主动雷达成像导引头几个问题的研究

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（ Ｎｏｒ ｈｗｅ ｔ ｒ ｌ ｔ ｃ ｉ ａ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｔ ｓ ｅ ｎ Ｐｏ ｙ ｅ ｈｎ ｃ ｌＵ ｉ ｅ ｓｔ 【 ｓｒｃ】 Ａｂ ｔａ ｔ Ｘｉ ｎ ７１ ０７ ０ ２） ａ
时， 雷达 导 引头虽 不能 用 合 成孔 径 的方 法 对 目标 二 维 成 像 ， 由于 目标 距离较 近 ， 但 雷达 的实孔 径分 辨率 已较 高， 而距 离分 辨率 可保 持 不 变且 对 目标 的 单 脉 冲跟 踪 已经建 立 ， 可保 证对 目标实 施精 确 的打击 。 故 导 弹最佳 对地 攻 击路 线 的确 定 ， 是 一 个 重要 环 也 节 。单 纯从 导引 头 的角 度 分 辨率 考 虑 ， 弹 转 入攻 击 导 状态 时距 目标 的距 离 越 近越 好 ， 事实 上 导 弹 攻 击路 但 线 的确 定还 应考 虑导 弹的 飞行参 数 和战术使 用要 求等 因素 。假 定可 成 像 的 最 大 斜 视 角 为 ７ 。 导 弹 飞 行 速 ５，
本文采 用 子孔径 成 像 技 术 解 决这 个 问题 ， 基 本 其
思想 是对 雷达 导引头 获得 的子 孔径 数据进 行 聚柬式 处 理， 以在短 时 间完成 对 波 束 覆盖 的 目标区域 成 像 并 形 成“ 快视 ” 。同时 ， 子 孔 径 数据 成 像 也可 降低 成 像 对 用 导 引头载 体运 动补偿 的要求 。 设 ０ 为雷 达 导 引 头 天 线 的 斜 视 角 （ 与场 景 中 ０ 心相 对应 ） 合 成 孔 径 长 度 Ｌ— ＶＴ Ｔ ， ， 为子 孔 径 时 间 ， 为 载体速 度 ， ｋ为加 窗展 宽系数 ， 为载 波波 长 ， 厂、 载波 频 率 ， 一３ ０ ｍ／ 为 Ｃ ×１ ｓ为 光速 。在 斜距 离 Ｒ 处 相对 于视 线方 向 的横 向分辨 率 （ 正侧 视 工 作 时 即 为
ｍｏ ｅ ｉ ｕ ｅ ｏ ｈ ｒ ｃ ｉ ｇ ｏ ｎ － ａ ｇ ａ ｇ ｔｗｉ ａ ｇ ｑ ｉ ｔａ ｇ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｏ。 ｕ ｓ ｒ ｃ ｄ ｓｕ ｅ ｏ ｈ ｒ ｃ — ｄ ｓ ｓ ｄ ｆ ｒｔ ｅｔ ａ ｋ ｎ ｆ ｏ ｇ ｒ ｎ ｅｔ ｒ ｅ ｔ ａ ｌｒ ｅ ｓ ｕ ｎ ｎ ｌ ｎ ｎ — ｌｅ ｔａ ｋ ｍｏ ｅ ｉ ｓ ｄ ｆ ｒｔ ｅ ｔ ａ ｋ＿ ｌ ｈ ｐ
第 ５期
李 道 京 ， ： 动 雷 达 成 像 导 引 头 几 个 问 题 的 研 究 等 主
１ ３
题 ， ＤＢ 其 Ｓ可 在 大 前 斜 视 角 （ ０ ） 作 。该方 法 可使 ８ 。工
导引 头对 目标 的锁 定跟 踪 始 终 在 二维 图像 域 中完 成 ，
厂、
其工 作模 式和光 学 导 引头 相 似 ， 涉 及 所谓 的攻 击 路 不 线和 跟踪模 式转 换 问题 ， 这 种 方 法 要 求雷 达导 引 头 但 天线 始终 处于 扫描 状态 ， 其测 角 精 度 远 不 如单 脉 冲跟
［ ｙｗ ｒｓ ｒｄ ｒｓ ｅ ｅ ，ｒｄ ｒｉ ｇｎ Ｋｅ ｏ ｄ ］ ａ ａ ｅｋ ｒ ａ ａ ｍａ ｉｇ，ｍｉｓｌ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｉ ｏ ｔｏ ｅ
