雷达导引头技术特点分析

 ,高峰,孙凯,赵久富,刘伟国

辽宁省辽阳市 111000

摘要：本文就某功能雷达导引头制导性能进行简要分析与探索，在其目标特性的基础上进行了更加详尽的探索，进一步阐述导引头对信号类型及分辨的功能，尝试设计了导引头在地面及空中的工作内容及形式，并对其工作效果的精密性进行测定，在不断改进过程中使得其工作的精密度更高，探索出导引头制导性能有可能向更精确的方向发展。

关键词：雷达;导引头;制导性能

引言：从经济角度来讲，对雷达目标最好的发现方式就是采用精密度较高且耗材较少，成本较低技术去实现。SAR成像末制导体成本相对较高，且对数据、弹道及其他要求相对更为严苛。因此，在此类工作当中并不适用。本文以此为研究角度，首先通过信号分析对导引头进行信号形式的应用设计，而后进行工作内容具体形式的设计，通过仿真分析论证导引头的性能。

一、雷达导引头的信号分析

雷达制导分为两类：雷达波束制导和雷达寻的制导。

　　雷达波束制导 雷达波束制导系统由载机上的雷达、工作部上的接收装置和自动驾驶仪等组成。载机上的圆锥扫描雷达向目标发射无线电波束并跟踪目标。工作部发射后进入雷达波束，工作部尾部天线接收雷达波束的圆锥扫描射频信号，在工作部上确定工作部相对波束旋转轴（等强线）偏离的方向，形成俯仰和航向的控制信号，通过自动驾驶仪控制工作部沿等强线飞行。等强线是指向目标的，故工作部飞向目标。雷达寻的制导 又称雷达自动导引，分为主动式雷达导引、半主动式雷达导引和被动式雷达导引三种。

(一)目标特性分析

雷达末制导导引头主要在毫米波频段进行工作，其波长相比目标尺寸过于渺小，切在光学区进行工作，雷达信号在承接过程中将形成多个扩散中心，若通过宽带发射信号进行接收，将会使目标的回波距离包可多个反应目标的特性和特征，使得导引头可以更加轻松地对目标进行辨别。如果在地面上遇到目标体相对较小的情况，雷达很难截获其发射的截面积，且受地形起伏树木及建筑物的影响，会使雷达的分辨系统更难以识别，导致目标的检测信号被淹没在噪声和其他波形当中。除此之外，主要是目标正处于静止或缓慢运动状态，常规的MTI雷达的检测目标手段也无法对其奏效。所以我们需要利用目标的更明显特征信息，采用高分辨信号对其进行更精密的检测，进一步识别目标。

在反装甲雷达导引头中应用高分辨发射型号可以提高对目标的识别能力，更充分地利用信息对目标进行辨别，通过其距离高分辨减少单个距离单元内波长影响是目标的回波一种发射中心影响，从而提高信号杂化比。同时高分辨回拨在距离上形成多个巅峰可以使反装甲。雷达导引头有更强的抗干扰能力。

(二)高分辨雷达信号分析

为什雷达导引头获得高分辨距离的信息，主要采用宽带发射信号，宽带信号主要包括线性调频信号，调频步进频信号，相位编码信号及其他信号。在雷达系统中应用高分辨绿信号，最通用的为线性调频脉冲信号和调频步进频信号，其中线性调频信号在距离和速度上有更高的辨识度，切有更好的抗杂波干扰能力;调频步进频信号，在时间为具有更高的分辨能力，可以更加有效地抑制杂波对主要目标信号接收的干扰。

二、反装甲雷达导引头工作模式设计

(一)地面工作模式

一般的目标在一维距离都有不同的特征，所以我们需要在工作部发射之前对导引头进行任务加载，主要加载打击类目标的类型和目标的特征数据详细信息。其次还需要在其进行工作之前进行系统的检测，通过对引导头的BIT信号进行判断，检查其各模块是否进行正常工作，并尝试输入检测信号，检验导引头是否可以正常工作，满足反装甲导引头的制动要求。

(二)空中工作模式

引导头在发射之前要进行加电处理，以防止导引头在探索目标时被对方的探测仪器发现并给予干扰，并使导引头处于准备状态。同时，当工作部进入导引头威力范围后，勾引头就会打开发射机对目标范围进行搜索，并扫描采集目标区的图案和背景进行波长的回射使其通过一系列的处理展现成目标区域的图像，而后通过获取的图像对目标信息进行提取，并发出攻击目标信号，实现对目标的检测并攻击，对其进行控制。除此之外，反装甲雷达导引头还可以对目标进行跟踪锁定。

三、雷达导引头制导性能分析

(一)参数设置

主要的导引头工作参数设置如下：工作频段为w频段，发射功率约为300mW，以LFMCW

为发射信号形式，调频宽带4000M赫兹，将二维单脉冲设置为测角方法，天线尺寸为600mm×60mm。

（二）导引头的测距精度

雷达测距分辨率的极限由c/2B决定。c是光速，B是绝对带宽。精度可以做到0.1-0.3倍分辨率。计算下来，需要1500-4500GHz。这已经远远超出了微波技术的范围，没有微波器件可以在如此宽的带宽内工作。可见光的频率约在1e14~1e15Hz这个量级，做到这个带宽大约还是可能的。不同体制的雷达差异很大，影响因素也很多，比如脉冲雷达的脉冲宽度，调频连续波雷达的chirp设计，远距离情形的大气折射、速度变化、随机误差等等。比如对脉冲雷达来说，通常距离越近，距离精度越高。

（三）方位与俯仰测角的精度、方位角与俯仰角速率精度

面线之间的最小间隔度数。由于一秒钟打出激光束的频率固定，所以转速越快，水平方向上扫描线的间隔越大，水平角分辨率越大，两条线的间隔度数越大。垂直分辨率指的是垂直方向上两条扫描线的间隔度数。

    各个参数都需要我们不断地调整，力求在工作过程中达到最佳效果。通过以上的分析和参数设置，我们可以了解到要想使导引头具有更高的制导性能，就必须在反装甲工作部雷达导引头进行如下系统设置：第一，采用高分辨距离信号，不仅可以使反装甲雷达导引头对目标的识别能力更强，还可以提高测距离的准确度。第二，使用高工作频段使得导引头在空间中获得的波束宽度更精确。第三，采用连续波体制，增强引导头抗干扰能力并且小被截获概率。

结束语：

综上所述，在雷达导引头采用信号形式及工作过程的设计分析中，应用代表性的引导头参数，并对系统设计和参数进行论证，可以为科研人员提供相关的参考依据和技术支撑，使得反装甲引导头在复杂的环境下也能对探索目标进行检测与控制，再进行难度更高的工作时，以上参数及系统设置无法满足要求，应采用与其他制导方式进行结合联合制导。

参考文献：

[1]鲁天宇.相控阵雷达导引头在对空工作部制导系统中的应用研究[D].北京理工大学,2016.

[2]刘博.毫米波相控阵天线雷达导引头技术研究[D].电子科技大学,2018.

[3]罗大琴.雷达制导工作部制导控制系统设计[D].北京理工大学,2016.