某小型化制导导弹跟踪测量技术研究

论文摘要

混装地空导弹武器系统是在一个防空导弹武器系统中配备两种或两种以上型号的导弹,具有射击目标类型互补、射击空域互补的优势,同时具有良好的经济性能,是目前防空导弹发展的一个重要方向。本文以两种现役型号的两种地空导弹武器系统为基础进行混装地空导弹武器系统导弹跟踪测量分析。雷达跟踪地面上飞行的低空目标时,由于地面反射形成了镜像,引起了多径效应。此时直达信号与反射信号同时进入天线,造成回波幅度与相位的变化,并且这种变化不能从直达信号中分离出来,从而造成目标仰角估计的严重误差,甚至引起跟踪的失效。同时由于地面散射形成了地杂波,影响目标回波的SIR、导致测量精度降低。针对多径效应的问题,首先建立地面低空目标的跟踪模型,分析目标、镜像和雷达之间几何关系。其后研究地面反射(包括镜面反射与漫反射)系数的特性,影响多径效应的因素等。针对地杂波的问题,建立地面杂波的模型和相应的杂波因子的模型。对导弹的跟踪主要采用两种方式,即应答式跟踪和反射式跟踪。对于应答式跟踪,由于应答信号与雷达信号之间没有严格的相位关系,它不能采用有效的技术措施抑制地杂波对雷达SIR的影响,导致测量误差增大,无法满足论文的要求;对于反射式跟踪,虽然可以采用有效的抑制地杂波的技术措施,但雷达的测量精度与目标的大小有关,由于导弹的RCS太小,不能满足测量精度要求。结合应答式跟踪和反射式跟踪的各自特点,本文提出了一种新的信标式跟踪,该方法能采用有效的地杂波抑制措施,降低地杂波对雷达测量精度的影响。通过分析雷达的低空跟踪性能,由于地杂波和多路径效应的影响,其测量误差远大于相应的要求。为了解决该导弹的测量问题,本文提出了采用“伪双频段”的探测方案,但该方案导致技术复杂化的问题,不适宜选择该方案对该导弹进行跟踪。结合国内外雷达采用的技术措施,从方案的可行性、技术难度等方面考虑,本文提出了“两频段”雷达方案,用一部雷达跟踪高空目标,另一部雷达跟踪低空目标,通过共用指挥控制系统来实现相应的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 论文来源简介
• 1.1.2 作战环境
• 1.1.3 论文的关注点
• 1.2 论文实用价值
• 1.3 国内外研究动态
• 1.4 论文目标及论文内容
• 1.4.1 内容
• 1.4.2 关键技术和难点
• 1.4.3 预期达到的目标
• 1.4.4 论文内容的安排
• 第二章 雷达低空跟踪测量的模型
• 2.1 低空多路径效应的分析方法
• 2.1.1 两点源干扰法
• 2.1.2 镜像天线分析法
• 2.1.3 镜像目标分析法
• 2.2 多路径条件下跟踪测量模型的建立
• 2.2.1 地面反射系数的模型
• 2.2.2 方向图传播因子
• 2.2.3 制导雷达天线方向图的模型
• 2.2.4 多路径情况下测量误差的模型
• 2.2.5 测量误差与检测性能因子的关系
• 2.3 地面杂波相关模型的建立
• 2.3.1 地杂波反射截面积的模型
• 2.3.2 地杂波MTI 改善因子的模型
• 2.4 导弹飞行航迹与雷达数值滤波模型
• 2.4.1 导弹飞行航迹
• 2.4.2 雷达跟踪滤波模型
• 2.5 小结
• 第三章 对制导导弹跟踪测量方法的选择
• 3.1 对制导导弹采用应答方式跟踪测量
• 3.2 对制导导弹采用反射式跟踪测量
• 3.2.1 制导雷达对导弹RCS 的要求
• 3.2.2 导弹RCS 的估计
• 3.2.3 增加导弹RCS 的方法及参数计算
• 3.3 对制导导弹采用新的信标式跟踪
• 3.3.1 采用新的信标式跟踪时的功能示意图
• 3.3.2 采用新的信标式跟踪时的参数计算
• 3.3.3 采用新的信标方式测量时存在的问题
• 3.4 采用光电跟踪系统进行跟踪测量
• 3.5 小结
• 第四章 小型化导弹跟踪测量的技术实现
• 4.1 对基本型制导雷达的低空性能仿真
• 4.1.1 基本型制导雷达地杂波相关的仿真
• 4.1.2 基本型制导雷达多路径相关的仿真
• 4.2 解决低空跟踪测量的技术实现
• 4.2.1 频率捷变跟踪测量技术
• 4.2.2 定角跟踪测量技术
• 4.2.3 阵列信号跟踪测量技术
• 4.2.4 弹目同频跟踪测量技术
• 4.2.5 多频段混合跟踪测量技术
• 4.2.6 其他相关跟踪测量技术
• 4.3 小型化制导导弹跟踪测量方案
• 4.3.1 采用“双波段”跟踪测量方案
• 4.3.2 研制高性能信号处理跟踪测量方案
• 4.3.3 研制高性能跟踪测量雷达方案
• 4.3.4 利用光电系统跟踪测量
• 4.4 定角跟踪测量时需要解决的问题
• 4.5 采用部分技术的实测结果
• 4.6 小结
• 第五章 总结
• 5.1 论文结论
• 5.2 论文存在的问题及研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间研究成果