脈沖多普勒引信抗干擾通道距離門優化設計

曹亮+尹遜青+秦麗

摘要： 為進一步提高導彈在海雜波背景下攻擊低空目標時引信的啟動性能， 通過優化選取引信抗干擾通道距離門位置， 利用數學建模與數字仿真的方法對地海雜波進行理論分析和計算， 并進行低空掛飛試驗驗證。 結果證明： 優化抗干擾通道距離門后， 海雜波信號明顯減弱， 引信啟動能力明顯提高， 為脈沖多普勒引信啟動能力的分析提供了一定的理論基礎。

關鍵詞： 引信； 抗干擾； 地海雜波； 距離門

中圖分類號： TJ43+4.1文獻標識碼： A文章編號： 1673-5048（2017）01-0079-04[SQ0]

0引言

脈沖多普勒引信具有良好的距離截止和速度選擇特性， 能夠在較強的雜波干擾中分辨出目標回波， 具有較強的抗干擾能力 [1-6]。 某型引信為脈沖多普勒體制無線電引信， 通過設置抗干擾通道等措施， 使其具有一定的抗干擾能力， 其中抗干擾通道距離門的選擇很重要， 若選取不合理， 會造

成低空下引信抗干擾通道地海雜波干擾較大， 影

響引信啟動性能。

1抗干擾通道距離門優化

某型引信采用脈沖多普勒體制， 時序關系見圖1。 A脈沖用于對射頻信號進行脈沖調制； B脈

沖（主通道距離門）設置在引信作用距離h內， 接收作用距離內的目標回波信號， 保證引信的銳截止距離特性； C脈沖（抗干擾通道距離門）設置在引信作用距離外， 檢測距離導彈h1外距離門內的回波信號。 兩個通道的信號通過抗干擾判別邏輯， 實現引信的抗有源和無源干擾功能。

導彈在進行掠海低空、 超低空飛行時， 主要作戰特點是攻擊地面、 海面上方飛行的威脅目標， 引

信遇靶前能夠“看”到地面或海面， 遇靶過程中能夠同時“看”到目標和地面或海面， 且引信能同時

探測到目標回波信號和不需要的海面目標回波信號（地海雜波信號）[7]， 而地海雜波會對目標探測構成嚴重的干擾。 某型引信設計初期， 抗干擾通道距離門選取在h1位置， 彈目交會點落在抗干擾通道距離門h1位置外、 距離門所在高度范圍內， 而脈沖多普勒引信回波信號的背景干擾（地海雜波干擾）將包含很寬的幅度范圍， 且由于距離地面或海面較近， 地海雜波落入引信抗干擾通道， 導致抗干擾通道地海雜波回波幅度增大， 影響引信啟動性能。 為提高海雜波背景下引信抗干擾能力， 通過優

化選擇抗干擾通道距離門位置， 將其選在h2處， 減小地海雜波落入抗干擾通道信號幅度， 從而提高引信啟動性能。 優化前后距離門位置地海雜波對比如圖2所示。 可以看出， 優化后， 在背景通道距離門位置處， 地海雜波信號明顯小于優化前。

2建模與仿真

當導彈下射時， 在近地海高度上， 引信的射頻波束照射海面， 將產生海面背景回波， 被引信天線接收， 形成背景雜波。 海面的背景雜波十分復雜， 多年的實驗和理論研究表明[8]， 海面回波強度不僅受到電磁波發射頻率、 發射和接收天線極化方式、 入射角等因素影響， 還受到海水溫度、 海情（風浪）、 海水含鹽度、 風速、 浪級等因素影響， 雜波頻譜變化很大， 嚴重影響和干擾引信的探測性能。

引信接收到地面的反射功率[9]為

試驗結果為： 優化前， 抗干擾通道距離門選取在h1位置時， 海面雜波信號為1.38 V； 優化后， 抗干擾通道距離門選取在h2位置時， 海面雜波信號為0.38 V。

從試驗結果可以看出， 抗干擾通道距離門選取在h2處， 海面雜波信號較小， 基本淹沒在噪聲中， 效果明顯好于距離門選取在h1處的狀態。 試驗所得數據與仿真所得數據吻合較好， 驗證了仿真的正確性。

