经典雷达资料经典雷达资料-第19章__导弹的雷达制导-3

·774· 雷 达 手 册 ·758· 第19章 导弹的雷达制导 19.4 系统功能原理 制导导弹有许多必不可少的功能，并且这些功能必须能成功地实现以保证它能击中目标。目标的初始探测和下令拦截，包括导弹的发射、推进器的正常工作、制导、飞行中的控制系统及截击目标时弹头的引信和引爆。现在我们将考虑捕获和跟踪目标的雷达功能，这为制导提供智能。除特别声明之外，本章将着重讨论主动式或半主动式相参工作方式。 基准通道工作方式[2][5][6][32] 在相参系统中，导引头必须能得到与照射信号完全一样的信号，并作为基准。在半主动式系统中，基准一般由尾部（基准）接收机提供（尽管采用弹内基准方法也是可行的）。在主动式系统中，基准信号直接从发射机激励器中获得。 基准在频域上必须是纯的频谱（低噪声），并且为了使目标回波落在接收机带宽内，其频率必须精确地代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 照射频率。在主动式系统中，这些要求是比较容易达到的，因为是同一个微波源提供基准信号和发射机激励器（驱动器）信号。在半主动式系统中，特别是在老一代系统中，由于发射机不是由晶体控制，因此如何提供相参基准是一个重大的挑战。 老一代的照射器发射机通常使用磁控管或速调管作为功率源。这些功率源尽管拥有好的短期稳定性和低的近载频FM噪声，但无法提供精确的频率可预测性所需的稳定性和长期漂移特性。在相对宽（与接收机带宽相比）的频率分布带内，它们可工作于任一频段。因此，与尾部接收机相连的导弹LO在整个飞行过程中不得不进行搜索、锁定和跟踪照射频率，以保持LO的严格定位。LO与AFC或锁相环（PLL）构成环路以补偿发射机中的任何频率变化及尾部多普勒频移。 捕获尾部信号的过程与速度波门的工作原理相似。如图19.11所示，LO在照射器可能工作的频率范围内扫描。差频（混频器输出）出现在尾部IF带宽范围内时，鉴频器的输出使扫描停止，并使AFC环路锁定，继续跟踪尾部信号。由于AFC环路通常是一阶环，因此尾部信号频率变化导致频率误差（滞后）。由于其前、后通道采用同一个LO，所以不会影响多普勒恢复。当尾部信号频率改变时，PLL将产生用于改变尾部信号频率的相位误差而不会产生频率误差。通常使用照射信号的某种编码来确保尾部环路可以获得修正信号。 随着晶控发射机的发展，可使在导弹发射前即精确地知道照射频率。因此，微波LO在导弹发射前是可晶控或预先设置的。因此可调谐性的要求大大降低（不用搜索）。可调谐性要求与低FM噪声要求是相互矛盾的。设计一个具有宽调谐范围的低噪声振荡器比设计具有固定频率（或非常小的可调谐范围）的低噪声振荡器要难得多。 图19.11 捕获尾部信号的过程 需要注意的是，LO上的任何调制将使杂波和馈通展宽到目标多普勒频带。如果所调制的是噪声，则将降低灵敏度；如果调制包含离散频率（振动诱发的或电源纹波产生的），则这部分会产生假目标。因此，尾部AFC（或PLL）环路通常用做围绕微波LO的FM噪声负反馈回路，其带宽至少要与感兴趣的目标多普勒带宽一样宽。 发射机噪声有和LO噪声一样的影响。在跟踪CW照射器中，其自身的要求比导弹对其的要求更苛刻。然而，另外一些照射器，如那些采用CW注入的照射器，其FM噪声可能比高馈通条件所容许的还要高。在使用时间延迟匹配式头部和尾部接收机（如图19.12所示）的系统中，当头尾信号在多普勒平衡混频器中混频时，能对消掉许多位于馈通的发射机FM噪声。与此同时，LO噪声将同样被降低。 图19.12 时延匹配IF可对消发射机和导弹本振上的FM噪声 若(R=(F，那么多普勒输出端能对消馈通上的照射器噪声和本振噪声。 