雷达导引头概论
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 第1章 概述

1.3 导引头分类

依据信息载体的不同形式,导引头可分为雷达导引头、红外导引头、激光导引头等类型。在雷达导引头中,目标信息以无线电波为载体。相应于寻的制导体制,雷达导引头可分为主动导引头、半主动导引头、被动导引头和复合导引头[3],[4]

1.主动导引头

主动导引头是一部弹载雷达装置。

主动导引头由天线、发射机、接收机、信息处理机和伺服系统组成,图1-7是其简化框图。发射机产生载体信号照射目标,接收机接收目标反射的回波信号,信息处理机提取目标信息,伺服系统控制天线实现角预定、角稳定和角跟踪。主动导引头收发兼备,是一部完整的弹载雷达。

图1-7 主动导引头的简化框图

脉冲主动导引头、准连续波主动导引头和脉冲多普勒主动导引头是三种常见的主动导引头。相控阵导引头和合成孔径导引头是两种尚在开发中的主动导引头。

2.半主动导引头

半主动寻的制导系统中,载体信号来自制导站的照射器,导引头接收机的接收信号为目标对照射信号的散射波。

半主动导引头由直波天线、直波接收机、回波天线、回波接收机、相参处理器、信息处理机和伺服系统组成,图1-8是其简化框图。直波天线和直波接收机接收并处理来自照射器的直波信号,从中提取相参基准。回波天线和回波接收机接收并处理目标散射的回波信号。相参处理器对基准信号和回波信号做相参处理,获取多普勒信息。信息处理机在进行频域跟踪的基础上,通过伺服系统对目标实施角跟踪,提取目标的角信息。由于导引头中不包含发射设备,导引头不具备自主探测能力,故称其为半主动导引头。

图1-8 半主动导引头的简化框图

连续波半主动导引头、间断连续波半主动导引头是两种常见的半主动导引头。无直波半主动导引头和逆单脉冲半主动导引头是开发中的两种新型半主动导引头。

3.被动导引头

被动导引头是一部宽带信标接收机,它接收目标上的辐射源的辐射信号,从中提取目标的角度信息。

被动导引头由天线阵、接收机、信息处理机和伺服系统组成,图1-9是其简化框图。

图1-9 被动导引头的简化框图

比相式被动导引头、比幅-比相式被动导引头和旋转天线测向式被动导引头是比较常见的被动导引头。

4.复合导引头

如前所述,单一体制的主动、半主动和被动导引头可以组合成复合导引头。被动/主动复合导引头和半主动/主动复合导引头是两种常用的复合导引头。

1)被动/主动复合导引头

图1-10为被动/主动复合导引头的简化框图,它由被动寻的模式与主动寻的模式复合而成,共用一个伺服系统。

图1-10 被动/主动复合导引头的简化框图

弹上制导计算机装定被动模式探测天线的指向,其宽波束足以在远距离上覆盖被攻击目标,信号分选系统借助目标雷达信号的先验信息(如载频、重复频率、脉冲宽度等)和制导系统提供的目标分布域的张角信息,从进入被动天线的众多信号中选择并锁定目标雷达信号,提取目标的角度信息,实施角跟踪。在被动模式角跟踪过程中,联动主动天线使其指向目标,当目标进入主动模式的探测距离范围时,主动模式检测识别目标,并进行距离、速度和视线角速度测量,获取精确制导信息。

2)半主动/主动复合导引头

图1-11为半主动/主动复合导引头的简化框图,它由半主动寻的模式与主动寻的模式复合而成,共用一个伺服系统。

半主动模式接收与信息处理系统和主动模式收发与信息处理系统各自独立。半主动模式采用经典三通道单脉冲测角系统,多普勒信息处理、单脉冲角信息处理均由半主动模式数字信息处理机完成。主动模式也采用三通道单脉冲测角系统,另设一个通道作为测距信道,多普勒信息处理、单脉冲角信息处理与距离信息提取均由主动模式数字信息处理机完成。由于双模共用伺服系统,必须对两种模式的角信息进行综合和优化处理,由模式控制系统控制复合导引头的工作方式。

图1-11 半主动/主动复合导引头的简化框图

按当前的技术水平,半主动模式的回波天线与主动模式的天线还不能设计成分离口径的独立天线,采用双模共口径设计是必要的,这是研制半主动/主动复合导引头的关键技术。

除了被动/主动复合导引头和半主动/主动复合导引头之外,还可以组合成其他复合形式,如双波段复合主动导引头、SAR/主动导引头复合探测装置等。

本书阐述的主动导引头、半主动导引头、被动导引头和复合导引头都属于无线电寻的装置,国内称这类导引头为雷达导引头。这里,不妨对“雷达导引头”这一术语稍做讨论。在《雷达手册》的第1章“雷达概论”中明确指出:雷达以辐射电磁能量并检测反射体的回波的方式工作,它是一种有源装置,具备自己的发射机而不依赖于外界的辐射。在《雷达手册》的第25章“双基地雷达”中又指出:双基地雷达采用两个相距颇远的基地,其中一个基地放置发射机,另一个基地放置接收机,由发射机照射目标、接收机检测和处理目标回波。在《雷达手册》的第19章“导弹的雷达制导”中介绍了雷达技术在导弹武器中的应用:主动导引头是典型的弹载雷达装置;半主动导引头是双基地雷达系统中的接收装置;被动导引头可分为反辐射寻的、基于干扰的寻的和辐射计测量寻的三种模式。按照《雷达手册》的经典概念,半主动导引头和被动导引头都不是严格意义上的雷达装置,前者是双基地雷达中的接收装置,后者仅是一种接收设备。然而,“雷达”的英文原意是 "radio detection and ranging" ,其中并不明确探测设备是否具有发射装置,除了具有发射机的常规雷达之外,还出现了无源雷达、被动雷达等术语。导引头研制人员习惯于将以无线电波为载体的主动导引头、半主动导引头和被动导引头称为主动雷达导引头、半主动雷达导引头和被动雷达导引头,并将它们统称为雷达导引头。采用国内习惯用语,本书以《雷达导引头概论》为书名。