4結論

通過優化選擇抗干擾通道距離門的位置， 減小了海雜波背景條件下地海雜波落入抗干擾通道信號幅度， 提高了低空條件下引信的啟動性能。 利用建模與仿真的方法進行了理論分析和計算， 并通過試驗驗證了仿真的結果。 優化后的引信已經成功應用于改進型導彈中， 也為進一步提高脈沖多普勒引信啟動能力提供了一定的理論基礎。

參考文獻：

[1] Markowski P M. A Comparison of the Midlevel Kinematic Characteristics of a Pair of Supercell Thunderstorms Observed by Airborne Doppler Radar [J]. Atmospheric Research， 2008， 88（3/4）： 314-322.

[2] Singer W， Latteck R， Holdsworth D A.A New Narrow Beam Doppler Radar at 3 MHz for Studies of the HighLatitude Middle Atmosphere [J].Advances in Space Research， 2008， 41（9）： 1488-1494.

[3] Rammer L， Kern M A， Gruber U， et al.Comparison of AvalancheVelocity Measurements by Means of Pulsed Doppler Radar， Continuous Wave Radar and Optical Methods[J].Cold Regions Science and Technology， 2007， 50（1-3）： 35-54.

[4] Alaee M， Amindaver H， Reza A M.Recognition of Moving Terrestrial Targets in the Presence of Terrestrial Clutters with a Pulse Doppler RADAR[C]∥ International Conference on Computer Modeling and Simulation， Cambridge， UK， 2008： 23-27.

[5] Lu X， Kirlin R L， Wang J.A CoChannel Signal Detector Based on Phase Tracking for Pulse Doppler Radar [C]∥Proceedings of IEEE National Radar Conference， 2007： 254-258.

[6] 路翠華， 李國林， 謝鑫.基于軟件DRFM 的脈沖多普勒調制[J].制導與引信， 2005， 26（4）： 29-32.

Lu Cuihua， Li Guolin， Xie Xin. Modulation of Doppler Frequency Based on Software DRFM[J].Guidance & Fuze， 2005， 26（4）： 29-32.（in Chinese）

[7] 吳萬芳， 楊碩， 劉建新.脈沖多普勒引信海面回波建模與仿真[J].航空兵器， 2015（6）： 66-69.

Wu Wanfang， Yang Shuo， Liu Jianxin.Modeling and Simulation of Sea Echo of Pulse Doppler Fuse[J].Aero Weaponry， 2015（6）： 66-69.（in Chinese）

[8] 杜漢卿.無線電引信抗干擾原理[M].北京：兵器工業出版社， 1988： 56-59.

Du Hanqing. Anti Jamming Principle of Radio Fuze[M].Beijing：The Publishing House of Ordnance Industry，1988： 56-59.（in Chinese）

[9] 梁棠文， 李玉清， 何武城. 防空導彈引信設計及仿真技術[M]. 北京：宇航出版社， 1995.

Liang Tangwen， Li Yuging，He Wucheng. Design and Simulation Technology of Air Defense Missile Fuze[M].Beijing：China Astronautic Publishing House，1995.（in Chinese）

[10] 潘玖安.導彈引信地海雜波反射能量的分析與計算[J]. 制導與引信， 1999（4）： 23-28.

Pan Jiuan. Analysis and Calculation of Reflected Sea Clutter of Missile Fuze[J].Guidance & Fuze，1999（4）： 23-28.（in Chinese）

[11] 張清泰.無線電引信總體設計原理[M]. 北京： 國防工業出版社， 1985.

Zhang Qingtai. General Design Principle of Radio Fuzed[M]. Beijing： National Defense Industry Press， 1985.（in Chinese）

[12] 斯科爾尼克 M I.雷達手冊[M]. 謝卓， 譯. 北京： 國防工業出版社， 1974.

Skolnik.M I. Radar Manual[M].Translated by Xie Zhuo. Beijing： National Defense Industry Press， 1974.（in Chinese）