用于探测识别机场跑道的弹载毫米波敏感器研究.pdf

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1、第25卷第1期兵工学报Vol.25No.12004年1月ACTAARMAMENTARIIJan.2004!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!用于探测识别机场跑道的弹载毫米波敏感器研究严金海"""李兴国"吕福生""王雷"（南京理工大学毫米波、光波近感技术研究所，江苏南京，210094"）（总装工程兵技术装备研究所""）摘要本文介绍了一种用于探测识别机场跑道的三波束毫米波弹载敏感器技术。该敏感器由两波束圆锥扫描辐射计与共用同一波束的辐射计、雷达复合体组成。文中给出了该敏感器的作用距离，搜索识别方案。分析

2、表明：将圆锥扫描被动毫米波区分不同材料、不同尺寸目标能力与主动毫米波精确测距能力融合，可以准确地探测识别机场跑道。这种方法较成像等技术容易实现，适合于灵巧弹药弹载应用。关键词敏感电子学；毫米波；雷达与辐射计；探测识别；机场跑道中图分类号TJ765.2+31毫米波技术近年来取得了突破性进展，与微波相比它具有精度高、体积小、重量轻、抗干扰力强的特点，适合于做灵巧弹药的探测器。毫米波敏感器技术也可以用于探测飞机跑道。由于机场跑道是一种混凝土构成的宽度一定、很长的大面积矩形目标，与其它地物相比有较强的目标特征。用多波束圆锥扫描方式，通过扩大天线波束扫描区，增加被动敏感器单次扫描所获得的信息量，然

3、后对其进行分析、判断，可以从机场地物背景的杂乱信号中把跑道目标信号识别出来。分析表明，若能获得目标的距离信息，将能提高识别目标的能力，采用毫米波雷达与毫米波辐射计进行复合，是一种有效探测识别目标的图1.1主被动探测系统原理框图途径。Fig.1.1Blockdiagramofactiveandpassivedetectionsystems!系统组成工作原理毫米波（MMW）探测器有三个波束，由天馈部感轴俩俩互成3夹角，以波束1对称轴为旋转轴进分、高中频组件和信号处理部分组成。毫米波波束行圆锥扫描，而波束1不转。每一个工作周期1ms，1（主波束）的主被动复合敏感器的框图如图1.1所其中雷达方式

4、（主动）工作300!s测距测高，三波束示，而波束2、波束3的框图仅取图1.1的被动部辐射计方式（被动）工作700测量目标辐射、反射!s分，这里就不再给出。探测器工作原理为：波束1位信息。以被动信息为主探测识别目标。这样可同时于主反射面对称轴上，交替工作在雷达方式和辐射保证测高、测距的要求，又便于用被动多波束解决跑计方式；波束2、波束3工作在辐射计方式用以辅助道识别问题。系统开机时，波束1工作于雷达状态主波束完成对跑道和其它目标的区分，与波束1敏（主动方式）测出目标距离，另两个波束停止工作。2003年1月收稿，2003年9月定稿。第1期用于探测识别机场跑道的弹载毫米波敏感器研究99当主动方

5、式工作300!S后，定时器将系统转换为被N=#Ta／#Tmin.经测算，混凝土跑道与草地之间有动工作状态—辐射计方式，此时，探测器获得的目标80K温度对比度，而与裸露土壤有100K温度对比与背景信号由三个波束通道处理，探测器系统在定度。设天线口径，对应天线波束!2，<=300mm时器时间到700后又转入主动工作方式（雷达方对应的b=2263，并设A=4000m2，#T=2.0!STmin式）。如此循环往复，每个1000!S的周期内获取的K，#TT=80K，代入下式MMW主被动信息在下一个周期用软件进行预处#T［1-exp（-bA／"R2）］TT（2.4）S／N=理、特征提取与目标样板库比

6、较，进入信息融合识别#Tmin程序。在该程序中，当判断是目标，且距目标一定距即可计算S／N与距离的关系。距离3000m处信噪离（如300m）后输出被动方式启动信号。此时探测比可达11dB，可满足探测要求。器转入完全被动工作方式，辐射计不断输出目标中#识别跑道方案心的角误差，控制天线瞄准轴（即波束1电轴）对准目标。若不是目标，探测器系统按时序仍回到雷达如图3.1，探测器波束2、波束3与波束1形成工作方式，进入下一轮主被动循环，直至探到目标，探测圆锥，波束1电轴为探测圆锥对称轴，对称轴在或自失效。俯仰回路保持角度不变，在方位回路采用Z字扫描，识别目标时主要采用辐射计方式，雷达主要提供!探测距

7、离计算目标距离，探测器主被动方式的最大工作距离均为!."探测距离分析3000m.三波束天馈系统的馈源采用组合成一体的当雷达探测地面目标或直接对地测距时，计算裂缝馈源，3个馈源在焦平面等间隔排列，在H面雷达的作用距离。由文献［4］知信噪比为上俩俩形成一定交叉电平的三波束天线，波束宽度222-0.2aRPaG?O0>103db~=2，3dbV=2，三波束电性能基本要求一致。S／N=22c（2.1）256"RKT0FmLSSec两波束电轴