引信對制導系統(tǒng)提供的目標信息綜合利用研究

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引言

當前,隨著科學技術的不斷進步,在多個國家的導彈技術中都已經(jīng)實現(xiàn)了引信對制導信息等的充分利用,如俄羅斯、美國、意大利等。通過利用相應的制導信息,這些國家的導彈技術得到了進一步的升級,且還使引信獲得了更加良好的引戰(zhàn)配合效果。

1 制導信息分析

1.1 制導信息形成與傳輸過程 近年來,在各種新型電子科學技術的帶領下,微型計算機已經(jīng)成為導彈中最不可或缺的一項重要組成元件,也即常說的彈載計算機。當導彈裝載有彈載計算機之后,其原本的制導信息的相關內容就都會發(fā)生一定的變化。在過去,制導信息基本上都經(jīng)由相應的制導系統(tǒng)探測所得,且信息也多與目標的運動及輻射等有關,并且在傳遞至引信時這些信息也不會被做其他處理。但是在裝載彈載計算機以后,這些信息就會先被傳輸至計算機,并經(jīng)由計算機對這些信息進行處理后才傳輸至引信。

1.2 制導信息分析 通常情況下,彈載計算機以及制導系統(tǒng)均是由制導信息的具體內容來決定的。當前對于空空導彈而言,其制導系統(tǒng)的探測方式主要為兩種,一種為主動雷達型,一種則為被動的紅外線型。而這兩種探測方式上的不同,就致使制導系統(tǒng)所獲取到的信息也出現(xiàn)了較大的差別。而這些制導信息中的參量數(shù),則主要會受到彈載計算機性能的影響。

2 引信對制導信息的利用

綜上,對于本研究中的制導系統(tǒng)而言,其所獲取的制導信息信息量非常巨大,通過對這些信息加以利用就可以有效緩解引信在對目標進行探測及識別時所面臨的困境問題。在本研究中,就通過將引信探測信息與制導信息進行充分結合,并對一些新技術進行了研究。

2.1 最佳引戰(zhàn)配合技術研究 在此最佳引戰(zhàn)配合技術中,主要包括對最佳的延遲時間的計算,以及對起爆方位角的計算等兩部分的研究。

2.1.1 最佳延遲時間計算 通常情況下,導引頭失控至引信起爆所經(jīng)歷的時間都極短,假設此時目標在接近導彈時的相對速度為VMT,如下圖1所示,假設O為戰(zhàn)斗部核心,在導彈與目標進行相對運動的過程中雖然引信天線可以首先探測到目標的邊緣A處,但此時所探測到的信息并不能使引信被啟動,因此兩者會繼續(xù)做相對運動。而當引信可探測到的信號達到B位置時,所接收到的信息就能使引信被啟動。而A與B之間所形成的距離通常會被稱為“卷入深度”,定位L0。假設此時O1距離B點p1,從此刻計算,t秒后,引信起爆,而其產(chǎn)生的破片飛行△T秒后將C點處的目標集中。則B與C之間所產(chǎn)生的距離就被稱為了“偏移矢量”△BC。

圖1 彈體坐標系下彈目交會示意圖

而指向B的矢量通常表示為RB,指向C的矢量則表示為RC,而RC可表示為RB和△BC的函數(shù)。而根據(jù)彈目的相對速度、目標的類型,引信就可以實時選取△BC。并最終結合相對速度的矢量值、RB、RC以及其他相關的參數(shù)就可以得出最佳延遲時間,一般用t表示。

2.1.2 起爆方位角的計算 經(jīng)延遲后,C點便會落入戰(zhàn)斗部的飛散區(qū),如下圖2中F點所示。此時,指向F點的RF與OYMZM所形成的投影與YM之間所出現(xiàn)的夾角就為起爆方位角,用β表示。

圖2 彈體坐標系下目標落入戰(zhàn)斗部飛散區(qū)示意圖

2.2 綜合利用制導、引導信息的引信抗干擾技術研究

2.2.1 引信遠距離接電技術 這種技術就是通過利用導彈距離載體的距離、相應的跟蹤系統(tǒng)、導彈與目標之間的距離以及剩余飛行過程中所需的時間等等不同的制導信息,來綜合制定并建立起邏輯關系,最終控制導彈在接近目標時才啟動引信,這樣就能確保引信可在遠距離之外實現(xiàn)接電,并有效減少引信的有效工作時間。這樣就可以相應減少引信內部電路之間發(fā)生早炸的情況,同時還能極大地縮短對方的偵查干擾時間,使引信的生存能力得到進一步提升。

2.2.2 引信抗有源干擾技術

(1)調整引信工作模式。近年來,隨著各種電子技術的不斷進步,引信的方式也變得更加繁復多樣,且都在空空導彈中得到了廣泛應用。基于此,就可以在制導系統(tǒng)在被外界干擾的過程中,通過使用復合引信的方式改變工作模式。

(2)選擇主動雷達引信射頻頻率。若引信具備諸多射頻頻點時,此時若經(jīng)制導系統(tǒng)判斷,發(fā)現(xiàn)導彈受到了外部有源干擾,此時就可以通過彈載計算機對獲取到的信息進行綜合分析,并最終對干擾源進行預估,從而在此基礎上對主動雷達發(fā)起指示,將引信定位至某一射頻點。使其可以避開有源干擾,并最終提高引信的抗干擾能力。

2.2.3 引信抗無源干擾技術 通常情況下,較為常見的無源干擾主要有箔條云干擾以及地海雜波干擾。地海通常都是靜止的,而箔條云卻是運動的,只是較之于導彈的速度而言,箔條云也可認為是靜止的。因此此時就可以通過結合制導系統(tǒng)所采集的導彈的速度、彈目相對速度等的矢量值,并依據(jù)相關的原理,來對無源干擾所產(chǎn)生的噪聲進行抑制。此過程中所使用的原理,既可以是FFT算法,也可以使用FIR濾波器算法。

3 結語

在本研究中,通過使用主動雷達型空空導彈作為研究對象,并對其制導信息進行提取后,針對引信對這些信息的綜合利用進行了研究。為今后對被動型紅外制導型空空導彈的引信研究奠定了良好的實踐基礎。