应用于箔条弹RCS测量的某型火控雷达技术改造
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箔条RCS微波暗室测试试验研究摘要:通过一种在微波暗室条件下箔条的RCS测试方法,研究了规则排列组合和静态随机分布情况下的箔条或箔片的RCS特性,研究结果表明,当箔条/箔片数量增加到一定量后,RCS变化不明显,同时,通过箔条和角反射器测试验证了箔条云具有显著的遮蔽特性。
关键词:箔条;微波暗室;RCS测量引言箔条干扰技术已被广泛应用于雷达无源对抗系统,成为现代战争不可缺少的软杀伤武器之一。
近几年,国外非常重视新型箔条的开发,主要集中在金属镀层材料、箔条形状及气动特性方面,相继出现了镀镍箔条、空心箔条、偏重箔条丝、异形箔片(如V形箔片)、燃烧箔片等,部分新型箔条已用于箔条弹改进产品上,取得了较好的成效。
当前获取目标雷达散射截面(RCS)的途径包括理论方法和试验方法,尽管电磁理论有其完整性,可以分析若干典型的散射机理,但对于复杂、复合材料的目标,利用现有的手段计算其 RCS 值非常困难,试验方法是最有效、快捷和准确的手段。
根据测试场地的不同,RCS测试可分为外场测试和微波暗室测试,外场测试容易受到环境气候的影响,且获得高精度测量值的代价相当大,所以在研制阶段一般采用室内测试。
本文在微波暗室中利用紧缩场和矢量网络分析仪对箔条的RCS进行研究分析,为开发出更多类型的箔条积累数据基础。
1.RCS测量原理RCS是一个用于描述目标散射电磁波效率的量,它表征了雷达目标的电磁散射性能。
通常情况下,目标RCS的测量是通过测量雷达回波的功率,雷达接收功率的表达式为:2.RCS测量系统测量在微波暗室内进行,测量系统以高性能微波一体化矢量网络分析仪为基础构成,主要包括发射天线、接收天线、转台、功率放大器和计算机采集系统等。
系统校准、目标测量和数据采集处理均由计算机控制自动完成。
此系统中,通过调用矢量网络分析仪的时域选件,使用距离波门技术对所测扫频信号“加门”,可有效消除背景干扰(如收发天线的耦合,墙体的反射等)。
3.箔条RCS测试方法3.1 样品状态测试样品包括:(1)箔条,其长度为14mm、箔片;(2)箔片,尺寸为40mm*40mm;(3)金属角反射器,直角边长为100mm。
机载箔条弹RCS测量系统的设计实现
王勇;王志云;刘洪亮;王苗苗
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2011(027)006
【摘要】针对外场测量机栽箔条弹RCS时,当箔条弹与载机分离后展开的箔条云会与载机同时处于雷达分辨单元内,测量设备无法准确测量箔条云展开过程中RCS时间特性的问题,开发了基于新的测量方法--频谱法的测量系统;在介绍了系统工作原理的基础上,进行了系统硬件设计,开发了系统应用软件,提高了测量精度;经运行测试,该系统操作方便,测试准确,性能稳定,满足实际需求.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】王勇;王志云;刘洪亮;王苗苗
【作者单位】050003,河北石家庄,军械工程学院;050003,河北石家庄,军械工程学院;454750,河南孟州,63889部队;454750,河南孟州,63889部队
【正文语种】中文
【中图分类】TN972
【相关文献】
1.一种测量机载箔条云RCS时间特性的新方法 [J], 梅永华;许金萍;刘洪亮;杨沛
2.质心干扰中机载红外弹、箔条弹投放间隔时间的讨论 [J], 赵恩起;牛继涛
3.频谱法测量机载箔条弹RCS时间特性 [J], 张松柏
4.一种机载箔条云RCS测量方法 [J], 杨劲飞;张德保;肖芳;何斌
5.箔条弹RCS测量数据异常值的检验与剔除算法研究 [J], 韩伟;张鸿喜
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低掠射角下传播因子对毫米波箔条RCS的测量影响
周涛
【期刊名称】《舰船电子对抗》
