NMD GBR-P雷达信号模拟器的技术功能

叙述了为支持美国导弹防御系统GBR -P初样雷达而研究的数字式实时雷达信号模拟器技术功能。它是美国夸贾林反导靶场中重要试验雷达 (GBR -P)的一个子系统 ,可实时提供战术用信号处理器及数据处理器的硬件和软件 ,进行闭环工作的条件。它可提供在反导飞行试验中一切来袭导弹目标群的各种雷达信号 ,供初样雷达调试、测量等使用 ,同时也是初样雷达进行正式参试及其准备工作前的一台不可或缺的雷达实时信号模拟器。可从中了解国家导弹防御系统 (NMD)GBR -N的雷达性能 ,必要技术内容及旁证材料。     

NMD-GBR地基雷达初样型的技术功能

叙述了美国国家导弹防御 (NMD)系统使用的初样型地基雷达 (GBR -P)的有关技术内容。GBR -P是用于研制与试验若干新技术的原理性设备 ,最终可能成为国家导弹防御系统应用的子系统。所以 ,GBR -P雷达也是向生产型GBR -N雷达过渡的一项设备研制计划 ,它已于 1 999年在夸贾林反导靶场正式运行 ,执行反导飞行试验任务。通过对GBR -P雷达的探讨和研究 ,将为我们全面了解GBR -N生产型雷达的工作性能有极大的帮助 ,另外 ,GBR -P雷达也是在战区导弹防御系统用GBR -T雷达的基础上发展起来的 ,因此对了解GBR-T雷达也是很有益的     

反导预警雷达部署方案的评价与优选

合理部署反导预警雷达对提高反导作战效能起着重要作用。反导预警雷达部署要考虑的因素较多,部分因素存在冲突。本文分析了反导预警雷达部署评价应考虑的因素,提出了相关评价指标,主要有不同配置距离下雷达对目标的发现概率、提供的预警时间、落点预报精度、全程跟踪目标时长等,建立了不同评价指标的计算方法,给出了反导预警雷达部署方案的综合评价与优选方法。本文方法对反导预警雷达部署方案的建立优选具有指导意义。     

天基信息引导下反导武器系统拦截窗口分析

基于分析天基信息对反导武器系统的引导方式和引导精度,提出了能够评估拦截效能的反导武器系统拦截窗口的计算方法;建立了不同预警方式下的预警信息发出时刻和天基信息引导下的武器系统雷达发现目标时间的计算模型。通过仿真表明天基预警信息能够为反导武器系统提供充足的作战准备时间,在天基引导信息引导下,武器系统跟踪制导雷达能够更准确快速地跟踪制导雷达发现目标,改善引导信息的精度,增大拦截时间窗口和空间窗口并提高拦截弹拦截更远射程目标的能力。     

空间目标小型相控阵雷达探测技术

地基探测系统受站点布局限制,难以实现全轨道空间的目标探测与跟踪。为对高价值航天器邻域空间目标进行全时探测与跟踪,提出基于伴随微纳卫星的小型化相控阵雷达技术。通过分析不同波段雷达对大范围空间目标搜索与精细跟踪的性能,并综合考虑系统复杂度与功耗等因素,最终选择C波段作为雷达工作频段。详细阐述小型化相控阵雷达的系统设计、目标搜索与跟踪的信号处理方法、测距与测角误差分析等。仿真分析证明,该小型化相控阵雷达能对25 km范围内、40°×40°的三维空间进行目标搜索,实现0.4 m的测距精度与0.03°的测角精度,满足空间目标大范围搜索与跟踪应用的需求。     

NMD-GBR雷达的测量能力及其性能参数

如果说美国在 2 0世纪 6 0年代初研制的“奈基 Ⅲ”反导拦截系统算作是“导弹打导弹”的第一代和在 70年代初研制的“卫兵”反导系统算作是第二代的话 ,那么 ,在此基础上再经过了 3 0年的研制 ,至今出笼的NMD反导拦截系统应属于反导第三代。反导第三代系统又有了新的技术创新并更趋向实用化 ;尤其是在导弹信息的获取系统———GBR雷达的战技性能方面有明显的提高和技术突破。本刊 2 0 0 2年第 3、4期刊出的前两篇文章 (《NMD -GBR地基雷达初样型的技术功能》和《NMDGBR -P雷达信号模拟器的技术功能》)及本篇内容 ,都较全面的反映了未来GBR -N雷达的技术全貌 ,至少是“管中窥豹”。该雷达经过长期的研制 ,无论是在雷达设计指导思想上和研制工作本身都有新颖、独特之处 ,因此说它在NMD全系统中发挥关键作用 ,尤其在雷达进行真假目标识别的关键作战环节中 ,以多普勒频移的成像和距离高分辨率能力来达到此目的 ,可称为有较大的技术突破。     

