同距离的噪声特性,对导引头目标视线角速度噪声模型进行相应的处理,噪声在不同的距离段的特性简化了计算公式并给出了其算法的具体实现过程,并对参数辨识结果进行了Theil不等式系数法校验,结果表明了辨识算法能满足控制系统的要求,辨识出的噪声模型TIC远小于0.3.     

战术导弹综合捷联式制导和控制系统的设计

使用最优控制和估算理论设计了战术导弹的综合制导和控制系统。在这一设计中使用的敏感器件包括捷联加速度计和速率陀螺仪,以及一个捷联式寻的导引头。对于包含有推力的倾斜转弯导弹对付机动目标的拦截情况给出了误差灵敏度和性能特征。对于同高度上平行位移(侧向跳跃)机动,一个最好的敏感器件带来的脱靶距离不超过4呎。已经发现:主要的敏感器误差源是导引头量化和陀螺刻度因子误差。另外,人们还发现:在碰撞前,导引头已截止,即进入“盲区”,以及导引头采样间隔对终端对策性能和终端脱靶距离有重大的影响。     

被动导引头对噪声调频源镜像目标抑制技术

研究了相位干涉仪体制被动导引头对噪声调频干扰源地面镜像目标抑制技术,分析了地面镜像目标对相位干涉仪测角的影响,给出了一种相位干涉仪体制被动导引头抑制噪声调频干扰源地面镜像目标影响的方法。     

反空空导弹的导引头研究

从反空空导弹的导引头对空空导弹的最大探测距离方面论述了其不适宜采用雷达导引头的原因,并指出了反空空导弹可采用红外导引头来跟踪空空导弹的可能性。同时又分析了空空导弹的红外辐射特性,说明了反空空导弹红外导引头探测器响应工作波段应为3μm～5μm。     

捷联导引头半实物仿真误差分析

针对捷联导引头参试的半实物仿真试验,就导弹的运动模拟精度和目标运动模拟精度对导引头视线角速度测量的影响进行了分析;分析结果表明,三轴转台的误差和目标运动模拟的误差直接引入到导引头的测量输出,但采取不同的试验方法,仿真设备的误差引入不同。     

空空导弹导引头角预定精度研究

空空导弹导引头角预定是重要的导弹发射控制参数,其有效的计算精度分析,是导弹可靠截获和跟踪目标的重要保证。基于前置追踪攻击原理,给出了空空导弹导引头角预定的计算模型,建立了机载雷达误差对导引头角预定精度影响的误差分析仿真结构,并对仿真计算结果进行了讨论。     

视场角限制下导弹协同攻击导引律设计

为实现多枚导弹协同攻击目标，提出视场角限制下攻击时间角度控制导引律。通过在传统比例导引上增加两项偏置项，推导出一种新型攻击时间和角度控制的导引律，并用Lyapunov理论证明其稳定性。针对导弹大机动下视场角可能超过导引头视场角范围而丢失目标的问题，将用于角度控制的偏置项分为三个阶段，设计了导引头视场角限制下的导引过程。仿真结果表明：所设计的导引律可以将视场角限制在导引头视场角范围内，实现不同位置下的多枚导弹以指定角度同一时间攻击目标，达到导弹协同攻击的效果。     

目标图像运动特征分析

在红外成像导弹导引头的信息处理中,目标图像特征研究是导引头技术研究中的一个重要问题。对各种潜在目标成像特征的详细研究是红外成像导引头信息处理研究的基础。在此项工作完成的基础上,可以实现对导引头目标识别和跟踪算法的评价,同时也可以辅助图像处理算法的选择和优化。在分析红外成像制导空空导弹工作原理的基础上,建立了导弹、目标的仿真模型,对常见的目标图像运动特征进行了仿真分析。给出了在空战条件下目标图像运动特征的部分仿真结果。     

UKF在反辐射无人机抗目标雷达关机中的应用

基于捷联惯导/反辐射导引头组合抗目标雷达关机制导方案,研究了UKF方法在对目标雷达被动定位中的应用.针对反辐射导引头测角存在非线性特性的特点,提出了一种基于扩展状态变量维数的方法同时实现目标状态估计和导引头非线性特性补偿.仿真结果表明,UKF方法与传统的EKF方法相比具有更高的定位精度.     

防空导弹主动雷达导引头地/海杂波功率谱计算

中/远程防空导弹通常采用复合制导体制,并采用高抛弹道技术来增大射程。这样,在中末制导交班阶段或末制导阶段,主动雷达导引头需要在地/海杂波背景下截获和跟踪目标。介绍了一种计算主动导引头地/海杂波功率谱的方法,根据杂波功率谱的估算结果,可以确定导引头的杂波下可见度(SCV)指标或设立导引头跟踪的频率禁区。     

海面多径环境下雷达目标俯仰角测量提取的研究与应用

在单脉冲测角体制下,由于多径回波信号的干扰,极大地影响了雷达对低空目标俯仰角的测量。通过对多路径反射环境模型分析,同时考虑镜面反射和漫反射的干扰,得出了岸、海基单脉冲雷达低空目标跟踪时俯仰角测量误差的产生原因,将传统的多目标分辨算法(C2算法)与偏差补偿技术相结合应用于低角多径环境下偏轴跟踪目标俯仰角的测量,弥补两种算法各自的不足。在给定的测量环境下对不同高度目标进行仿真,得到良好的仿真结果,表明两种算法结合使用,可较大地提高低空目标偏轴跟踪俯仰角的测量精度。并将其应用于某型雷达对掠海巡航飞行目标测量数据事后俯仰角的提取,与雷达实时输出的俯仰角测量数据相比,验证了该算法的有效性和可实施性。     

被动式寻的导弹的目标自适应制导算法

主要解决以下两个问题 :一是在仅有角度信息的被动制导中如何获得距离信息 ;二是对攻击点的选择问题作了初步的探索 ,在获得距离信息的基础上 ,利用交战双方几何关系实现目标自适应制导算法 ,解决在红外被动制导中跟踪点和攻击点不同的问题。文末给出实验仿真结果及分析     

测向交叉定位法下的反舰导弹导引头捕捉率算法

影响导弹对目标的捕捉概率的误差由目标定位误差、射击准备误差和导弹自控终点散布误差等组成.分析了在测向交叉定位法下这些误差的特性,给出了等效计算公式,并根据导弹导引头的探测特性和导弹的运动,分析了目标捕捉区域的性质,给出了区域边界的计算公式.在此基础上,提出了新的反舰导弹导引头捕捉率算法,并对它进行了计算仿真.仿真结果验证了捕捉率算法的有效性.