雷达导引头_转:雷达导引头技术
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转:雷达导引头技术
作者：jackdragon84 提交日期：2009-7-20 12:05:00
[定义]
概念定义：雷达导引头作为弹载敏感器,用来发现目标、从接收信号中提取跟踪数据，并计算出本身产生的控制导弹飞行的指令和信号。随着导弹接近目标，固定的导弹瞄准角误差将致使瞄准线误差不断减小。雷达导引头尽管比驾束制导和无线电指令制导系统的弹上设备复杂，却能提供更高的制导精度。
基本公式：雷达距离方程
PtGtGrσλ^{2}Ft^{2}Fr^{2}
R=[--------------------------------------]^{1/4}
(4π)^{3}Pr
式中：R--雷达到目标的距离；Pr--接收信号功率；Pt--发射信号功率；Gt--发射天线功率增益；Gr--接收天线功率增益；σ--雷达目标截面积；λ--波长；Ft--从发射天线到目标的方向图传播因子；Fr--从目标到接收天线的方向图传播因子。
研究范围：
(1)主动式雷达导引头：包括非相参脉冲波雷达、脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等;
(2)半主动式雷达导引头：包括 从零频取出、 从副载波取出、准倒置、全倒置接收机等;
(3)被动式雷达导引头：包括跟踪干扰源、反雷达辐射、辐射计等被动雷达导引头。
[国外概况]
(一) 发展过程
50年代初--50年代末
需求动力：1.50年代的空袭以高空飞机入侵为主,美国第一代远程、高空地空导弹和空空导弹开始装备雷达导引头，有效地提高了高空防空导弹的命中精度;
2.为了对付大型军舰，前苏联第一代反舰导弹开始装备雷达导引头，获得了精确制导能力。
主要特点：
1.这一阶段研制的雷达导引头以非相干主动式脉冲雷达为主，多采用磁控管发射机，作用距离较远。其非相干脉冲波体制技术简单，从杂波背景中检测弱小目标回波的能力差，因此只能对付大型军舰和高空飞机;
2.美国某些空空导弹开始采用连续波锥扫半主动雷达导引头，利用多普勒技术使低空性能有了改善;
3.第一阶段的末制导雷达用的是电子管电路,体积大、笨重、耗能多、抗干扰能力差。
典型成果和产品：美国远程高空地空导弹“波马克”、空空导弹“麻雀 ”AIM-7B、前苏联反舰导弹“冥河”、“沙道克”的主动雷达导引头。
美国空空导弹“麻雀 ”AIM-7C、7D、7E的连续波锥扫半主动雷达导引头。
60年代--70年代
需求动力：1.空袭飞机为了躲避高空地空导弹的打击，改由低空或中低空突防为主，以便利用强烈地杂波的掩护入侵。非相干主动式脉冲雷达导引头已不能适应，防空导弹需要抗地杂波性能好的导引头;
2.空袭机群和入侵舰艇施放电子干扰，要求导弹的末制导雷达具有抗干扰能力。
主要特点：
1.防空导弹雷达导引头以连续波倒置单脉冲半主动雷达为代表。倒置接收提高了抗地杂波和人为杂波干扰的能力,单脉冲技术提高了抗角度欺骗干扰的能力,因而改善了中低空、低空地空导弹和空空导弹的性能；
2.反舰导弹固定脉冲波形的主动雷达导引头普遍采用了频率捷变和单脉冲技术,提高了抗干扰能力；
3.电路实现了半导体化,采用了数字电路,降低了成本,减轻了重量,提高了导引精度。
典型成果和产品：美国的“改进霍克”、英国的“天空闪光”、意大利的“阿斯派德”等导弹的雷达导引头。
80年代初--80年代末
需求动力：
1.为了对付多目标空袭,需要防空武器系统在短时间内迅速发射多枚自主式导弹,增强火力；
2.要求防空弹能对付多空域(特别是低空、超低空)入侵的目标；
3.能抗强干扰；
4.能对付小目标(包括隐身飞行器)的攻击。
主要特点：
1.美国地空导弹开始采用初始段程序、中段指令、末段TVM的复合制导方式。TVM制导实质上是半主动寻的导引体制的变型，是一种转发式制导;