【年(卷),期】2011(034)003
【摘要】依据雷达传播理论、雷达测量原理和外场测控实践,结合有代表性的点目标和非相干延伸目标,分析了海面干涉因子,并对粗糙海面和平坦海面参与毫米波箔条云反射的程度进行了理论评估和实际测算,以求进一步认识和利用表面散射波对雷达测量的影响。
%According to the theory of radar propagation,the principle of radar measurement and the practice of outfield measurement and control,this paper analyzes the sea interference factor combing with the representative point targets and incoherent extended targ
【总页数】3页(P49-51)
【作者】周涛
【作者单位】解放军91404部队,秦皇岛066001
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.51
【相关文献】
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泊条干扰火箭弹发射失效分析
乔相信;闫思江
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2010(035)005
【摘要】作为特种弹的箔条干扰火箭弹,其结构相比其他弹种尤为复杂.结合工作经验,以对箔条干扰火箭弹的结构和作用原理分析为基础,采用故障树分析确定失效因素和重要因素.从提高弹药的整体效能出发,在安全性、作用可靠性、储存性和配套性四方面,对其进行了失效分析.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】乔相信;闫思江
【作者单位】沈阳理工大学,沈阳,110168;青岛港湾职业技术学院,山东,青
岛,246604
【正文语种】中文
【中图分类】V435.21
【相关文献】
1.欧泊世界里一条遨游的鱼访欧泊首饰设计师林志鸿 [J], 李少樱;骆美美
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应用于箔条弹RCS测量的某型火控雷达技术改造
作者:周娜辛欣张晓娜
来源:《数字技术与应用》2013年第04期
摘要:以某型箔条弹RCS试飞测试要求为依据,对所应用的某型火控雷达进行相关技术改造,包括更改信号处理机软件、系统控制软件等,实现了应用火控雷达对箔条弹RCS的测量目的。
试验证明,该方法切实可行,可用于各类箔条弹的RCS动态飞行测量与干扰性能评估。
关键词:火控雷达雷达散射截面测量雷达箔条弹
中图分类号:TN972.4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)04-0075-03
1 引言
箔条弹作为一种既简单又有效的无源干扰手段,在现代战争中占据着相当重要的地位,是飞机、舰船等运动目标必备的自卫干扰设备之一。
影响箔条弹干扰效果的一个重要因素就是箔条弹RCS,准确测量箔条弹RCS在战术使用上有着非常重要的意义。
某型火控雷达主要用于高精度测量目标的距离、方位角、俯仰角供火控解算,而对目标的回波幅度信息则仅通过AR显示器供操作手直观观察,未进行处理使用,需要对雷达进行改进。
并且,在载机弹出箔条弹至箔条云充分展开期间,展开的箔条云会与载机同时处于雷达分辨单元内[1],为了避免人为操作带来的测量误差,也需要对雷达进行改进。
本文针对机载箔条弹,探讨应用于箔条弹RCS测量的某型火控雷达技术改造。
2 箔条云RCS测试原理及测试要求
2.1 测试原理
2.2 测试要求
箔条云RCS测试的特点主要包括:(1)箔条云RCS分布具有鲜明的特征:箔条弹出膛后,其RCS迅速增大,达到最大值后稍有回落,持续一段时间后逐渐减小;(2)机载箔条云散开迅速,形成时间短,测试其RCS时间特性时很难与载机分离,即所测得回波可能包含载机的贡献,测试有一定困难。
