学位论文—基于ads的调频无线电引信系统的建模与仿真.docx

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1、清华大学2012届毕业设计说明书1绪论1.1研究背景和意义无线电引信是通过探测目标附近包含目标信息的电磁场而作用的一种引信[1]。由于无线电引信突出的性能，人们把它和原子弹、雷达并列誉为二次大战中军事科学的三大发明[2]。无线电引信的研究历来为各国所重视，成为引信技术发展的主流。军事强国的无线电引信装备比例历来较高，并且一直在发展新的型号、研究无线电引信的小型化。较早一代的无线电引信大多数为多普勒引信，该引信是利用弹目间的相对运动而产生的多普勒信号的幅度来测距[3]。该体制引信的优点是发射和接收不需要调制与解调，发射的频谱很窄，从而使其选频、滤波、信号处理及整个引

2、信结构简单、体积小。这种体制引信的缺点是距离截止性差、炸点散布大;此外由于发射的是单频等幅波，很容易受到干扰。因此随着国内外对引信定距精度和抗干扰能力等方面的要求日益苛刻，这种体制的引信己经不能满足要求。随着电子工业技术的发展，各种新的引信体制不断出现，如调频测距、比相测角、脉冲回波测距和脉冲多普勒测距等都在引信中得到了应用，因而出现了多种新体制的近炸引信[4]。纵观无线电引信的发展，各种体制的无线电引信都是以不同的方式实现同样的功能:探测目标，测定弹与目标的距离，引爆弹丸等。为了提高弹丸的杀伤效率，必须保证弹丸在最佳位置起爆，因此就要求引信能够精确测距。调频无线

3、电引信是发射调频等幅连续波信号的系统。其发射信号的频率按调制信号的规律变化，利用回波信号与发射信号之间的频率差可确定引信与目标之间的距离。由于调频无线电引信发射信号的频率是时间的函数，在电磁波从引信到目标间的往返传播的时间内，发射信号的频率已经发生了变换，于是导致回波信号频率与发射信号的频率不同。二者的差值与引信到目标间的距离有关，测定其频率差值，便可得到引信与目标之间的距离[4]。由于调频无线电引信是通过测量频率差值来确定引信与目标之间的距离，而不是靠回波信号幅度来定距的，炸点的散布与目标特性无关，能够比较准确的确定弹目之间的距离。因此，与连续被多普勒体制相比，

4、具有定距精度高、抗干扰性能好等优点，其测距误差理论上不受目标发射特性等因素的影响，且具有一定的距离选第42页，共44页清华大学2012届毕业设计说明书择能力。随着科学技术的飞跃发展，系统建模与仿真已逐渐成为一种独立于理论研究、试验研究的基本科学活动。在军事科学研究和工程实践中，尤其是在导弹武器系统、军用电子系统和航天工程等的研制过程中，往往无法对所研制的系统进行试验，而需要建立一个与所研制的对象相似的模型，通过模型间接地研究系统规律、性能状态，来评价系统的品质。这种间接的试验技术就是系统仿真在军事上的应用，尤其是在各型武器系统的研制过程，系统仿真试验贯穿整个研制过

5、程，为系统的设计和不断完善提供支持，从而大大缩减了系统的研制周期，加速了武器系统的装备速度。因此系统仿真具有经济、安全可靠、试验周期短等特点。无线电引信系统仿真就是在计算机上重现整个引信系统及其动态工作过程，通过调整引信系统的参数，使其反复运行，从而得到系统的最优性能，以实现加快引信研发周期和降低研发成本的目的。经过系统级仿真，能够保证产品在最高层次上设计的正确性。利用系统仿真这一手段，可以找出各参数的最佳值，来保证所设计的产品获得最佳的性能。不仅如此，还可以利用仿真对引信系统的各项性能进行评估。由于外场模拟真实战场复杂电磁环境是非常困难的，同时也耗资巨大，外场试

6、验的次数有限，因此难以全面反映引信系统在各种复杂环境下的性能。而且若外场测试结果不能达到实验的要求，必须修改设计，但是反复进行外场测试和设计修改，必将使得试验周期大大延长，并造成成本上的巨大浪费。所以利用计算机仿真技术的可控制性、可重复性、无破坏性、安全性、经济性等特点与优势，对引信系统、电子对抗装备及其技术与战术运用等进行仿真与效能评估，是当前和未来无线电引信与电子对抗领域研究中的一种重要手段。进行无线电引信系统仿真，首先必须建立无线电引信系统建模、仿真和设计一体化的开发环境，这一集成环境主要包括两大组成部分：无线电引信系统仿真软件平台和无线电引信系统模型库。本

7、文就是选择合适的软件平台，在该软件平台下建立完整的无线电引信系统模型库，并有针对性的对无线电引信子系统以及整个无线电引信系统进行了仿真和分析。无线电引信子系统仿真是向下、微观的仿真，是对无线电引信系统中某一部分进行详细的分析。子系统仿真可以根据该子系统的性能指标来设计、优化其中每个元件的参数。第42页，共44页清华大学2012届毕业设计说明书1.2国内外无线电引信的发展与应用无线电引信是指利用无线电波获取目标信息而作用的近感引信。由于无线电引信的原理大多如同雷达，因此又称为雷达引信。根据引信的作用原理可分为多普勒式、调频式、脉冲调制式和编码式等。无线电引信相对触发

8、引信成倍甚