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无线电制导的跳频控制与电视制导激光干扰

2016-05-14刘超

中国科技纵横 2016年6期

【摘 要】随着科学技术的发展,导弹成为一个国家的常规武器,加强对导弹的研究与控制对提高国家实际战力具有十分重要的意义。无线电制导是在电视制导的基础上,根据电视制导导弹的工作特点,利用无线电技术对导弹进行控制和引导的技术。而无线电制导的关键在于频率的控制,如何实现无线电制导的调频控制是当前急需解决的。此外,在电视制导中,干扰因素极多,本文重点探讨电视制导的激光干扰。

【关键词】无线电制导 调频控制 电视制导 激光干扰

随着科学技术的发展,导弹成为一个国家的常规武器,加强对导弹的研究与控制对提高国家实际战力具有十分重要的意义。电视制导是指提高在防区以外的区域发射中程巡航导弹,能有效的攻击被严密设防的一些重要目标,包括了指挥所、机场跑道和水上舰艇等。对导弹的控制一般是通过吊舱发出无线电形式的指令来实现,但在导弹击中目标前需要一定的时间,而在一定的时间内,敌人可以采取一定的手段进行干扰。因此,为了提升导弹的威力,提高导弹的有效打击率,或防止敌对方的导弹,我们需要对调频系统进行研究和开发,并探讨电视制导激光干扰的可能与成效。

1 无线电制导的概述

无线电制导是指通过无线电信号的发送与接收,实现对导弹的控制和引导。在现实生活中,对于信息的传递,我们有多种方式,如文字和图像,如数字和声音等,但这些信息都可以通过量化进行编码,将其变成一系列的二进制数列。电视制导的实现依赖的就是这种编码技术,其接收和发送的都是一串串二进制码。无线电信号即是利用编码技术,将所需要传递的命令转换为二进制码,并以帧为间隔进行发送。而在导弹的吊舱中不仅可以接受无线电信号,其还能发送无线电信号,而为了节省有限的空间,一般在将无线电的接收和发送都使用同一套天线。因此,在实际操作中,无线电的接收和无线电的发送是无法同步进行的,或者说两者不能相互干扰。随着科学技术的发展,通过对无线电信号的进一步研究,我们发现在电视信号的场消隐信号期会有一个短暂的空白时间,即不传送图像信息。而这段极为短暂的时间为我们提供了一个发送一帧完整信号的机会。通过对场消隐信号时间内,改变每个信号的载波频率,实现无线电信号的跳频,即跳频通信。

2 无线电制导跳频技术

无线电制导说白即是数字的传输和控制。在数字频带传输中有多种调制方式,综合考虑包括误码率、设备的复杂程度、吊舱和导弹载荷等在内的一系列因素,笔者选择以2FSK调制方式为基础,对无线电制导中的跳频技术进行分析。无线电制导的跳频技术主要包括了三个方面:一是接收,二是发送;三是解调。其中的核心部分又包含了两个具体内容,即跳频序列发生器和频率合成器。

2.1 跳频信号的发送

跳频信号的发送需要经过两个主要的步骤,一是将代表信息指令的二进制码通过2FSK进行调制器,从而变成了两个2FSK频率信号;二是将频率合成器所产生的载波信号和两个2FSK频率信号相乘,从而得到一个跳频信号。需要注意的是,频率合成器所产生的频率是多个的,跳频信号的速率依照频率表依次进行跳转,并且每一个二进制码都有与之相对应的一个跳频频率。最后,通过发送器将这样的信号发送出去,实现对导弹的指令输出。

2.2 跳频信号的接收与解调

无线电的接收首先是通过天线实现信号接收,但信号的接收并非只接受有意的,其中可能会接收外界的干扰。因此,在接收信号后第一步是将接收到的信号进行放大,然后和本地的频率合成器所产生的跳频信号进行混频。这个信号的跳频规律应该与发射端的规律一致,即使存在误差也应该在一定的范围之内。第二步则是将第一步形成的混频通过频率过滤器,对外部干扰信号进行过滤。其中,如果干扰信号与频率合成器所产生的某一个跳频信号频率相同,其则会对信号的解调产生干扰;反之,如果频率不同,则不会产生干扰。因此,我们可以发现外部干扰信号对于频率调节器中的跳频信号而言,当频率合成器所产生的信号数量较多时,外部干扰信号就显得十分少。因此,跳频系统对于外部干扰因素,如敌方干扰器而言,其抗干扰能力十分强大。

对跳频信号的解调需要先对中频信号进行解调,然后通过2FSK调制方式产生信号,最后利用一系列的检测方法,如非相行检波法等完成对电波的检测,并完成跳频信号的整个接收过程。

2.3 跳频系统的关键技术

跳频系统的关键技术表现在两个方面,一是关于跳频序列发生器,二是频率合成器。在上述过程中,我们可以发现,跳频系统的抗干扰能力来源于频率合成器,频率合成器所产生的系列跳频信号数量上远远超过外界干扰,从而实现了抗干扰。而跳频信号的产生,一是离不开跳频序列发生器,这是跳频信号产生的根源;二是离不开频率合成器的合成。当然,频率合成器信号产生时,应注意我方的正使用频率,合适选择敌方现用频率,最终实现有效的散播。

3 电视制导激光干扰技术

电视制导的激光干扰技术其本质是利用激光间接干扰导弹中的CCD探测器,使探测器在探测目标时失去目标位置或者发生误差,不能正确成像。其工作原理大致是当电视导引头对周边环境进行侦测,形成成像系统,通过无线电信号将其输送到控制系统中,控制系统根据成像系统的反射情况,确定或改变导弹的弹道,并将这一信息发送给导引头。导引头继续进行侦测和追踪,然后成像,如此反复,直至成功打击目标。而激光干扰技术则是通过发射激光,从而对大气层进行影响,激光的强烈能量能把大气进行削弱,从而蒙蔽电视导引头。导引头被误导,其成像系统必然失误,也就导致后面的控制和弹道都会发生变化。具体流程图如下图1所示。

4 结语

综合而言,无线电制导的跳频技术是为了提高我方导弹的击中率,而电视制导的激光干扰技术则是为了降低我方目标的被敌方导弹击中的几率。无线电制导的跳频技术充分利用了无线电信号传播特点,使之成为一种易操作,但具有强大的抗干扰能力的防空系统和导弹系统。虽然其基础设施的建设和数据的维护较为复杂,但其在完成后的指令操作却变得较为简单和方便。电视制导的激光技术则是用来完善对敌方导弹的干扰和误导,能有效的加强防控力量。我们需要进一步加强对调频技术和激光干扰技术的研究,不断通过各种实际数据和模拟数据,强化和提升这两种技术。

参考文献:

[1]常项项.有源和烟幕干扰下激光制导的性能参数分析[D].电子科技大学,2013,23(09).

[2]潘勃,冯金富,陶茜,李骞.电视制导系统抗干扰性能评估[J].火力与指挥控制,2012,06(26).

[3]陈心华,高晓光,李波.电视指令制导导弹多机协同抗有源干扰[J].火力与指挥控制,2013,12(33).

作者简介:刘超(1991—),男,山东青岛人,在校学员,研究方向:专业为通信导航。