如何进行相控阵雷达导引头收发系统的设计

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标签:DDS(341)雷达(720)变换器(856)

  相控阵雷达导引头是未来雷达导引头的发展方向, 而小型化收发系统是相控阵雷达导引头的关键技术。本文讨论了相控阵雷达导引头的系统组成和工作原理, 给出了满足系统要求的收发系统设计方案和仿真结果。

  毫米波相控阵导引系统为多功能主动雷达导引系统, 采用先进的雷达波形设计技术, 可实现快速精确的测速、测距、测角和目标识别功能, 可与导弹飞行控制组件一起实现对目标在速度、距离和角度上的搜索、探测、截获和跟踪, 并连续测量目标视线角运动参数及相对速度参数, 传给飞行控制组件, 完成导弹的末段制导, 并为引信提供方位、距离和速度等弹目交会信息, 以完成引信的最佳起爆。相控阵探测系统的特点是天线波束的快速扫描和天线波束形状的快速变化能力; 角度扫描范围大, 可进行空间定向和滤波; 可完成空间功率合成, 大大提高了探测与跟踪能力; 满足未来空战对攻击大机动(典型值在20 g 以上)目标和超音速巡航导弹的要求。

  毫米波相控阵导引系统包括相控阵天线系统、本振馈电网络、T /R组件、中频发射波束形成网络、中频接收电路与A /D变换器、数字波束形成器、波束控制单元、多通道高速信号处理机、大容量数据存储与处理计算机和DDS /频综器及幅相监测装置。图1所示为毫米波相控阵导引系统原理图。

  雷达高速信号处理机控制DDS /频综器产生信号输出, 经中频发射波束形成网络、T /R组件的发射路、共形相控阵列天线等环节向空间辐射毫米波电磁信号, 所接收的毫米波回波信号经共形相控阵列天线、T /R组件的接收路、中频接收电路与A /D变换、数字波束形成等环节处理后送往雷达高速信号处理机与大容量数据存储与处理计算机进行处理。

  相控阵天线完成发射和接收定向波束的合成,

  满足发射和接收毫米波能量的需要。T /R 组件用于对发射信号进行功率放大并对接收的回波信号进行低噪声放大与变频, 同时还进行幅度和相位的调整。中频接收电路与A /D变换器将中频信号转换为数字信号。数字波束形成器用于产生单脉冲测角所需的和、差信号以及导引系统测速、测距信号。高速信号处理器用于完成对回波信号的积累、检测等处理功能和目标距离、速度和角度信息的提取。大容量数据存储与处理计算机用于存储和处理相控阵导引系统所获得的目标信息, 建立目标的截获与跟踪过程, 控制导引系统的工作方式, 并与飞控和红外导引系统进行信息交换与融合。波束控制单元代替了传统的雷达伺服控制系统, 在计算机的控制下, 按波束指向的代码算出每一天线单元移相器所需控制字, 对移相器进行控制以产生所需要的波束指向。幅相监测装置是相控阵导引系统特有的组成部分, 用于对整个天馈系统口径场分布进行测试以完成幅度和相位的调整和补偿。

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