在头尾信号不直接混频的系统中，由尾部接收机接收的整个照射器频谱可传送到LO，然后与头部信号混频。如果保持适当的相位调整，则可实现馈通噪声对消。 然而，使用宽带环路会使各种恶化了的尾部信号耦合进入LO，进而叠加在头部信号上。这种恶化影响包括尾部信号电平变动（衰落）、尾部多路径效应和火箭发动机羽烟效应（衰减或调制）。 如果LO的噪声足够低，如使用独立的LO噪声负反馈回路，并且照射信号有长期的稳定性及类似于无噪声，那么尾部接收机环路带宽不必很宽。一个足以控制LO频率相当长时间变化（而不是高频噪声）的窄带环路可大大降低尾部信号衰减的影响。 最后一步是用弹上基准来略去尾部接收机及其AFC（或PLL）环路。使用晶控照射器发射机和晶控LO可以提供长期的振荡器稳定性，这可确保多普勒频移头部信号的相参检波。使用固定调谐振荡器无需精心设计的负反馈环路也可能实现低FM噪声。 目标信号检测[2][5][6] 目标检测（或锁定）是导弹发射后的功能。甚至有许多导弹在发射前也未能位于能看到目标的位置（如在发射筒中或在飞机半潜式运载中）。那些发射前可以锁定目标的导弹也可能由于以下原因而断开锁定，即发射振动、羽烟效应或极大的馈通或有时为了避免飞行头几秒的大干扰信号而故意断开。因此，导引头在飞行期间（全程寻的系统发射之后的时间或多模导弹进入末段制导之前的时间）将在规定时间内由其头部接收机完成目标检测。 噪声中的信号检测理论在参考资料[15][33]~[36]中有广泛的论述。为了便于讨论，在本节中必须指出搜索雷达与导弹二者间的关键不同之处。 搜索雷达要检测很大的空域并判断有无目标存在，而导弹一开始就知道有目标存在（否则的话，导弹就将不会发射），然后必须确定在指定的空域内哪个分辨单元中有目标。导弹必须在一定的、通常是非常有限的时间内完成检测。不同的是，当搜索雷达第一次扫描错过目标，它可在第二次或后续扫描中发现目标，而导弹却没有这么多的搜索时间。目标的发现概率必须非常高，通常是95%或更高（99%的要求也不罕见），虚警概率可适当高些。如果使用二次判断准则（验证准则），则第一次的检测门限可以相对低些，以确保高的检测目标概率。这样做的代价是在验证中要耗费时间，但可由总捕获时间予以折中。实际上，扫描速度波门的多普勒分辨单元中单次采样S/N为3～6dB就可实现检测（通过几次采样的积累可得到所需的累积检测概率）[5]。距离计算采用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的雷达距离方程，但注意到以下一点是很重要的，即R4距离积应是R2ITR2MT。其中，RIT为照射器到目标的距离；RMT为导弹到目标的距离。在半主动式中，这两个距离常常是不相等的。 用扫描速度波门捕获目标如图19.13所示。速度波门LO是某种压控振荡器（VCO）。其频率-电压特性曲线的线性必须非常精确地加以控制，从而提供精确的扫描定位及在整个感兴趣的多普勒频率范围内的恒定扫描速率。另外，因为VCO是AFC（或PLL）环路的组成部分，所以要求在整个频率覆盖范围内控制线性度以保持环路增益恒定。扫描范围因不同系统而异，取决于指定的精度和工作频率，范围可从几千赫兹到几十千赫兹。根据多普勒滤波器带宽确定扫描速率，并且其速率必须缓慢到足以确保信号在滤波器中建立。扫描速率和扫描范围决定了在有效的捕获时间内能检测到目标的次数，进而决定累积检测概率。根据虚警概率和每次虚警所要求的验证时间，将减少有效搜索时间（即可利用的检测到目标的次数或独立采样数更少）。对一个给定的系统而言，要达到最佳性能须权衡这些参数。 实际检测过程包括对具有锯齿波或三角波扫描电压的速度波门LO编程。当LO与目标的多普勒频差等于速度波门滤波器的中心频率时，速度波门鉴频器或单独的幅度检波器将产生一个输出。