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[摘 要]针对被动雷达导引头测角误差受多径效应的影响,结合被动雷达导引头的测角机理,推导被动雷达导引头测角模型,并通过仿真,分析目标辐射源不同高度和不同载频下被动雷达导引头受多径效应影响的程度。通过仿真发现对空攻击的反辐射导弹可通过近距离发射来减小多径效应的影响。
[关键词]无人机;被动雷达导引头;多径效应
中图分类号:E83 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)23-0318-01
1引言
随着无人机技术逐渐成熟,无人机的飞速发展和在战争中的广泛的应用,在未来空中战场无人机将成为的主要兵器,成为一种新型的空中力量,引发战场形态的变化,对军事革命产生深远影响[1]。在作战中,装载有雷达的无人机将发挥重大作用,对防空雷达的探测能力有很大干扰[2]。因此针对装载有雷达系统的无人机目标的对空攻击反辐射导弹[3]也将成为未来的一种重要的武器装备。在反辐射导弹攻击目标辐射源的飞行过程中,由于多径效应的存在会对导弹的测角精度产生较大影响,降低导弹的命中精度,甚至出现脱靶现象。因此,从实战角度出发来研究多径效应对被动雷达导引头测角误差的影响具有重大意义。
本文将通过数学推导建立被动雷达导引头在多路径环境下的测角模型。通过模型的仿真,给出在实际作战中可以通过增大反辐射导弹攻击角度来减小多径效应对导弹测角误差的影响的重要结论。
2 多径效应下的模型建立
假设反辐射武器按攻击角α匀速直线飞向辐射源,初始攻擊高度hM,攻击速度为v。天线A高度为hA,天线B高度为hB,辐射源高度为hT,工作频段,辐射源到天线A的斜距为RAC,到天线B的斜距为RBC。辐射源的部分信号波束照射到反射区后发生反射,与直达波一同照射到被动雷达导引头天线,使被动雷达导引头无法准确判断目标方位。雷达信号经反射到天线A的斜距为RADC.,到天线B的斜距为RABC。
目标辐射源所辐射的信号到达A、B两天线的路程差为:ΔR=Lsinθ,L为A、B两天线间的距离,由信号到达天线存在的路程差所引起的相位差为Δj=2πL/λsinθ,即θ=sin-1(Δjλ/2πL)。
由此可知,对被动雷达导引头测角误差有影响的因素为:信号的波长λ、A、B两天线之间的距离L以及A、B两天线接收到的信号的相位差Δj。由于λ与L在实际作战中均为定值,不易发生改变,不受外界因素影响[4]。因此A、B两天线接收到的信号的相位差Δj成为影响被动雷达导引头测角误差的关键因素。
3 模型仿真
结合对空反辐射导弹攻击目标的特点,利用Matlab进行仿真分析,探讨多径效应对被动雷达导引头测角误差的影响。
仿真中,取被动雷达导引头A、B两天线之间的间距L为0.4m,初始攻击高度为0m,导弹与目标辐射源的水平距离为10km,地面反射系数ρ为0.6,由于地面的粗糙度导致的间接路径相位偏移量为π/3,对空反辐射导弹相对于目标辐射源的飞行速度为300m/s。
(1)不同高度的目标辐射源
对于目标辐射源的载频为5.0GHz和15.0GHz两类目标,取目标辐射源高度分别为3km、6km以及12km,仿真结果如图2,图3,图4所示。
5 结束语
在未来战争中,无人机干扰掩护下的突防将对地面防空雷达造成巨大干扰,对空攻击的反辐射导弹如何在攻击时减少收到的多径效应的影响,成为一个亟待解决的问题[6]。本文通过严谨的数学推导,构建了多经环境下被动雷达导引头测角模型,并用Matlab对不同目标辐射源高度以及不同目标辐射源载频两方面进行仿真分析。从仿真的结果可以发现,在实战中针对搭载有较低频段雷达系统的高空无人机,尽可能的减小发射距离,可采用可针对中近程中高空型号的反辐射导弹进行攻击,从而减小多径效应对被动雷达导引头测角误差的影响。
参考文献
[1] 无人机雷达载荷发展浅析[J].邓大松.飞航导弹.2010(12).
