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1、2000年10月现代雷达第5期精密测量雷达航捷丢失原因探讨陈泳丁家会(南京电子技术研究所南京210013)【摘要】分析了单脉冲雷达跟踪过航捷目标丢失的原因。首次提出了接收机互动态范围的概念。【关键词】航捷,互动态范围,目标丢失ProbingintothePossibleReasonsofInstrumentationRadarLosingTargetsatApproachPointCHENYongDINGJia-hui(NanjingResearchInstituteofElectronicsTechnolo
2、gyNanjing210013)【Abstract】Thispaperanalyzesthepossiblereasonsofmonopulseradarlosingtargetsatapproachpoint.Itisthefirsttimethattheconceptofreceivermutualdynamicrangeisproposed.【Keywords】approachpoint,mutualdynamicrange,targetsloss1引言单脉冲精密测量跟踪雷达,在执行校飞任务时,有时会出现
3、过航捷目标丢失现象。这种丢失有时表现为,仅仅是多普勒细谱线跟踪环路的丢失或滑谱线,有时表现为角跟踪误差突然加大,造成距离跟踪的丢失,最后导致整个目标的丢失。过航捷目标丢失可能涉及多种原因,例如应答跟踪时,应答机动态范围不够、极化影响等等,我们暂不考虑这些,仅从雷达接收,特别从接收机互动态范围的角度来作一探讨。2原因分析之一:过航捷目标的运动特性校飞时,航捷附近丢失是雷达遇到的老问题之一。以往从航捷时目标的加速度及加加速度上着手分析。因为目标沿直线L匀速飞行,速度为v,航捷距离为H,当时目标高度为h,如图1所示,
4、在航捷附近,加速度与加加速度达到最大,因此易丢失目标。但可以证明:目标相对于雷达A的距离为R(t),有:¨2vt¨122⋯R(t)R(t)R(t)=R(t)=v-R(t)R(t)=-3R(t)R(t)R(t)图1图2航迹附近速度,加速度,加加速度曲线其曲线如图2所示。本文1999年12月20日收到。第4期陈泳等:精密测量雷达航迹丢失原因探讨69在t=0时(令过航捷点时时间为0值),径向速度为0,加速度达最大,为2¨vR(t)max=HH当t=时,加加速度达最大,为2v⋯22R(t)max0.86v/
5、H设雷达校飞时H≥5000m,v≤500m/s,则可算出,过航捷时¨⋯3R(t)max≤5gR(t)max≤4.3m/s这样的加速度及加加速度对测距机而言,无论如何是不会丢失的。其角速度(t)表达式为:vH(t)=222H+vt可以证明,在t=0时(t)达最大值:(t)max=v/H≤6°/s即过航捷时,方位角速度达最大,但小于6°/s。这样的角速度会对伺服系统提出要求,但也在性能指标之内。即过航捷时,目标丢失并非是加速度及加加速度大所造成的。3原因分析之二:接收机互动态范围的影响在过航捷时,由
6、于反射信号强,相对应答信号较弱,造成在跟踪应答信号时受反射信号的影响,如图3图3理想反射应答信号所示。由于AGC对Sr2(t)进行归一化,Sr1(t)必然会饱和、失真。那么,S41(t)对Sr2(t)影响的机理是:(1)对应于时间受限的脉冲振荡信号(如图4)图4时间受限脉冲信号图5频谱图sin(w-w0)/2其频谱为:X(jw)=E,频谱图为图5所示。(w-w0)/2设主瓣高度为零分贝,则第2、第3、至第n副瓣幅度衰减的分贝数如下表所示:12345678910111213141513.517.920.8
7、23.024.826.227.428.529.530.431.231.932.533.233.7dBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdBdB此表格说明:矩形信号的频谱,第一副瓣-13.5dB,即使到第15个副瓣,也有-33.7dB的频率成分,我们分析的目的是引出中放时域关系:70现代雷达22卷据傅氏变换的对偶性,我们考虑带通受限的中放,即设中放的频谱特性如图6。图6图7其带通的矩形带宽为!。它对应的冲激响应是时间上的函数,如图7所示。其时域的多个副瓣,或说成是振铃现象,乃是矩形通带付氏变换的必然
8、结果,而不是故障现象。其副瓣大小与上表一样。(2)时域冲激函数的讨论中频信号经矩形通频带中放放大后产生副瓣。若带宽为1MHz,则时间上的一个零点宽度为1∀s,第13个副瓣,即离主瓣时间13∀s处,信号衰减为32.5dB。对应过航捷时情况,对应答信号(12.8∀s)进行归一化时,若反射信号比应答强30～40dB,则其落入应答领域的时间副瓣对被跟踪信号有影响。即在#,∃,%支路中,应答信号