相控阵雷达"烧穿"距离的计算

讨论相控阵雷达"烧穿"距离的概念及其分析计算.相控阵雷达当碰到对方的干扰机发出的干扰信号时,利用其固有的特点,可以对干扰机进行相控阵雷达"烧穿"(实现对目标的检测和跟踪).其主要方法在于相控阵雷达可将雷达波束集中于空间的干扰机的方向,集中发射一串脉冲,采用信号积累达到对干扰机进行"烧穿"的目的.还讨论了相控阵雷达采用高重复频率时"烧穿"距离及其需要的时间.     

F-15C使用机载相控阵雷达对付巡航导弹

美国空军F-15C战斗机已装备先进的APG-63(V)2有源相控阵雷达进行值班飞行。该雷达可以 在很远的距离上发现小型目标,需要时可引导机载空-空导弹对其进行攻击。 1986年由雷声公司制造的APG-63(V)脉冲-多卜勒系统多模雷达,工作频率在I/J频段(8～ 20GHz)。在基准雷达APG-63(V)基础上,雷声公司开发了两种雷达(V)1和(V)2。(V)1是为F-15 设计的,采用机械扫描相控阵天线,接收机/发射机信/噪比高,发射机频带宽。工作模式包括边扫描边跟 踪,边扫描边测距,检测地面移动目标等。(V)2雷达的特点是有源电扫描相控阵天线,且具有引导机载 AMRA…     

反导相控阵雷达注入式半实物仿真方法研究

对反导系统中的多功能相控阵雷达进行建模与仿真,是准确评估其反导防御能力的重要基础.以导弹突防为背景,基于射频注入式仿真技术,针对典型反导相控阵雷达,研究了半实物仿真平台的总体结构和工作流程,阐述了主要分系统的实现方案.采用该方法建立的半实物仿真平台可用来研究运用多种电子对抗突防措施下的相控阵雷达系统的防御能力,为科学决策提供技术支撑.     

末制导雷达一次捕捉最小角度搜索范围模型

为了减少对方进行电子对抗的机会,要求反舰导弹末制导雷达在保证一次捕获概率的同时尽可能减小角度搜索范围。为此,提出了一次捕捉概率为1的最小角度搜索范围模型。模型中,用圆分布表示目标指示误差和目标机动误差,用矩形分布表示自控终点散布误差。首先证明了末制导雷达开机位置与最小角度搜索范围之间存在的几个性质,进而利用解析方法推导了最小角度搜索范围表达式。分别以末制导雷达最大作用距离和导弹被发现距离为可变参数,对高亚声速反舰导弹末制导雷达的最小角度搜索范围进行了计算。结果表明,最小角度搜索范围不超过36.5°,小于某些反舰导弹的最小角度搜索范围。
     

基于扩展卡尔曼滤波的机动目标跟踪研究

针对雷达导引头跟踪机动目标问题,建立了一种适于高机动目标探测的非线性系统模型,采用扩展卡尔曼滤波算法推导适用于弹载脉冲多普勒雷达机动目标探测的滤波模型,用以估计俯仰失调角、方位失调角、弹目相对速度和距离等信息,利用系统数学模型对目标加速度及弹目视线角速率进行解算估计。对标称弹道和极限弹道的跟踪仿真表明,所建立的系统模型和滤波设计方案,能够处理真实飞行中存在的部分信息缺失问题,对于极端情况下的遮挡问题也能在一定时间内保证较高的跟踪精度。     

空间飞行器目标电磁散射特性分析

根据某空间飞行器及目标几何模型,用高频近似法计算飞行器的电磁散射和角散射线偏差等,计算结果与矩量法(MOM)及暗室测试结果吻合,验证了算法的正确性,并给出了该空间飞行器雷达散射截面积(RCS)的统计结果、角闪烁在近距离的变化,以及模拟运动过程中散射特性随时间的变化。结果表明:该空间飞行器点频后向RCS满足χ2分布模型;在远场,角闪烁引起的线偏差与距离基本无关,在近场,线偏差与距离密切相关;动态散射特性与运动中的相对姿态和距离等密切相关。     

