相控阵引信探测技术研究与实现

发布时间：2020-09-24 13:49

　　 当今世界局势瞬息万变,局部冲突、战争时有发生,不同于传统战争的“人海战术”,精确打击已然成为现代战争的主要形式,而通过精确制导将武器毁伤效能发挥到最大化的关键——引信,正受到越来越多国家的重视。传统引信大多采用全向天线,天线增益小,探测距离普遍较近,而采用相控阵天线的引信,天线增益大,且发射功率得以提升,能够满足远距离探测的任务需求,但相控阵天线的生成波束较窄,为了使其拥有瞬时全向探测能力,需要相应的探测技术以控制波束进行空间扫描。本文基于相控阵引信,开展了对其探测技术的研究,主要工作内容和创新点如下:1)针对相控阵引信波束窄的特性,提出了一种基于波束扫描的搜索与跟踪策略。通过对引信工作流程的分析,结合相控阵天线能够实现快速波束扫描的特点,对引信搜索与跟踪模式下的波束扫描方式进行了设计,并阐述了两种工作模式下目标判决的方法和依据。相较于传统引信的探测方法,该技术只需测量与目标之间的距离和目标所在的波位即可拥有近地点探测的能力,因此只用单通道便可完成目标探测任务,简化了引信信道结构,节省了硬件资源占用。2)为了对引信探测技术进行验证,提出了一种适用于相控阵引信的回波模拟方法。分析了引信工作时相对距离与照射面积变化对回波强度的影响;建立了天线模型,并基于该模型,设计了契合该方法的天线方向图调制函数;对地杂波特性进行了分析,建立了其幅度与功率谱分布模型;通过产生杂波序列和多普勒频移,最终生成模拟回波信号。该回波模拟方法基于运动的引信平台和天线波束扫描过程,更加贴近引信实际工作场景。3)为了使引信具有远距离探测能力,采用线性调频脉冲信号作为引信探测器的发射信号,对信号处理系统进行了设计。将距离盲区尽可能减小的同时,通过脉冲压缩和脉冲积累提升信噪比,从而提高引信的有效探测距离;对弹目间高速运动产生的多普勒效应所引起的包络走动现象行了分析,通过速度估计,实现对多普勒效应的运动补偿,经恒虚警检测,获得与目标的相对距离。4)基于FPGA硬件平台,采用模块化的设计思路,根据信号处理算法理论,对各模块进行了设计及编程实现,利用并行、流水架构和分时复用等处理方法,提升运算速率的同时减少硬件资源的消耗,并通过硬件仿真,验证了探测技术方案的可行性。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TJ430
【部分图文】：

第二章 引信搜索与跟踪策略理想的情况下，扫描过程经历了全部的波位才发搜索时间为：5.12p rt N T p ms度小于 10 转/s，则每个波位驻留时间内因平台转10 360 1.2r N T ，因此可不考虑平台转动对弹周扫描时波束覆盖的2-3 所示，以水平方向右侧的波位 1 作为第一个生顺序，坐标轴中心垂直向纸面方向为战斗部的前465

图 2-5 波束中心指向与铅垂面夹角与对地距离关系图于以上变化过程，弹周扫描近地点判决流程如图 2-6 所示。弹周采用相邻三波位比较法，遵循如下规律：开始是否有目标？探测到近地点？NYYN1 1, ,i i i 连续三波束i在 发现近地点i=i+1

电子科技大学硕士学位论文俯仰角，进而将式(3-13)化简成只与时间t有关的函数。擦地角 30 ，波束中心偏离角0 30 ，相邻两波位中.5 ，平台初始高度1H 500m，平台运动速度 v 500 m /s,发，脉冲重复周期 5rT us,设置时间 t 的采样间隔为脉冲重复周期式下接收回波强度与时间关系如图 3-5 所示。由于天线波束在内，引信平台运动距离很短，而在波位改变时，俯仰角的变化会，因此图像呈现出“阶梯”的形状。可以看出，回波强度在第 最大值，对应着第 13个波位，与搜索弹周模式下发现近地点的

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本文编号：2825801