当检测输出脉冲时，如果超过预设的门限，则扫描将停止数十毫秒，以确定超过门限的是噪声虚警还是有效目标回波，随后进行验证处理或相参性核对并检验在波门中存在的持续信号，保留超过验证门限的目标（除非有衰落）且去掉噪声[5]。 图19.13 一个扫描速度门表示出目标检测和验证的交替方法 在目标锁定后，AFC环能使目标信号位于窄带滤波器中心。 其验证方法有几种可能。其中最简单的一种方法是幅度测量。它使用比间歇电路更长的时间常数。持续信号将对长时间常数的电容充电并予以“维持”。另一个方法是将低漂移、低频的FM（以致FM边带包含于速度波门带宽内）应用于发射信号或速度波门LO。该FM在鉴频器输出端的检测将保持锁定。信号若出现在几次调制频率周期上，则将在FM检测器中给出信号，而噪声则不会。第三种方法是试着将振荡器锁相至速度波门的输出，如果出现相参信号，则环路将锁定，这可认为是产生了验证信号。频率调制发射机的方法原本是用于防止锁定在因振动诱发而出现在接收机中的假信号（颤噪声）上。这些假信号不包含正确的FM，因而需滤掉。 一旦目标超出验证门限，速度频率跟踪环路将闭合，即速度波门被锁定。尽管目标在减弱，但锁定一直保持到目标信号的再次出现。如果目标在以后的预定时间内没有出现，则重新开始扫描，直到暂停-验证程序启动。如果一次暂停后验证失败，则最初的检测被判为虚警，随即又开始扫描。 在数据采样系统中，照射间隔不能超过速度波门捕捉系统所容许的时间。在这样的应用中，必须在一组相邻的多普勒滤波器组中完成检测，同时确定目标处于哪个滤波器上。在模拟电路时代，这是个费用高、结构复杂、体积庞大的方法。随着数字电路的出现，这些并行滤波器组可以用几片运行FFT算法的数字集成电路来实现。在距离波门PD系统中，其每个距离波门都必须有一个多普勒滤波器组（即必须搜索整个距离-多普勒不确定区），数字处理方法可以实现模拟结构由于复杂和庞大而无法实现的系统。 在并行滤波器组检测系统中，每个滤波器的输出都被检测并与门限比较，从而确定有无目标出现。因为在捕获期间有大量的独立采样，所以必须相对降低每个滤波器的虚警概率，以保持总虚警概率不变。因此，门限高于扫描速度波门的场合，检测所要求的S/N高，但总的捕获时间短。 同样地，上面的讨论可用于普通接收机或倒置接收机，也可用于半主动式或主动式导引头。 在非相参系统中，当使用距离门而不用多普勒门时，为了检测目标，必须用距离门扫描或用距离门组。这个过程与普通脉冲雷达的自动检测相似。 目标信号跟踪 必须跟踪被检测的信号以提取制导所需的信息。需要的主要信息是角度（或角度变化率）。可用多普勒或距离波门来限制分辨单元的大小，并从分辨单元获得目标的角度数据，而排除其他的目标、杂波和干扰。尽管多普勒（速度）和距离数据（如果能得到的话）用于高级制导算法及其他导弹逻辑判决，但是它可用其预测值或假设值代替。然而，目标角度数据没有替代值，并且没有它们寻的就无法进行。因此，导引头的主要功能就是提取天线测得的角度数据并保持其准确度。 整个跟踪过程与跟踪雷达非常相似。因此下文将详细介绍导弹应用所特有的方面，而对相同的内容仅为了保持连贯而做简介。普通跟踪雷达可提取目标距离、距离变化率和角度数据，而且这些数据必须相当精确。由于数据率不需很高，因此尤其在远程，通过数据平滑就可得到上述精度。反之，由于导弹高速接近目标，因此数据率必须非常快，并与制导和天线跟踪系统、距离和多普勒跟踪环路的响应时间一致。不过S/N将随距离的变小而不断地改善。 多普勒跟踪[2][5][6][14][15] 最简单的多普勒跟踪环路如图19.13所示它是一种采用鉴频器作为读出元件的AFC环路。因为这是一阶环，恒定的加速度（频率直线上升的输入）将导致频率跟踪误差，环路必须调节这个误差，因此要跟踪的最大加速度决定了滤波器带宽的大小。