设雷达信号、诱饵信号(由于其高频相位相互无关,故可忽略)分别为: ,则导引头通过波束 1、2 收到的干扰信号分别为
经相位检波器后输出的误差电压为
式中, 是与和支路、差支路增益及相位检波器增益有关的常量。
与前面相同,令 θ = θ 1 ,则 θ 2 =Δ θ - θ ,代入式(3-37)可得:
该误差电压通过伺服系统控制天线转动,直到 u ε ( θ ) =0天线进入跟踪状态。因此天线的平衡条件为
假设在天线方向图的最大值附近,即 θ 很小时,可做如下近似:
将式(3-40)、式(3-41)代入式(3-39)可得4 F ( θ 0 ) F ′( θ 0 )[ (Δ θ - θ )- β 2 θ ]=0,即(Δ θ - θ )- β 2 θ =0,整理为
如果用偏差角 来描述,式(3-42)可以写为
式(3-42)和式(3-43)表明:当 β =1 时, v =0,即天线跟踪在雷达和诱饵的中心;当 β >1时, ,天线跟踪靠近雷达;当 β <1 时, ,天线跟踪靠近诱饵。一般而言,非相关诱偏干扰使导引头天线跟踪在多点源的等效能量中心。
在非相干诱偏中,各干扰源辐射信号在导引头天线平面处的合成场强只存在幅度信息,相位信息由于各点源相位的随机变化并经过时间 t 的积累将消失,即反辐射武器将最终攻击诱偏系统的能量“质心”。
当然,这种情形下也对 β 的具体取值范围有一定约束,如果大于某个界限,PRS将跟踪功率大的辐射源,这在后面将论述。
为更直观起见,对非相干诱偏的讨论也立足于二维空间。对于非相干诱偏,可以假设Δ ϕ 的分布为
即在(0,π)区间内均匀分布。则非相干诱偏时反辐射武器导引头瞄准误差Δ x 的概率密度函数为 [4]
式中,
1) K < β , β >1 的情况
此时,可以推出 的数学期望为
根据式(3-44)可知命中雷达的概率密度为
命中诱饵的概率密度为
由此可见,当 β → 1时, p ( x 0 =-1)→ 0。
由式(3-46)可给出 的数学期望分布曲线如图3.13所示。由图可见,在 K < β , β >1 条件下,反辐射武器导引头的瞄准误差Δ x 永为负值,因此雷达是安全的,诱饵是危险的。
2) K > β , β <1的情况
同理,可求出 概率分布密度函数、数学期望为
图3.13 K < β , β >1 时 的数学期望分布曲线
命中诱饵的概率密度为
命中雷达的概率密度为
由式(3-50 )可给出 的数学期望分布曲线如图3.14所示。由图可见,在 K > β , β <1条件下,反辐射武器导引头瞄准误差Δ x 永为正值,因此诱饵是安全的,雷达是危险的。
3) K > β > 1和 K < β <1 的情况
这些条件下,因为式(3-34)不连续,不符合求 x 0 概率分布密度函数的条件,所以无法求解其平均值和均方差。
闪烁干扰是非相干干扰的一种典型状态。闪烁干扰通常由两部或多部同类型的干扰机,按一定程序开关机来破坏反辐射导引头对其中任一目标的跟踪。在这种情况下,反辐射武器时而跟踪这一目标,时而跟踪另一目标,其导引头天线会随着干扰转换的节拍而产生追摆,因而无法测定和跟踪目标。若各干扰机采取顺序开机的方法,将可以把反辐射武器引导到远离目标和诱饵之外。
图3.14 K > ββ ,<1时 的数学期望分布曲线2
根据式(3-34),对于闪烁诱偏有 β =0 或 β →∞,即 E 10 =0 或 E 20 =0。这意味着只有一个辐射源开机。可以看出当 β =0 时,Δ x = ;当 β →∞时,Δ x =- 。
异频诱偏也是非相干干扰的一种典型状态,它主要利用反辐射武器导引头测频局限性实施诱偏。目前反辐射武器被动雷达导引头多采用比相法测频设计,而该电路可以较好地满足高测频精度的要求,其主要缺点是对同时到达的诱偏信号测频误差大,甚至造成测频错误或丢失信号。
根据式(3-34),对于异频诱偏,当 β =1 且 ω 1 ≠ ω 2 时,此时的诱偏误差为
可见此时的诱偏误差Δ x 同Δ ϕ 无关;诱偏误差Δ x 恒小于 ,即导引头永远指向两点源之间;只有当 K =1 时Δ x 才等于零。但是当 R 1 和 R 2 相差太远时,要调整 ω 1 和 ω 2 使得 K =1, ω 1 和 ω 2 就会相差很大,此时有可能使反辐射导引头通过它的载频分选只取一个信号,舍去另一个信号,反而无法达到诱偏的目的。
当 β ≠1 时,此时意味着雷达和诱饵到达导引头的场强不等。诱偏误差完全由式(3-34)决定,只有通过实验测量进行统计分析。
[1] А.И.列昂诺夫.单脉冲雷达[M].北京:国防工业出版社,1974.
[2] 司锡才.反辐射导弹防御技术导论[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1997.
[3] 吕彤光.被动雷达导引头抗干扰技术研究[D].博士学位论文.长沙:国防科技大学研究生院.2001,10.
[4] 顾尔顺.对反辐射导弹导引头进行有源诱偏的原理[J].现代防御技术,1992,3:40-57.
[5] 郭慧峰,反辐射武器与有源诱偏对抗试验技术研究[D].硕士学位论文.长沙:国防科技大学研究生院.2006,10.
[6] 段晓超.诱饵时序控制的实现[J].现代电子,2002,3:26-28.
[7] 陈伯孝,吴铁平,张伟,张守宏.高速反辐射导弹探测方法研究[J].西安:西安电子科技大学学报,2003,30(6):726-757.
[8] 陈建春,耿富录,徐少莹.基于自适应线形预测滤波的反辐射导弹检测技术[J].电子学报,2001,29(6):755-757.
[9] 张宏宽,陈建春,杨万海.基于Radon-Ambiguity变换的反辐射导弹检测识别技术[J].西安:西安电子科技大学学报,2004,31(3):446-449.
[10] 穆学禄,陈建春,张宏宽.基于Wigner-Hough变换的反辐射导弹检测技术[J].西安:西安电子科技大学学报.2005,32(4):616-620.
[11] 宿富林,靖涛,李绍滨.基于AR模型的反辐射导弹检测算法[J].哈尔滨:哈尔滨工业大学学报,2005,37(5):666-669.
[12] 张仕元,吴乐南.基于频域遮隔及分数阶相关的反辐射导弹检测技术[J].电子与信息学报,2007,29(5):1092-1096.
[13] 方前学,王永良,王首勇.基于分数阶傅里叶变换的ARM检测技术[J].长沙:国防科技大学学报,2008,30(5):90-94.