[2] 无人机分布式干扰对防空雷达探测能力的影响[J].程彦杰,马辉,徐宙.指挥控制与仿真.2014(03).
[关键词]无人机;被动雷达导引头;多径效应
中图分类号:E83 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)23-0318-01
1引言
随着无人机技术逐渐成熟,无人机的飞速发展和在战争中的广泛的应用,在未来空中战场无人机将成为的主要兵器,成为一种新型的空中力量,引发战场形态的变化,对军事革命产生深远影响[1]。在作战中,装载有雷达的无人机将发挥重大作用,对防空雷达的探测能力有很大干扰[2]。因此针对装载有雷达系统的无人机目标的对空攻击反辐射导弹[3]也将成为未来的一种重要的武器装备。在反辐射导弹攻击目标辐射源的飞行过程中,由于多径效应的存在会对导弹的测角精度产生较大影响,降低导弹的命中精度,甚至出现脱靶现象。因此,从实战角度出发来研究多径效应对被动雷达导引头测角误差的影响具有重大意义。
本文将通过数学推导建立被动雷达导引头在多路径环境下的测角模型。通过模型的仿真,给出在实际作战中可以通过增大反辐射导弹攻击角度来减小多径效应对导弹测角误差的影响的重要结论。
2 多径效应下的模型建立
假设反辐射武器按攻击角α匀速直线飞向辐射源,初始攻擊高度hM,攻击速度为v。天线A高度为hA,天线B高度为hB,辐射源高度为hT,工作频段,辐射源到天线A的斜距为RAC,到天线B的斜距为RBC。辐射源的部分信号波束照射到反射区后发生反射,与直达波一同照射到被动雷达导引头天线,使被动雷达导引头无法准确判断目标方位。雷达信号经反射到天线A的斜距为RADC.,到天线B的斜距为RABC。
目标辐射源所辐射的信号到达A、B两天线的路程差为:ΔR=Lsinθ,L为A、B两天线间的距离,由信号到达天线存在的路程差所引起的相位差为Δj=2πL/λsinθ,即θ=sin-1(Δjλ/2πL)。
由此可知,对被动雷达导引头测角误差有影响的因素为:信号的波长λ、A、B两天线之间的距离L以及A、B两天线接收到的信号的相位差Δj。由于λ与L在实际作战中均为定值,不易发生改变,不受外界因素影响[4]。因此A、B两天线接收到的信号的相位差Δj成为影响被动雷达导引头测角误差的关键因素。
3 模型仿真
结合对空反辐射导弹攻击目标的特点,利用Matlab进行仿真分析,探讨多径效应对被动雷达导引头测角误差的影响。
仿真中,取被动雷达导引头A、B两天线之间的间距L为0.4m,初始攻击高度为0m,导弹与目标辐射源的水平距离为10km,地面反射系数ρ为0.6,由于地面的粗糙度导致的间接路径相位偏移量为π/3,对空反辐射导弹相对于目标辐射源的飞行速度为300m/s。
(1)不同高度的目标辐射源
对于目标辐射源的载频为5.0GHz和15.0GHz两类目标,取目标辐射源高度分别为3km、6km以及12km,仿真结果如图2,图3,图4所示。
5 结束语
在未来战争中,无人机干扰掩护下的突防将对地面防空雷达造成巨大干扰,对空攻击的反辐射导弹如何在攻击时减少收到的多径效应的影响,成为一个亟待解决的问题[6]。本文通过严谨的数学推导,构建了多经环境下被动雷达导引头测角模型,并用Matlab对不同目标辐射源高度以及不同目标辐射源载频两方面进行仿真分析。从仿真的结果可以发现,在实战中针对搭载有较低频段雷达系统的高空无人机,尽可能的减小发射距离,可采用可针对中近程中高空型号的反辐射导弹进行攻击,从而减小多径效应对被动雷达导引头测角误差的影响。
参考文献
[1] 无人机雷达载荷发展浅析[J].邓大松.飞航导弹.2010(12).
[2] 无人机分布式干扰对防空雷达探测能力的影响[J].程彦杰,马辉,徐宙.指挥控制与仿真.2014(03).