在圆锥扫描系统中，扫描边带通常决定了最小速度波门带宽，但加速度滞后是附加的并必须加以考虑的。在单脉冲系统中，加速度滞后结合目标本身的频谱将是限制最小可用带宽的根本因素。 使用锁相环路可消除由加速度带来的频率误差，并容许有更窄的速度波门（更窄的噪声带宽，从而有更好的灵敏度）。然而，带宽越窄，捕获扫描越慢，捕获时间越长。实际上，一般可得到的最小带宽被限制在100Hz左右[5]。 距离跟踪[15] 距离波门系统还要求距离跟踪。和普通距离跟踪雷达一样，可使用分离式距离波门来实现。本质上，分离式距离波门可构成时间鉴别器。其误差输出将使距离跟踪环路闭合，从而使目标脉冲位于距离波门中间。 距离波门脉冲多普勒系统既跟踪距离又跟踪多普勒。其技术与PD跟踪雷达相同。 角度跟踪[2][5][6] 为了给寻的提供制导数据，需要测量导弹到目标视线（LOS）的变化率。这意味着必须沿着到目标的LOS（近似的）连续调整导引头的天线瞄准轴，从而可测出LOS的变化率。万向支架固定的天线要求有一个实际的瞄准天线。机身固定的天线，其LOS是电控的或仅是计算出来的。在所有的情况下，天线LOS必需与机身运动隔离。在用万向支架固定的天线中，通常用安装在天线上的陀螺仪来实现，且陀螺仪用在稳定的环路中。在机身固定的天线中，使用能检测弹体变化率的惯性基准，使弹体变化率减去天线测量值就可得出所要求的目标角度数据。 如前所述，天线罩光行差（折射）和不完全稳定是制导系统必须处理的误差源。回波起伏误差是目标的一个特征，在某种程度上不是诸如频率捷变的技术处理所能降低的，而是制导所必须考虑的。导引头的目的是在不添加任何误差条件下测量角度数据。 圆锥扫描导引头基本的天线跟踪环路如图19.14所示。扫描波束是绕着子偏置馈源或卡塞格伦（Cassegrain）结构中的辅助反射器旋转的。基准产生器与旋转马达相连，并提供两个在相位上相互正交的频率信号。旋转波束幅度调制目标信号，并且调制幅度与误差幅度成正比，它的相位代表偏离视轴方向。将被检测信号的AM包络与基准信号进行相位比较可确定误差方向，并将其分解成正交的俯仰和偏航轴信号。 图19.14 早期圆锥扫描导引头的天线跟踪环路 空间稳定性是通过固定在万向支架上的陀螺仪的反馈来实现的。 液压或电力伺服系统采取机械方式调整天线的每个轴。伺服系统由俯仰和偏航误差信号驱动。由于每个平面上的环路使误差为零，且一阶环路对恒速输入产生一个固定误差，因而检测出的视轴误差与LOS变化率成正比，并可用于实现比例导引。 在单脉冲系统中，俯仰和偏航误差是通过测量(/(比来获得的。伺服回路以相同的方式运行，使误差为零。每个平面上的合成误差是LOS变化率的量度。多种单脉冲的实现是可能的，包括普通三通道或各种二通道（如（( (）或（( j(））结构的幅度或相位单脉冲[37]。 过去，在导弹内可利用的空间非常有限，因而很重视减少处理通道数，包括在RF和IF上，甚至牺牲了某些性能。然而，随着高集成度的微波和IF接收机电路的日益实用，使得这些考虑毫无意义。 接收机处理[2][5][6] 视轴误差（角度数据）的提取及用于限制单元大小（从中可得到角度信号）的多普勒和距离数据息的提取，要求有大量的接收机处理量。非常弱的目标信号应放大到足以驱动天线伺服系统、开关逻辑电路等，为此应有很低的噪声系数，从而使S/N最大，而不想要的信号和干扰应被滤除、衰减或用波门选通掉，应精确保留有用的信号数据。典型的接收机增益范围为120～160dB。物理布局（绝缘、屏蔽）作为一个潜在的失真源不应予以忽视，且在输入条件的大范围内必须保持各种闭合环路的稳定性和灵敏度。 注意，引导误差增益要保持恒定，为此接收机增益需归一化。对大多数的系统来说，意味着要使用AGC。根据不同接收机的结构，这可通过IF、多普勒放大器和速度波门的各种组合来进行。