基于轨迹特征的预警系统目标识别

文章针对弹道导弹预警系统目标识别任务的特点,通过分析弹道导弹和卫星目标间的运动特性差异,给出了预警雷达基于最小矢径这一特征区分弹道导弹和卫星的流程,并分析了弹道导弹射程、雷达测量精度、观测时间、采样间隔等因素对此流程的影响。仿真结果表明:利用最小矢径实现弹道导弹和卫星的区分是可行的,而且此法对雷达测量精度要求不是特别高。     

MIMO雷达的MTI处理及性能分析

针对传统双基地雷达MTI处理对切向飞行目标失效的缺陷,探讨了新体制MIMO雷达MTI处理的性能优势.首先分析了目标飞行方向对传统体制雷达MTI处理改善因子的影响,然后针对非起伏目标,导出了MIMO雷达MTI处理改善因子的计算表达式,最后进行了仿真分析.仿真结果表明,对以任意角度飞行的目标,MIMO雷达MTI处理均可获得较高的改善因子.     

雷达抗干扰效能评估的靶标模型

复杂电磁环境条件下雷达的抗干扰效能评估问题,至今尚未有通用的、一致性的、公认的评估准则和方法。根据射击靶标原理,提出了以雷达显示画面为基础的评估雷达抗干扰效能的靶标模型。通过该模型可以把大家熟悉的雷达抗干扰定性评估（三级干扰强度）和理论上的定量评价相统一,也可把雷达的搜索和跟踪状态的评估相统一。最后通过几个实例介绍了具体应用,验证了该方法的有效性。     

带落速落角约束的高超声速飞行器俯冲轨迹规划方法

针对高超声速飞行器俯冲段精确打击任务需求,提出了一种能够同时满足落速与落角约束的轨迹规划方法。建立了两段式轨迹规划策略,第一段采用参数化控制剖面调节飞行速度,第二段采用传统偏置比例导引律实现落角控制。将控制剖面的参数设计分解为多参数优化与单参数搜索两个问题：通过离线求解可行初始位置范围最大的多参数优化问题,提高控制剖面对初始偏差的适应性;通过在线求解带罚函数的单参数搜索问题,得到落速偏差最小的俯冲轨迹。结合高超声速飞行器模型,对所提出的俯冲轨迹规划方法进行了仿真。结果表明,该方法能够得到满足落速与落角约束的俯冲轨迹,具有较好的求解效率,且对初始状态偏差具有较强的鲁棒性。     

高速平台下动目标高分辨成像方法研究

高速平台对地面强散射移动目标或者海面舰船目标进行合成孔径雷达成像（SAR）时，存在两方面问题：一是传统SAR匀速直线模型已不适应高速平台自身高动态运动特征；二是目标的非合作运动一方面会引起图像散焦，另一方面动目标在地距图中的位置会产生较大偏移。针对这两个问题，首先在匀加速度模型频域相位滤波算法下，推导出了精确的斜地投影关系以及近似的反投影关系，同时给出了基于惯性组合导航（INS）的平台运动补偿方法，最后结合自聚焦技术，完成对舰船目标的聚焦并得到以目标为图像中心的地距图。     

判别导弹脱靶方位的多普勒信号比幅算法

导弹雷达引信依靠波束换接控向和回波信号比幅技术，可以获得近场目标脱靶方位信息，既可以为定向战斗部提供起爆方向，又可以为引信起爆控制提供关键参数。该文分析了雷达引信探测和识别脱靶方位的目的，描述了脱靶方位信息的特征，给出了实测的飞机目标近场多普勒信号，提出了两种具有实用性的多普勒信号比幅算法，并给出了验证结果。     

基于窄脉冲的脱靶量测量误差补偿算法

在利用基于窄脉冲的单通道测量系统进行标量脱靶量测量时,由于收发天线必须分置而导致冲激雷达系统具有较大的系统误差,从而对标量脱靶量等参数的估计精度带来影响。文中针对该误差提出了一种补偿算法,在单通道测量系统的基础上,增加一接收天线通道,利用目标散射点与双通道接收天线、发射天线所构平面中的三角关系对系统误差进行补偿。仿真结果表明,该误差补偿算法可以极大地改善系统测量精度,进而提高标量脱靶量等参数的估计精度。