调频多普勒引信静动态干扰信号响应差异性研究.pdf
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1、第 卷 第期 年月探 测 与 控 制 学 报J o u r n a l o fD e t e c t i o n&C o n t r o lV o l N o A u g 收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目();军委科技委基础加强项目(J C J Q Z D )作者简介:覃朗(),男,湖北咸宁人,硕士研究生.调频多普勒引信静动态干扰信号响应差异性研究覃朗,闫晓鹏,代健(北京理工大学机电动态控制重点实验室,北京 )摘要:在无线电引信抗干扰静动态等效试验方法的研究中,需要在内场构造干扰场景模拟出真实的动态场景,为了明晰抗干扰试验中引信对干扰信号响应的静动态等效关系,进行引信静动态干扰信号响应
2、差异性研究.理论推导了调频引信静动态干扰信号响应差异性,建立了典型场景下的调频多普勒引信和干扰信号模型,结合三维天线方向图拟合出了引信动态条件下对干扰信号响应曲线,得到了引信静动态干扰信号响应的检波信号包络对比结果.理论及仿真结果表明,弹道运动和天线特性会在距离、速度和方向系数三个方面产生较为显著的影响,通过合理地信号调制即可在内场构造干扰场景模拟出真实的动态场景,为引信抗干扰静动态等效试验方法的建立提供技术支撑.关键词:调频多普勒引信;静动态差异;干扰信号响应;等效模拟方法中图分类号:T J 文献标志码:A文章编号:()T h eD i f f e r e n c eo fS t a t i
3、 ca n dD y n a m i c I n t e r f e r e n c eS i g n a lR e s p o n s eo fG r o u n dF M D o p p l e rF u z eQ I NL a n g,YANX i a o p e n g,D A I J i a n(K e yL a b o r a t o r yo fE l e c t r o m e c h a n i c a lD y n a m i cC o n t r o l,B e i j i n gI n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y,B e i
4、j i n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I nt h e r e s e a r c ho f t h e s t a t i ca n dd y n a m i ce q u i v a l e n t t e s tm e t h o do f r a d i o f u z ea n t i j a mm i n g,i t i sn e c e s s a r yt oc o n s t r u c t t h e i n t e r f e r e n c e s c e n e i n t h e i n n e r f i e l d t os i
5、m u l a t e t h e r e a l d y n a m i c s c e n e I no r d e r t oc l a r i f yt h es t a t i ca n dd y n a m i ce q u i v a l e n t r e l a t i o n s h i po f t h e f u z er e s p o n s e t ot h e i n t e r f e r e n c es i g n a l i nt h ea n t i j a mm i n gt e s t,t h ed i f f e r e n c eo f t h
6、 es t a t i ca n dd y n a m i c i n t e r f e r e n c es i g n a l r e s p o n s eo f t h e f u z e i ss t u d i e d D e r i v e db yt h i sp a p e r,s t a t i ca n dd y n a m i c f r e q u e n c ym o d u l a t i o n f u z e j a mm i n gs i g n a l r e s p o n s ed i f f e r e n c e s,t h e e s t a
7、b l i s h m e n t o f at y p i c a l s c e n a r i oo fFMd o p p l e rf u z ea n dt h ed i s t u r b a n c es i g n a lm o d e l,c o m b i n e dw i t ht h ea n t e n n ada n t e n n ap a t t e r nf i t t i n go u to f t h e f u z eu n d e rd y n a m i cc o n d i t i o no f j a mm i n gs i g n a l r