这些电路都有各自的AGC环路或AGC被接收机的后端电路驱动，并用来自动控制其前端电路的增益（例如，来自窄带多普勒放大器输出驱动的AGC可控制宽带IF的增益）。决定其具体实现的因素是杂波的实际范围、馈通电平的大小及AGC能控制目标信号增益的程度。这些放大器和AGC环路的动态范围对SCV和SFV（馈通中的可见度）均构成限制。 另一个要关注的是大干扰信号与小目标信号间的相互作用。这可能导致错误的制导指令。大信号电平的相互耦合或非线性可能将幅度波动耦合到目标信号中。因为在非常有限的空间中汇集了非常高的增益，所以在电路设计及物理布局上防止非线性是一个主要的设计目标。 显然，倒置接收机在其前端就将干扰滤去，因而与普通结构（宽－前－后）相比不易受到类似问题的影响，并能获得更好的性能。 单脉冲系统通过采用瞬时（或极快）AGC、大瞬时动态范围或在某些结构中采用限幅或对数接收机来避免普通AGC的这些问题 性能限制 即使前面所述的各种捕获和跟踪功能都得到圆满实现，也不能保证导弹百分之百地命中目标。有许多设计者无法控制的因素将限制可获得的性能（脱靶距离或命中率）。 如前所述，目标噪声是一种基本限制。通过选择制导时间常数或导引率可将它的影响减至最小，并且通过频率捷变或高的距离或多普勒分辨力来降低其幅度，但并不能完全加以消除。同样，在低空使用时，杂波是不可避免的，并是设计时应考虑的主要因素。接收机的设计可确保杂波不直接干扰目标（在遭遇段）。波形的选择（在主动式导引头中）可降低杂波在接收机中的幅度。但系统的非线性（硬件不可避免的缺陷）将导致目标数据的恶化。在设计时，要确保有足够的性能，必须考虑另外3个因素，即多目标、多路径（多目标的特例）和电子干扰（ECM）。 多目标[38] 经典的雷达问题包括适时地分辨两个空间距离很近的目标。在跟踪雷达中，无法分辨的目标将降低所获得的目标数据的质量，而在导弹中则意味着命中与失败。 通常要进行分析的场合是相邻编队飞行的两个目标。它代表常见的战术状态及紧急情况[39]~[42]。根据所获得的数据，分辨可在距离、多普勒和角度上完成。然而，由于简单的噪声干扰就能破坏距离和多普勒分辨力，因此角度是可以保证最后分辨的惟一量度，因为角度间隔在某些点上将超过波束宽度。问题是在拦截过程中能否尽早分辨出要攻击的目标，以便摧毁目标（即分辨与截获间有多少个引导时间常数）。接近速度、导弹的响应时间、目标特征（有干扰，无干扰）和间距、导引头天线波束宽度和角度处理方法等因素决定了每个具体想定的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 单脉冲导引头，在无干扰双目标条件下将跟踪其中的大目标，而在双噪声-干扰目标条件下将跟踪质心（即强度加权质心或两个等强度干扰的中间点）[40]。质心跟踪易于使导弹飞偏中心，而在无干扰的情况下，目标幅度波动将导致制导的方向由一个目标切换到另一个目标。 如果目标间距小于弹头的杀伤半径，且引信和弹头又正常运行的话，则质心寻的将击毁两个目标。如果间距很大，且导弹在飞行初期就能分辨出目标（间距大于波束宽度），则导弹将有足够的时间引导到目标。在这两种极端的情况之间，要集中力量尽早加以分辨。显然，采取较窄的波束宽度是一种基本的选择（相当一个很大的弹头）。但是，当导弹的尺寸已经受到限制时（直径为5～20in），提高频率是惟一可行的选择。 多年来，人们致力于通过使用窄带处理（如锁相环）来提高多普勒分辨力。这些方法的困难在于目标起伏，即两个同样的目标并不呈现恒等的截面积。如果分辨目标信号减弱，则环路将跳向更强的、未被分辨的目标（即环路的最后一次跳变才产生真正的分辨）[43][44]。 在文献中广泛探索了其他的方法，尽管在某些特定情况中有所改善，但尚未发现哪一种方法能工作于任意数量的目标和各种条件下。 