对于箔条云RCS动态测试,要求测量雷达系统应该具有以下性能[2]:(1)雷达体制为脉冲体制;(2)接收机线性误差小于±0.5dB;(3)能够记录测试所需参数,如目标距离、方位角、俯仰角、回波幅度等。
3 测量雷达改造方案
为了实现机载箔条弹RCS测量功能,某型火控雷达主要改造包括以下两个方面:信号处理机改造和零时信号控制系统改造。
3.1 信号处理机改造
某型火控雷达主要用于高精度测量目标的距离、方位角、俯仰角,供火控解算,而对目标的回波强度信息则仅通过AR显示器供操作手直观观察,雷达未进行处理使用,因此不具备RCS测量功能。
为了达到箔条弹RCS测量要求,在某型火控雷达的基础上通过更改信号处理机软件、系统控制软件、增加系统数据记录软件等。
某型火控雷达跟踪状态的工作原理如图1所示。
雷达的信号处理机主要基于FPGA技术,信号处理的主要过程均采用基于FPGA的硬件逻辑实现,仅在最终的目标跟踪计算、全机控制和模式控制采用计算机来完成,原设计中用于AGC控制的目标幅度测量也采用基于FPGA的硬件逻辑设计,其测量值出于无需求并未输出,因此为进行箔条弹RCS测量,需要更改FPGA的设计,将跟踪目标幅度测量信息输出可供计算机读取。
更改后的信号处理流程图如图2所示。
目标RCS测量所需的其它信息如目标距离、脉冲重复周期、工作频点等参数已经输出,发射脉冲宽度由计算机进行控制,可更改软件输出。
所有测量所需的信息由信号处理机输出到跟踪控制计算机后再输出,并由外部的测试计算机进行实时记录。
3.2 零时信号控制系统改造
箔条弹出膛后由于受载机气流、风速、重力等影响,迅速扩散成箔条云并持续一定时间。
一般箔条弹所要求的有效干扰时间非常短,实际测量时,由于一些人为的操作问题,可能贻误时机,错过箔条云最大形成时刻,从而造成测试不准确[3][4]。
为了准确把握箔条云最大形成时间,得到完整的箔条云RCS时间特性曲线,课题组研制了零时信号系统。
示意图如图3所示。
飞行员投弹时触发机载控制模块,机载控制模块向地面实时发送时统信号(箔条弹点火脉冲或弹出膛信号),时统信号经延迟Δt1秒后(延迟时间即时可调),控制箔条弹点火投放。
在雷达面板增加一个专用于零时操作的按键来转换到零时模式,当地面模块接收到时统发来的时统信号时,自动切断雷达伺服系统,停止跟踪,时统信号延迟Δt2秒后(延迟时间即时可调),雷达恢复跟踪功能。
4 雷达改造后测试结果
4.1 接收机校线试验结果
雷达改造完成后,对接收机动态范围内对应的输入输出功率数据进行线性拟合,如图4所示,可以得到一条较理想校线。
计算后得出接收机线性误差小于±0.5dB,满足测试要求。
4.2 RCS测量精度
采用地面放标准金属球的方法对改造后的雷达进行比对测试,对0.1m2金属球和未知金属球(实际采用0.2m2)进行测量。
0.1m2和0.2m2金属球归一化回波幅度如图5所示,0.2m2金属球RCS测量曲线如图6所示。
4.3 雷达测量
雷达搜索、发现目标并跟踪直升机,在接收到零时信号后转入RCS测量模式,稳定跟踪箔条弹后,信号处理机输出当前目标回波幅度以及AGC值,数据记录软件对整个过程进行实时记录。
某型箔条弹归一化雷达散射截面(RCS)时间特性测试曲线如图7所示。
5 结语
为了满足箔条弹RCS测试要求,对某型火控雷达进行了改进,实现了箔条云RCS测试,并且避免了在机弹分离阶段由于人为操作引入的测量误差。
试验证明,该方法切实可行,可用于各类箔条弹的RCS动态飞行测量与干扰性能评估。
参考文献:
[1]王勇等.机载箔条弹RCS测量系统的设计实现.微计算机信息.2011,27(6).
[2]GJB364A-2002.箔条云测试方法.2002.
[3]王儒.用瞬时锁定天线法测量箔条云RCS.光电对抗与无源干扰,2001,(2).
[4]李军.箔条云RCS特性测量方法及其测量精度分析.雷达与对抗,1999,(4).。