8、e s p o n s ec u r v e,t h e f u z es t a t i ca n dd y n a m i cr e s p o n s eo f t h e j a mm i n gs i g n a ld e t e c t i o ns i g n a le n v e l o p ec o m p a r i s o nr e s u l t s T h e o r ya n ds i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w e dt h a t t h eb a l l i s t i cm o v e m e n t a n da
9、 n t e n n aw o u l df e a t u r e i nt h ed i s t a n c e,s p e e da n dd i r e c t i o nc o e f f i c i e n tw a sr e l a t i v e l ys i g n i f i c a n t i m p a c to nt h r e ea s p e c t s,t h r o u g hf i e l dt e c t o n i cd i s t u r b a n c e s i g n a l c o u l db em o d u l a t e d,r e a
10、 s o n a b l y s i m u l a t e r e a l s c e n ed y n a m i c s c e n e s,f o r f u z e a n t i i n t e r f e r e n c e t e s tm e t h o do f s t a t i c a n dd y n a m i ce q u i v a l e n c e t op r o v i d e t e c h n i c a l s u p p o r t K e yw o r d s:FM D o p p l e rf u z e;s t a t i ca n dd
11、y n a m i cd i f f e r e n c e;i n t e r f e r e n c es i g n a l r e s p o n s e;e q u i v a l e n ts i m u l a t i o nm e t h o d 引言在引信抗干扰静动态等效试验方法的研究中,需要明晰模拟过程中应考虑的影响因素,以及各种因素的影响程度,才能对干扰信号进行合理设置.为此进行引信静动态干扰信号响应差异性研究,在内场构造干扰场景以求模拟出真实的外场动态干扰场景,建立引信静动态干扰信号响应模型.目前的研究中,引信抗干扰静动态等效试验方法常常依托经验,缺乏完整有效的理论支撑
12、.文献 通过对正弦调幅干扰信号进行增幅处理的方法得到了引信抗干扰等效试验实测结果,研究结果表明:在增幅调幅正弦波干扰信号作用下,引信检波信号具有明显的增幅特性,能一定程度上模拟出引信动态接近过程中对干扰信号的响应变化.但是该等效试验方法过于简单,既没有考虑引信与干扰机的实际交会场景,也未能获得引信静动态条件下对干扰信号的响应变化规律.调频多普勒引信由于具有炸点散布小、定距精度高、抗干扰性能好等优点,在常规弹药中得到广泛应用.文献 研究了调幅干扰对调频多普勒引信作用机理,研究结果表明:调频多普勒引信抗正弦波调幅、方波调幅和三角波调幅干扰能力相当;文献 研究了扫频式干扰对调频多普勒引信作用机理,研
13、究结果表明:通过合理设置扫频参数,可以对谐波定距调频多普勒引信进行干扰.上述研究结果对调频多普勒引信静动态抗干扰试验场景的构造提供了依据,但相关研究均没有充分考虑引信静动态干扰信号响应差异性的问题.本文基于推板试验实现引信低速运动来构建引信静态抗干扰试验场景,设定 mm M U火箭弹引信受干扰的实际场景来构造引信动态抗干扰试验场景,并分析对地调频多普勒引信静动态条件下对干扰信号的响应规律,进行引信静动态干扰信号响应差异性研究,为引信抗干扰静动态等效试验方法的建立提供技术支撑.调频引信对典型干扰信号响应特性典型谐波定距对地调频多普勒无线电引信的工作原理如图所示.图中m为引信谐波次数,fm为引信调
14、制信号频率,fd为引信回波信号多普勒频率.系统工作过程为:经过三角波线性频率调制的发射信号遇到目标反射后由收发共用天线接收,回波信号与参考调频信号混频后输出包含目标距离信息的差频信号;差频信号经过带通滤波器,滤出包含第m次谐波的中频信号,然后与预定频率为m fm的参考信号进行次混频和多普勒滤波;输出的多普勒信号经过信号识别与逻辑判断后输出起爆信号.图调频多普勒无线电引信原理框图F i g S c h e m a t i cd i a g r a mo fFM D o p p l e r r a d i of u z e以扫频干扰信号为例,干扰机在对引信进行干扰时,扫频带宽通常覆盖引信的工作频带
15、,扫频信号的载频会在一定频率范围内按一定规律来回摆动.设干扰机的扫频起始频率为fj,扫频终止频率为fjN,扫频步长为fj,第n个扫频点的干扰信号载频为fjn,扫频总点数为N.则fjnfj nfj,n,N.()因为干扰机所发射的扫频干扰信号的载频是离散变化的,所以引信接收到的干扰信号表达式是一个分段函数,可以将其写成与门函数相乘的形式.引信所接收到的扫频式干扰信号可表示为Sj(t)Ajf(t)c o s(fjntjn)gn(t),(n,),()式()中,Aj为干扰信号载波幅值;f(t)为干扰调制信号波形;jn为干扰信号起始相位,为不失一般性,可设jn;gn(t),ntt(n)t,n,其他,t为干
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