多路径（镜像）[7][38] 光滑表面（尤其是海表面）多路径反射造成的目标镜像出现在平面之下，这是多目标的特殊情形。但是，在双目标场合，导弹分辨和追踪哪一个目标并不重要，这不是多路径情况。多目标的特殊情形是采取使多路径反射的信号最小化，进而使镜像目标最小，并已在低高度拦截中采取措施防止俯仰（仰角）平面噪声导致导弹攻击地面的方法。 对掠海飞行的反舰导弹而言，常用雷达高度计来实现仰角平面制导，并且目标角度数据仅用于方位制导[5]。 对于防空导弹，该方法虽然不可行，但可通常选用垂直极化以减小低擦地角的反射系数调整弹道以便使导弹以俯冲的方式接近目标。这种方式使反射系数（Brewster角）最小，并可进一步改善性能和防止攻击地面[7][10]。 显然，对多目标情况有帮助的方法在反多路径中同样是有益的。如采用窄天线波束宽度和窄多普勒或距离分辨力这样的两种方法，则它们可减轻镜频影响。 ECM[27] 导引头设计的主要考虑之一是其必须面对的电子干扰（ECM）环境和它必须实现的电子反干扰（ECCM）方法。导弹除了没有操纵员之外，其余的考虑因素与普通雷达ECCM没有实质性的差别。而操纵员在许多普通雷达中扮演着重要的ECCM角色。 在ECM—ECCM对抗中，很易掉进“假如……如何……”的怪圈中，即发明一种“假想”干扰机来针对某种导引头的具体实现细节，构造相应的“假想”ECCM特性来对付它。这种干扰及反干扰一直无限地持续下去，所以实际的导引头设计从不以此为据。由于敌方的ECM不在设计者的控制之下，因而不应以某个明确规定的威胁来设计具体的ECCM设备。相反地，应考虑到用于反一般类型干扰的最坚韧鲁棒（robust）的ECCM技术。例如，单脉冲应用就是一种ECCM技术，它对幅度调制ECM具有天生的免疫力。基于此，除了一些极简单的系统外，很少使用圆锥扫描[5][45]。 ECM包括技术和战术两个方面。从战术讲，ECM有远程支援干扰（SOJ）、掩护干扰、自卫干扰（SSJ）。SOJ工作在导弹截获距离之外，力图掩盖渗透入敌区强击机的存在。它们通常采用宽带来同时干扰多个防空系统。由于导弹够不着它们，因此导弹只能避开或忽略SOJ（例如，自我调整天线使副瓣对着SOJ）。SSJ是导弹必须攻击的目标。从导弹的角度看，随强击机飞行的掩护干扰机和SSJ是等同的，也是导弹攻击的目标。 普通的ECM技术被广义地分为箔条、阻塞式干扰（噪声）和欺骗干扰[5]。箔条是另一种形式的杂波，具有良好SCV性能的相参式导引头本身就能将其反掉。噪声干扰是有源ECM的最初形式，现仍被广泛、有效地采用。它能破坏任何一种雷达或导引头的距离和多普勒测量能力，因为它总是能超出目标回波（假如有足够的干扰功率）。由于它干扰发射是单向的，因此具有R2优势。但是当干扰机被用做SSJ时，干扰就成了信标，导弹通过HOJ性能而由此导向目标。若采取预防措施的话（即单脉冲而非圆锥扫描），则寻的是非常有效的。 最难对付的ECM是欺骗干扰。它包含非常多的技术。通常，这种ECM力图产生虚假信息来迷惑导弹的距离、多普勒或角度测量，使用一个转发器。转发器接收、放大照射信号，并运用某种调制方式进行调制后再发射回去，且发射信号比由目标表面产生的回波大（但非压倒性），从而迫使导引头可作为真实的目标信号接收。识别和对抗这种欺骗干扰需要复杂的信号处理。显而易见，这些进展和对抗手段间斗争的细节是非常机密的。 ECM和ECCM技术有效性的最终评估不能仅仅根据单个干扰机、导弹或发射平台，而必须考虑整个战术环境。有许多敌机（有和没有ECM）有许多空防系统，且在复杂、变化的空间位置上相互作用。因此，ECM和ECCM技术可能在一种场合下能工作，在另一种场合下又不能工作，其效果是随机的。 