導引頭

導引頭

導引頭(seeker)是截獲、跟蹤輻射源的核心部件。由天線、接收機、信號處理器等部分組成。根據獲得目標信息的能源形式,雷達導引頭可分半主動、主動和被動導引頭三種。彈外裝置照射目標而探測回波信號的稱為半主動雷達導引頭;由彈上裝置照射目標而探測回波信號的稱為主動雷達導引頭;探測目標自身輻射信號的稱為被動雷達導引頭。按所用的雷達工作體制不同,可分為圓錐掃描雷達導引頭、連續波雷達導引頭、脈衝雷達導引頭、脈衝都卜勒雷達導引頭等。按雷達角度跟蹤迴路不同又可分為圓錐掃描雷達導引頭和單脈衝雷達導引頭。雷達導引頭的特點是:跟蹤目標距離遠,跟蹤角速度大,導引精度高,抗干擾能力強,尤其是脈衝都卜勒雷達導引頭還具有低空和超低空使用功能。目前,雷達導引頭正向著固態化、模組化、小型化、數位化及主動和複合導引的方向發展。雷達導引頭工作的載波頻率也愈來愈高,從X波段、Ku波段進入更高的Ka波段。

簡介

天線和接收機構成了雷達信號檢測系統和角測量系統,起著發現雷達信號並且測量出雷達信號所在方向的作用。為了測量出雷達信號到達導引頭的方位和俯仰兩個偏角,一般需要4個天線,或者更多的天線組成一個天線系統。每個天線後面都接著一個接收機,來放大接收到的信號。4個天線和接收機通道組成的測角系統測出每個雷達脈衝的方位和俯仰角,形成數字代碼,送入信號處理器。現代ARM導引頭還測量雷達脈衝的工作頻率和脈衝寬度等波形參數,與角度代碼一起送入信號處理器。由於凡是落入導引頭波束和接收機頻帶內的信號都可被檢測到,它們可能分別居於許多部不同的雷達,因此在信號處理器中,需要採用分選和輻射源識別技術找出要攻擊的雷達的脈衝,對這些脈衝的方位和俯仰角數據進行平滑處理後,形成最終的角偏差信息,送入控制系統控制飛彈改變航行,減小偏角,最終把飛彈引導到目標上去。

ARM導引頭的這個工作過程和雷達偵察系統是十分相似的,所以在雷達偵察接收機中適用的許多接收機和測量技術都可以用到ARM導引頭中。事實上,現代雷達的信號形式十分複雜,波形變化多樣,這迫使ARM導引頭的信號接收與處理技術也越來越複雜,以至於先進的ARM導引頭已經越來越像一群功能齊全的偵察接收機了。

特點

在"哈姆"導引頭中,採用了寬頻超外差接收機技術來實現對頻率捷變雷達信號的高靈敏度接收。而且安裝了瞬時測頻接收機測量每個脈衝的射頻頻率,利用較為完善的信號分選電路和較高性能的計算機晶片在複雜的信號環境中跟蹤要攻擊的雷達信號。

導引頭測角系統是保證飛彈攻擊精度的關鍵部件。單脈衝測角是用得比較普遍的一種測角系統,例如"百舌鳥"就採用這種測角系統。該系統由4十天線單元形成4個波束。當雷達信號人射的方向在水平面和俯仰面上與軸線有偏差時,由於各天線對信號的倍增量與偏角的大小有關,使得4個天線通道的接收信號幅度帶有方位和俯仰偏角的信息。通過水平面的一對天線的信號差可以得出水平偏角,同樣,俯仰面的天線可以得出俯仰偏角。為了復蓋二倍頻程甚至三倍頻程的雷達頻率範圍,要求天線必須是寬頻的,而且在整個頻率範圍內要保持增益與偏角的準確關係,這些要求對於天線和接收機的工藝和調整,都是十分苛刻的。所以儘管採取了許多改進措施和技術,仍然難以保證很好的一致性,從而造成不可避免的測角誤差,影響了ARM的攻擊精度。

"哈姆"等新一代ARM採用相位干涉儀測角體制,提高了在寬頻帶內的測角精度。基本的相位干涉儀由分開一定間隔的兩個天線單元構成天線系統,通過測量信號到達兩個天線單元的相位差換算出信號的方向角。在ARM中,需要在方位和俯仰面內都設定天線,構成互相垂直的基線,同時測量方位和俯仰角。由於ARM要復蓋幾個倍頻程的頻率範圍,這便天線基線的長度很難適應所有的頻率,特別是在高頻段,信號波長是基線長度的幾倍,測角將出現多值性,因此通常需要把比幅測角和干涉儀結合起來消除多值性。

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