１ 引 言
目前 ， 弹 的 制 导 主 要 分 为 被 动 、 动 和 半 主 动 三 导 主
像 导 引头 的发展 已进 入 了一 个崭 新 的阶段 。 本 文研 究 了主动 雷 达 成像 导 引头 的工 作 模 式 、 成 像方法 和 系统控制 方 式 ， 析 了 一 近程 雷 达 成像 导 引 分 头在 Ｋｕ和 Ｋ ａ波段 的指标 并 给出主要 的技 术参 数 。
ｉ ｅ ｔｇａ ｅ ． Ｂｙ ｍ ｅ ｎ ｆｒ ｄ ｒ Ｓｓｕ ｐ ｒ ｕ ｅ ｄ ｔ ｐｏ ｌｇ ｏｃ ｓ ｉ ｎｖ ｓ ｉ ｔ ｄ ａ ｓ ｏ ａ ａ ｂａ ｅ ｔ ｒ ａ ａ ｓ ｔｉｈｔｐｒ ｅ ｓｎｇ，ｔ ｉｋ ｏ ｋ ｍ ａ ｅ ｆ ｍ ａ ｉ ｓ ｃ ｍ ｐｅ ｅ ｎ ａ ｈｅ ｑｕｃ ｌ ｏ ｉ ｇ ｏｒ ｔｏｎ ｉ ｏ ｌｔ ｄ ｉ ｓ ｏｒ ｉ ｅ ａ ｄ ａｌ ｒ ｑｕｉ ｎｇ ｅ ｗｉｈ ａ ｇｒ ｕｎｄ ｓ ｅｎ ｒ ｏｒ ｅ ｐ ｎｄｉｇ ｔ ｈｅ ａ ｔ ｎｎ ａ ｗ ｉ ｈ． Ｔｈｅ ｒ ｄａ ｍ ａ ｒ ｃ ｈ ｔｔｍ ｎ ａ ｇｅ ｓ ｎｔａ ｌ ｔ ｏ ｃ ｅ ｙｃ ｒ ｓ ｏ ｎ Ｏ ｔ ｎ ｅ ａ ｂｅ ｍ ｄｔ ａ ｒｉ ｇｅｔ ａ ｋ
Ｔｈ ｐ ｒ ｔ ｎｍｏ ｅ ｍａ ｉｇ ｍｅｈ ｄａ ｄｓ ｓｅ ｓｃ ｎ ｒ ｌｐｏ ｌｍ ｆａ ａ ｔ ｅｒ ｄ ｒｉ ｇｎ ｅ ｋ ｒａｅ ｅｏ ｅ ａｉ ｄ ，ｉ ｇｎ ｔｏ ｎ ｙ ｔｍ ｏ ｔｏ ｒ ｂｅ ｏ ｃｉ ａ ａ ｍａ ｉｇ ｓ ｅ ｅ ｒ ｏ ｖ
常重要 的 。

（ ） 据 指 定 的 地 面 目标 区 间 ， 达 导 引 头 转 为 Ｂ根 雷
前 斜视 ， 在条带 模式 下 ， 对确定 的地 面 目标 区间进行 高 分辨率 成像 ； 对地 面 目标 进行 识别 ， 确定 要攻 击 的地 面 目标 ； 在二维 图像域 对该 目标 建立 锁定 跟踪 ， 同时成像 模 式转 为 聚束式 ， 此时 导弹 的飞行 方 向维持 不变 。 （） Ｃ 根据 目标 的 斜距 离 和 导 引 头 的 前 斜 视 角 ， 确
扫 描 ， 用 ＤＢ 可 Ｓ技 术 对 地 面 目标 进 行 低 分 辨 率 成 像 和
搜索 ， 确定 感兴 趣 的地 面 目标 处理 区间 。
收 稿 日期 ： ０ ２ １ — ３ ２ ０ — ２０
修 订 日期 ： ０ ２ １ — １ ２ ０ — ２３
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Ｂ
Ｃ
Ｄ
踪模 式 ， 厘米 波段 导 引头 中使用 会受 到很 大限 制 。 在
图 １ 雷 达 成 像 导 引 头 工 作 模 式 及 转 换 过 程
３ 成像 处 理
在 主动 雷达 导引 头 成像 处 理 过 程 中 ， 常 会 涉及 通 到 下面 三个 重要 的技 术问题 ： １ 大前 斜视 角成 像 ；２ （） （） 近 距离 成像 ；３ “ （ ） 快视 ” 成像 以提供足 够高 的数 据率供 导 弹控 制使 用 。因此 ， 用 合 理 的 成 像处 理 方 法 是非 选
Ｓ ＡＲ不 同 ， 雷达 成像导 引头 不仅 可 工作 于前 斜 视 成像 状态 ， 而且 需具 有单 脉 冲跟 踪通 道 ， 以完成 对 目标 的前
视跟踪 和 对导 弹的末 制导 。
在对 地攻击 过 程 中 ， 文 将 雷 达 成像 导 引头 工作 本 模式 分 四个 阶段 ， １ 二维平 面显 示 了这个过 程 。 图 在 （ 雷 达导 引头 天线 在方 位和 俯仰 上 进 行大 范 围 Ａ）