19.5 子系统和集成 作为本章的最后一节，这里将考虑导弹各个子系统及把这些子系统集成一个完整导弹的实现方法。从框图或功能来看，导弹导引头虽然非常像普通雷达，但是其硬件必须面对许多重大的约束，而这只有导弹应用才有。 导弹所处的环境虽然是非常恶劣的——必须忍受冲击、振动、极端温度、高高度和湿度，但要求其性能必须要保持在所需的水平上。其重量和空间极端有限。导弹实际有效的负载虽然是弹头，其余的一切都是额外的负担，但它却是完成最终的预期结果所不可少的，只不过是以额外的推力和结构等为代价。导引头重量减少1磅将能节省数倍的导弹重量，这一点对空中发射系统尤为重要。导弹必须是一种非常可靠的、低费用的，并可批量生产的硬件。本质上，它是一种必须能大量生产的圆形炸弹，且在长时间处于闲置状态后，随即又能可靠地工作。它还是最复杂的电子技术产品之一。 在导弹硬件的设计中，对可靠性和可生产性的强调要采用经验证的成熟技术。“当前”工艺发展水平的元器件很少用于“当前”的设计。加上长的研制周期，这意味着到达部署阶段的系统仍然包含旧技术。由于导弹的生存期可达几十年，因而在该领域中，硬件可包含那些因研制出新型器件而被淘汰很久以前的元器件。 20世纪50年代初的早期系统使用微型或超微型真空管和继电器来实现开关电路。60年代的系统使用分立晶体管和第一代数字电路（中规模集成电路）来完成逻辑和开关电路。许多这些设计80年代末仍在工作，并且可能还将使用数十年。70年代是微波集成电路（MICs）、模拟集成电路及数字大规模集成电路（LSI）（它们通常是多片混合封装）的时代，而80年代是使用单片微波集成电路（MMIC）和高速集成电路（VHSIC）的时代。 由于技术发展的步伐很快，因此后面几小节将只集中在主要的子系统上，并简要概述其关键要求及可使用的设计选择。因篇幅有限，故无法介绍更多。中频、低频模拟电路和数字处理器等子系统使用标准的元器件和技术将不做进一步地介绍。 天线罩[46][47] 天线罩为导引头天线提供必要的保护，它必须解决电磁要求及空气动力要求之间的矛盾。从天线罩斜率最小（见19.2节）的角度看，最希望的形状是半球形。但对高速导弹而言，这种形状是不可接受的，通常选择细度比（长度/直径）在2:1和4:1之间是符合空气动力学要求的天线罩（通常是某种切线形状尖顶或相似的结构）[7][16]。 天线罩必须能承受飞行过程中极大的空气动力发热和极高的机械应力，必须能安全穿越雨区而不被雨水侵蚀，同时必须保持电磁性能，并能提供良好地透射（低损耗正切），还有最重要的是低误差斜率。 一旦天线罩的形状确定，天线罩设计问题就成了一个寻找能同时满足机械和电子要求材料的问题：基于电磁考虑，窄带应用建议采用(/2的等效厚度；机械强度限制不能用薄壁（<(/20）天线罩[16]；根据工作频率，为了能提供足够的机械应力，又需要较厚壁（按(/2递增）的天线罩。与天线罩误差斜率最紧密相关的电气性能是取决于天线罩的介电常数，该常数随温度的变化而变化。 现已经使用的材料有高温玻璃或石英、强化纤维聚合物（即玻璃纤维）、耐火氧化物（如氧化铝或熔化的二氧化硅）及诸如耐高温陶瓷。随着导弹速度的不断提升，引入了诸如氮化硅之类的新材料。对于诸如ARH之类的应用，宽带天线罩普遍采用多层（夹层）结构，因为单一材料不能达到所要求的性能。 为了达到所要求的低误差斜率（即单位误差度数/万向支架角度变化的角度），其典型的规定范围为±0.05～±0.01%[9][11]，对天线罩打磨的精度要根据误差斜率测量。虽然最初制造的公差基本上达不到斜率的要求，但是随着在导弹中大规模数字计算能力的出现，测量天线罩误差、在计算机存储器中存储数据、用电子补偿导引头测量的目标角数据的想法成为现实。 _1043738801.unknown _1043738841.unknown