雷达导引头 第1章

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1、雷达导引头沈阳航空航天大学刘昕第1章概述1.1寻的制导原理1.2寻的制导体制1.3导引头分类概述雷达导引头又称无线电寻的器，它是一种安装在导弹头部的探测装置，是无线电寻的制导系统的关键设备。所谓制导就是控制导弹以一定的规律接近并摧毁目标。不同于指令制导、驾束制导、惯性制导和导航制导，寻的制导是利用弹上探测装置发现目标，测量目标相对于导弹的位置参数和运动参数，形成控制指令，操纵导弹飞向目标的一种制导方式。本章介绍寻的导弹的制导原理、制导体制和导引头分类。1.1寻的制导原理寻的制导系统的弹上设备由导引头（探测装置）、自动驾驶仪（控制设备）与弹体（控制对象）组成。如图1-

2、1所示。图1-1寻的制导系统的弹上设备在寻的制导阶段，导引头发现并跟踪目标，提取目标相对于导弹的位置和运动信息，弹上计算机利用目标信息形成控制信号控制自动驾驶仪，改变导弹的飞行姿态。飞行过程中，导引头实时更新目标信息，弹上计算机不断产生新的控制信号控制导弹飞行，直至接近并摧毁目标。1.1寻的制导原理寻的制导系统的跟踪原理可由导弹-目标运动方程组和制约导弹运动的导引方程来描述。为了简化分析，设导弹与目标在同一铅垂面内运动，其相对位置和运动关系通常用极坐标系表示，如图1-2所示。1.1寻的制导原理图中：导弹与目标分别位于M与T处；RMT为导弹-目标距离；导弹指向目标的射

3、线MT为视线；q为视线与基准线的夹角；θM为导弹速度矢量与基准线的夹角；为目标速度矢量与基θ准线的夹角。Tq、θ、θ三个角度均以基准线为参照，逆时针旋转为正值。另外MT，φ、φ分别为导弹速度矢量、目标速度矢量与视线的夹角，称为前MT置角。1.1寻的制导原理由图1-2可以列出导弹-目标运动方程：dRMT(t)=−+vtM()cosφφMT(tvt)()cosT(t)dtdqt()RtMT()=−+vtM()sinφφM(tvt)T()sinT(t)dt(1-1)φθMM(t)=(tqt)−()φθTT(t)=(tqt)−()1.1寻的制导原理导弹

4、的运动参数、由导引方程约束，采用不同的约束方程，可获得不同的导引规律。比如采用比例导引规律时，导弹的速度矢量的转动速率dθM(t)/dt比例于视线角速率dqt()/dt，即dθ(t)dqt()M=kgdtdt（1-2）式中，k为比例导引系数。通常，dqt()/dt由导引头提g取，而由导弹自动驾驶仪中的加速度计间接测量，即dtatθMM()()=dtvM(t)（1-3）式中，atM()为导弹横向加速度；vtM()为导弹速度。1.1寻的制导原理为了改善弹道特性，通常采用修正比例导引。为了使弹道具有单值性，比例导引系数应为vt()rkN=g（1-4）vtM()式中：N为有

5、效导航比；vt()为径向速度，又称接近速度。r将式（1-3）和式（1-4）代入式（1-2），可得修正比例导引方程：dqt()atMr()=Nvt()dt（1-5）1.1寻的制导原理（1-5）为了实现修正比例导引，除了实时测量dqt()/dt和vtM()值外，还需提取信息。尽管修正比例导引一般不需要距离信息，但是为了进一步改善制导性能，应在不同的导弹-目标距离上，适当调整有效导航比。在这种情况下，提取距离信息仍然是必要的。制导信息、vtr()和RtMT()由导引头测量，并由指令形成电路给出指令电压dqt()utk()=kNvtur()dt（1-6）式中：k为电压转换系

6、数。u1.1寻的制导原理导弹驾驶仪中的加速度计测得导弹的横向加速度，相应的电压值为uaM(t)=katuM()（1-7）式中的k系数应与式（1-6）中的电压转换系数相同。u比例导引系统的基本结构如图1-3所示，该系统中的雷达导引头包含了指令形成功能，也可以将此功能纳入制导计算机。制导过程中，自动驾驶仪提取的误差信号为ututute()=k()−aM()（1-8）由误差信号控制驾驶仪的图1-3比例导引系统的基本结构执行机构，操纵导弹飞向目标。1.2寻的制导体制在寻的制导系统中，弹载探测设备是一个时空信号处理器，它的任务是检测目标、跟踪滤波和提取目标信息。弹载探测设备的

7、首要任务是从复杂的杂波和干扰背景中检测目标散射或辐射的信号，从中提取目标相对于导弹的位置参数和运动参数，获取制导信息。根据弹体信号的不同来源，寻的制导系统可分为主动寻的制导、半主动寻的制导、被动寻的制导和复合寻的制导。1.2寻的制导体制1.主动寻的制导在主动寻的制导系统中，弹载探测设备装有发射和接收装置，发射装置朝目标方向发射信号，接收装置接收目标的反射信号，从中获取目标信息，并由弹上计算机形成控制信号，操纵导弹飞向目标。图1-4是主动寻的制导示意图。图1-4主动寻的制导示意图主动寻的制导不需要导弹以外的其他设备参与制导，具有发射后不管或交班后不管的自主制导能力