头 在 Ｋｕ和 Ｋ ａ波段 的指 标并 给 出 其 主 要 的 技 术 参 数 。 【 键 词 】 雷 达 导 引 头 ， 达 成 像 ， 弹 控制 关 雷 导
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｃ ｉ ｅ Ｒａ ａ ｍ ａ ｎｇ Ｓ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ Ａ ｔｖ ｄ ｒＩ ｇｉ ｅ ｋｅ
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２０ ０ ３年 ５月
现 代 雷 达
第 ５期
主 动 雷达 成像 导 引头几 个 问题 的研 究
李道 京 张麟兮 俞 卞 章
（ 北 工 业 大 学 西安 ７ ０ ７ ） 西 １ ０ ２
【 要 】 研 究 了 主动 雷 达 成 像 导 引 头 的 工作 模 式 、 像 方 法 和 系 统 控 制 方 式 。 通 过 对 雷 达 导 引 头 子 孔 径 数 据 进 行 聚 摘 成 束 处理 ， 短 时 间 和 大 前 斜 视 角 情 况 下 完 成 对 其 天 线 波 束 覆 盖 的地 面 目标 区 域 的快 速 成 像 ， 用 雷 达 图像 跟 踪 和单 脉 冲 在 利 跟 踪 两 种跟 踪模 式 分 别解 决 对 目标 的 远 距 离 前 斜 视 跟 踪 和 近 距 离 前 视 跟 踪 问 题 。分 析 设 计 了一 近 程 主 动 雷 达 成 像 导 引
方 位分 辨率 ） 为
锁定 目标 建立单 脉 冲跟踪 。 （ 在 近距 离 当雷达 导 引头 工作 于可 用 合成 孔 径 Ｄ） 成像 的最 大前斜 视 角 时 ， 弹 的控 制 由来 自单 脉 冲通 导 道 的信 号完成 ， 飞行方 向迅 速转 入攻 击方 向 ， 引头 其 导
工作 于 前 视 ， 弹 转 入 攻 击 状 态 对 目标 实 施 攻 击 。 此 导
种方式 ， 导引 头种 类 又 分为 电视 、 外 、 光 和 雷 达 其 红 激 等 。和光学 导 引头相 比 ， 主动 雷 达 导 引头 虽 然 具 有探 测距 离远 ， 可全 天候工 作 ， 电磁波 对 战场伪 装穿 透能力 强 的特点 ， 由于其 设 备 复杂 ， 但 分辨 率 低 ， 期 以 来 它 长 在小 型飞行 载体 上 的应 用 一 直受 到 限 制 ， 相 对 简单 而 的被 动雷达 导 引头得 到 了广 泛 的应 用 ， 反 辐 射 导 引 如 头 。空地攻 击 时复杂 的 目标 背 景 ， 分 辨率 较 低 的 主 使 动雷 达导 引头用 于对 地 面 目标攻 击 的导弹 受到很 大 的 限制 。为解 决精 确 的对 地 攻 击 问题 ， 动雷 达 导 引 头 主 必须 可对 目标 高分辨 成像 并完成 目标 识别 。 随着集 成技 术 和雷 达 成 像技 术 的发 展 ， 达 已实 雷 现小 型化 ， 而且 可利用 Ｓ ＡＲ／Ｓ ＩＡＲ原 理 对 目标 实 现 高 分辨 率成像 ， 分辨 率 已可和 光学设 备相 媲美 ， 其 这就 为 主动 雷达 成 像 导 引 头 的发 展 提 供 了 良好 的条 件 。 目 前 ， 达成像 技 术不仅 在 侦察领 域得 到迅 速发 展 ， 已 雷 并 被转 移到轰 炸机 、 战斗 机上 应用 ｎ ， 国外 对主动 雷 达 而 成像 导引头 已进 行 了较 深 入 的研 究 。 主动 雷 达 成 “，