平台相控阵雷达导引头制导技术研究

发布时间：2021-01-02 03:21

　　针对全捷联相控阵雷达导引头隔离度正反馈特性导致的制导回路严重失稳风险,提出了平台式相控阵雷达导引头设计研究思路。通过结构设计、性能分析、误差源引入以及制导性能影响等方面的研究,开展了平台相控阵雷达导引头弹目视线提取方案及其技术可行性论证,该方案以增加框架结构为代价,获取隔离弹体摆动干扰的性能,降低导引头隔离度幅值,从而规避了全捷联相控阵雷达导引头正反馈隔离度的影响。其设计思路、弹目视线提取原理、各项误差源影响程度以及滚转弹体的应用等研究成果可为对空导弹相控阵雷达技术的工程应用提供理论参考。分别对全捷联相控阵雷达导引头弹目视线跟踪原理、传统平台导引头的视线提取机理以及框架的选择进行论述,构建了平台相控阵雷达导引头初步设计方案,在此基础上,进行了基于负载、框架角变化、天线阵面面积以及武器系统作战闭环的影响分析,以框架取代原全捷联相控阵雷达导引头的弹体部分,完成了详细的平台相控阵雷达导引头模型设计。设计结果表明:方案合理可行,平台相控阵导引头兼具相控阵雷达快速扫描跟踪以及平台导引头隔离弹体摆动的优点。根据相控阵雷达和平台框架跟踪回路以及弹目视线角速度提取点的不同,构建了4种导引头弹目视线跟踪... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：185 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 相控阵导引头发展现状
        1.2.2 国外滚转导弹发展
        1.2.3 国内外隔离度研究现状
    1.3 论文研究内容及章节安排
    1.4 论文创新点及主要贡献
第2章 平台相控阵雷达导引头模型设计
    2.1 引言
    2.2 设计思路
        2.2.1 全捷联相控阵弹目视线提取机理
        2.2.2 平台框架选取及角速率陀螺安装位置
        2.2.3 平台导引头弹目视线提取机理
    2.3 平台式相控阵导引头视线提取方案初步设计
    2.4 结构及基本性能可行性分析
        2.4.1 相控阵天线在平台上的安装影响分析
        2.4.2 平台相控阵雷达导引头框架角分析
        2.4.3 雷达波束作用距离变化对制导的影响
        2.4.4 拉杆式平台框架结构设计
    2.5 平台相控阵雷达导引头模型详细设计
        2.5.1 平台角速度前馈补偿方案
        2.5.2 平台相控阵雷达导引头测角原理
        2.5.3 平台相控阵雷达导引头模型
    2.6 小结
第3章 平台相控阵雷达导引头视线提取方案及滚转弹体应用
    3.1 引言
    3.2 坐标系定义及转换
        3.2.1 坐标系定义
        3.2.2 坐标系转换
    3.3 导引头制导信号提取方案
        3.3.1 基于角速度制导的信号提取方式
        3.3.2 基于角制导的信号提取方式
    3.4 平台相控阵雷达导引头信号跟踪能力分析
        3.4.1 雷达及平台模型分析及简化
        3.4.2 方案仿真对比分析
    3.5 导引头快速性对制导性能影响分析
    3.6 滚转弹末制导技术应用
        3.6.1 滚转弹波束角及框架角变化
        3.6.2 滚转弹制导信号提取
    3.7 小结
第4章 平台相控阵雷达导引头制导信号精度及影响分析
    4.1 引言
    4.2 相控阵雷达导引头测角原理
        4.2.1 相控阵天线原理
        4.2.2 波束控制及波束角输出
        4.2.3 单脉冲比幅测角
    4.3 制导信号提取主要误差源
        4.3.1 波束角标定误差
        4.3.2 移相器量化误差
        4.3.3 相控阵单脉冲测角误差
        4.3.4 天线罩误差斜率
    4.4 量化误差补偿技术及制导信号提取精度分析
        4.4.1 雷达跟踪回路量化误差补偿技术
        4.4.2 平台相控阵制导信号提取精度
    4.5 制导信号弹体隔离性能分析
        4.5.1 平台相控阵视线角速度提取隔离性能理论分析
        4.5.2 天线罩隔离度影响