2.美、前苏联、西欧新设计的面空导弹多采用多功能相控阵雷达进行无线电指令中制导、用主动式脉冲多普勒雷达作末制导的体制。新型的空空导弹为了实现在防区外对多个目标进行攻击，实现“发射后不管”和下视／下射能力，也采用了主动式脉冲多普勒雷达导引头。第３阶段的主动雷达导引头比第１阶段的主动雷达导引头在技术上有了很大提高，用主振放大链的相干发射机代替了非相干磁控管发射机，大大提高了抑制地、海杂波的能力，改进了低空性能。用速度分辨代替距离分辨后，提高了分辨目标的能力;
3.开始研制毫米波导引头，用以装备反集群坦克和防空的精确制导武器;
4.广泛采用固态电路和数字电路以及开槽波导天线阵，减轻了导引头重量，缩小了体积;
5.装备了可编程弹载计算机，能自适应控制雷达参数，以适应各种作战环境并增强抗干扰性能。
典型成果和产品：“爱国者”导弹、“不死鸟”、“先进中程空空导弹”、“沃斯普”(WASP)导弹的雷达导引头。
(二) 现有水平及发展趋势
海湾战争中装备雷达、红外、激光、电视导引头的精确制导武器在高技术局部常规战争中的巨大作用，对各国军备科研生产产生了强烈的激励和影响，许多国家针对海湾战争中各种精确制导技术暴露出的问题，正在调整研究计划。同时，单片式微波集成电路研制成功并已批生产，毫米波技术趋于成熟，高速微处理机飞速发展，对雷达导引头的发展创造了极为有利的条件，出现了一些新的动向。
1.为了反战术弹道导弹，提高新一代地空导弹武器系统的机动性、火力和生存能力，主动式雷达导引头在末制导中得到更广泛的应用，采用全程半主动寻的技术的型号将会减少。
2.很多国家在海湾战争后很重视发展能攻击敌方C^3I系统(包括预警机,电子干扰机平台,雷达等)的被动射频寻的导弹,被动射频雷达导引头的发展加快。
3.在海湾战争中暴露出,采用数字景象匹配区域相关(DSMAC)制导的战斧导弹仍达不到攻击坚固点目标所要求的精度,而且任务规划过于复杂,未来巡航导弹末制导的主要方向是包括红外成像,毫米波,激光雷达和合成孔径雷达的各种成像导引头。
4.发展毫米波,红外传感器是研制防区外发射空对地武器及精确制导子弹药的关键之一。
5.为了对付加了伪装或隐蔽在丛林地带的机动弹道导弹和防空导弹的发射装置,国外在加紧研制多传感器复合导引头和智能导引头。
6.为了反击雷达寻的反舰导弹,美国和德国发展了装备被动雷达/红外双模导引头的RAM舰空导弹。
总的来说,美国在雷达导引头技术的所有方面都处于世界领先地位。美国国防部的“微波／毫米波集成电路计划”、“超高速集成电路计划”、“制造技术计划”、“高灵敏度雷达”计划为美国雷达导引头的发展提供了强有力的元器件和技术支持。８０年代以来，主要发展混合微波毫米波集成电路的收发模块。９０年代，砷化镓单片微波／毫米波集成电路将成为雷达导引头装备的重点。同时，在美国星球大战计划（现在改称“弹道导弹防御”计划）的带动下，特别是美国于１９９２年提出的发展第三代动能拦截弹技术，即“有识别能力的拦截弹”；及战区导弹防御系统，对雷达导引头的发展有巨大的带动作用。毫米波技术已达到可以制造雷达的程度，，94GHz毫米波发射接收机制造技术已迈向微波毫米波单片集成电路阶段,现在的问题是进一步发展制造基础,以降低成本。合成孔径雷达导引头已制造出样机，激光雷达已进入“研究和发展系统”这一阶段,多传感器复合导引头也取得了研究成果,正研究自动识别目标的智能导引头。
俄罗斯在激光雷达概念方面是先进的,有创新,但他们相应的技术基础则远落后于美国。其高灵敏度雷达总的水平属于一般。
法国、德国、英国在雷达导引头技术的研究方面比较先进。他们都报道了在进行合成孔径雷达和逆合成孔径雷达的研究,并正在执行技术基础计划,以识别在强杂波环境中的目标。
#日志日期：2009-7-20 星期一(Monday) 晴
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