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mm波导弹导引头发展及现状综述

2016-03-04王媛徐建军李婷婷陈丁

山东工业技术 2016年5期
关键词:被动式

王媛 徐建军 李婷婷 陈丁

摘 要:mm米波制导导弹是当今世界精确制导打击武器中比较常见的一类,本文主要介绍了mm波导弹的核心即导引头的主要工作原理以及基本系统组成,特别介绍了主要战技指标及当今的关键技术,讨论了其主要的集中工作模式,对mm波导制导技术的未来发展趋势做了展望。

关键词:mm波;主动式;被动式;窄波束;光学特性

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.196

1 前言

通常mm波的频谱范围一般为30~300GHz,通常波长为1~10mm(不超过1cm)故称之为“mm波”。Mm波导引头的常见的工作频段为Ku(17 GHz),Ka(35 GHz),W(94GHz)等。mm波的波长大于厘米波,而小于光波。所以,mm波同时具有了微波和光波的特性和优点。同微波段的雷达相比,其具有波束窄、角度分别率高、重量轻优点。与光学制导相比较,其穿透雾、烟、灰尘,雾霾的能力强,具有全天候(除大雨血天除外)的特点。另外,mm波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头,尤其是其波束旁瓣较低,特别适合低仰角测量工作[1-3]。

2 工作原理

2.1 系统组成

图1给出了一种典型mm波导制导武器系统的主要组成,其中有天馈线系统、mm波发射机、mm波接收机、频综系统、信号及数据处理系统、随动系统以及专用电源装置等[1-3]。

2.2 技术指标

mm波导引头的主要性能如下:

(1)工作频率:典型Ku(17GHz),Ka(35 GHz),W(94GHz);

(2)瞬时宽度≥500 MHz;

(3)灵敏度: - 90dB~-l00dB;

(4)动态范围: 工作动态范围90dB~ll0dB ;瞬时动态范围40dB~50dB;

(5)测角精度: 0.5°~l°;6)分辨率≤ l0°;

3 主要工作模式

雷达进行主动截获和跟踪到遭遇目标的寻的称为主动模式导引头,其工作方式与普通雷达相似具有收发功能。可分为两种:一种是常规的两维角度跟踪系统,它需要比较复杂的陀螺稳定系统,另一种是采用跟踪陀螺仪的mm波导引头[1-3]。

采用被动式雷达(即雷达只开接收机,并不对外辐射电磁波),主要截获和跟踪到遭遇目标的mm波辐射源。其实际上就是一个测量目标的mm波辐射计。

随着战技指标不断提高,原先只采用一种模式进行跟踪方式已经不能适应当今要求。故常采用主被动复合模式.即主动模式扫描搜索、截获跟踪、主动跟踪转被动跟踪目标直到命中,主动、被动模式转换一般是由微型计算机控制开关来完成[1-3]。

近年来,采用主被动、光学制导、无线电制导等多模导引头是当前发展较快的复合方式,具有全天候作战能力较强、制导精度较高、抗电子干扰能力较强的特点,真正做到了“发射后不管”的效果[1-3]。

4 关键技术

当雷达天线口径相同,mm波的波束宽度比微波波束窄,因此会出现探测、截获目标较困难,存在跟踪不稳定甚至丢失目标的问题。在探测和截获方面,要求mm波导引头不仅要有较大的辐射功率和扫描范围,还要有较高的截获速度和截获灵敏度。

目前,获得较大的辐射功率,小体积的mm波器件成了提高mm波技术水平的“瓶颈”。长期以来,mm波大功率器件一直是研究mm波技术的重点与难点。

天线直接影响导引头的基本性能,如作用距离、抗干扰、低空下视、测角精度、角分辨率和对目标的角度截获能力等.应该使天线的主要性能满足要求,如和波束增益、差波束零点深度、电压驻波比、和差各路问题的隔离度等。

mm波发射机的关键部件是mm波射频源和末级功放.可以采用间接相干频综或高频稳度振荡源.末级功放可采用行波管或速调管.接收机的关键问题是动态范围和各通道的幅相一致性[1-3]。

5 发展趋势

采用更加先进的算法ADBF产生更加灵活的波束形状,在保持主波束增益不变情况下,低旁瓣电平变得更低,增加了探测精度的同时,又提高了抗干扰的能力。mm波导引头可提高探测精度,获取多种信息,降低近距离角噪声影响,细致区别目标形状和要害部位,具备成像探测能力。mm波成像导引头及mm波脉冲多普勒导引头和红外焦平面探测器合成的双模导引头,使导弹真正具有全天候条件下“发射后不管”的能力[1-3]。

6 结论

mm波制导技术已经在军事领域应用较为广泛,其制导方式拥有射频及光学两种制导模式优点,目前复合式制导模式讲将是主要发展方向,要借鉴雷达射频制导和红外制导模式的基础上,大力开展以mm波为主的复合式制导技术[4-5]。

参考文献:

[1]魏伟波,芮筱亭,陈娅莎.mm波雷达导引头技术研究[J].战术导弹技术,2008(02).

[2]李世,李相平,李亚昆等.mm波导引头的技术特点及发展趋势[J].指导与引信,2007(01).

[3]祝彬.国外mm波雷达制导技术的发展状况[J].中国航天,2007(01).

[4]陈丁,王放,张军等.基于AWG超宽带雷达信号测试系统的实现[J].雷达科学与技术,2015,13(03):279-283.

[5]陈丁,王放,李婷婷等.通用雷达信号场景系统的研制[J].电子科技,2014,27(06):66+71.

作者简介:王媛(1983-),女,辽宁锦州人,工学硕士,工程师,研究方向:雷达系统总体设计。

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