        4.5.3 瞬态误差等效隔离度幅值仿真
    4.6 末制导过程中动态误差对制导性能的影响分析
        4.6.1 隔离度相关误差对制导性能影响
        4.6.2 天线罩误差斜率影响
        4.6.3 非隔离度相关误差对制导性能影响
    4.7 小结
第5章 隔离度工程幅值指标计算方法研究
    5.1 引言
    5.2 引入制导回路的隔离度模型
        5.2.1 传统隔离度分析模型
        5.2.2 基于制导回路的隔离度模型
    5.3 考虑制导回路影响的隔离度寄生回路稳定性分析
    5.4 雷达制导脱靶量误差源及仿真条件
        5.4.1 影响脱靶量的典型误差源
        5.4.2 考虑隔离度对脱靶量影响的典型参数选取
    5.5 隔离度幅值工程限幅计算方法
        5.5.1 伴随法简介
        5.5.2 隔离度临界幅值初步计算
        5.5.3 幅值限制方法设计
        5.5.4 常值机动和速度矢量偏差影响计算
        5.5.5 随机机动和目标角闪烁计算
        5.5.6 工程应用计算方法
    5.6 相控阵雷达导引头隔离度及对应误差指标计算
    5.7 小结
第6章 隔离度反馈特性及制导控制回路频域影响分析
    6.1 引言
    6.2 隔离度反馈正负概率计算
        6.2.1 平台隔离
        6.2.2 雷达天线罩曲率
        6.2.3 刻度尺与动力学不一致
        6.2.4 信号叠加延时不一致
    6.3 制导回路频域影响及关键指标分析
        6.3.1 末制导剩余时间影响
        6.3.2 比例权系数影响
    6.4 控制回路频域影响及关键指标分析
        6.4.1 控制回路引入阶数影响
        6.4.2 攻角时间常数对寄生回路的影响
        6.4.3 考虑隔离度的过载限幅策略和制导盲区对脱靶量影响
        6.4.4 末制导时间常数对寄生回路的影响
        6.4.5 滚转弹脉冲发动机对寄生回路影响
    6.5 不同结构下隔离度影响对比分析
        6.5.1 平台导引头隔离度影响
        6.5.2 全捷联导引头隔离度影响
        6.5.3 相控阵雷达导引头隔离度频域分析
    6.6 小结
第7章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续工作展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间研究成果清单
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]捷联成像导引头隔离度寄生回路及其内部动力学影响研究[J]. 郑多,林德福,宋韬,祁载康.  兵工学报. 2014(11)
[2]相控阵雷达导引头技术发展现状分析[J]. 唐怀民,魏飞鸣,宋柯.  制导与引信. 2014(03)
[3]全捷联相控阵雷达导引头隔离度寄生回路研究[J]. 王嘉鑫,林德福,祁载康,程振轩.  北京理工大学学报. 2013(11)
[4]导引头隔离度对寄生回路稳定性的影响[J]. 李富贵,夏群利,蔡春涛,祁载康.  红外与激光工程. 2013(09)
[5]平台导引头隔离度对导弹制导系统影响[J]. 宋韬,林德福,王江.  哈尔滨工程大学学报. 2013(10)
[6]导引头隔离度寄生回路对视线角速度提取的影响[J]. 李富贵,夏群利,崔晓曦,祁载康.  宇航学报. 2013(08)
[7]导引头隔离度寄生回路稳定性及测试方法[J]. 李富贵,夏群利,蔡春涛,祁载康.  北京理工大学学报. 2013(08)
[8]全捷联导引头寄生回路影响与辨识校正[J]. 李富贵,夏群利,祁载康,孙静.  系统工程与电子技术. 2013(08)
[9]相控阵雷达导引头波束稳定技术研究[J]. 樊会涛,杨军,朱学平.  航空学报. 2013(02)
[10]导引头隔离度对末制导炮弹制导控制的影响[J]. 徐平,王伟,林德福.  弹道学报. 2012(01)

硕士论文
[1]导引头伺服机构谐振频率与去耦精度分析[D]. 苗少帅.国防科学技术大学 2008



本文编号：2952552