導(dǎo)彈引信抗海雜波干擾技術(shù)分析

【摘 要】本文針對引信較易受到海雜波的干擾特性進(jìn)行了分析研究，綜合歸納其干擾特性，并提出了相應(yīng)的抗干擾技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】引信 海雜波 抗干擾

1 海雜波干擾分析

通過國內(nèi)外多年的理論研究，可得出海雜波的幅度統(tǒng)計(jì)特性如用瑞利分布或者對數(shù)正態(tài)分布來表示與海雜波的實(shí)測結(jié)果擬合較好：海面總反射回波信號是許多統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的單元反射體各自反射回波的矢量、相位的合成。根據(jù)中心極限定理，它們的合成波應(yīng)服從正態(tài)分布，其包絡(luò)符合瑞利分布。若以x表示海雜波幅度的均方根值，其概率密度為：

（1）

（2）

式中：x為海雜波幅度的均方根值。但是瑞利分布僅在低海情照射的情況下適用，當(dāng)在高海情時(shí)，海雜波幅度的起伏并不與瑞利分布相符。此時(shí)用對數(shù)正態(tài)分布、規(guī)律擬合更好些。對數(shù)正態(tài)分布，就是隨機(jī)變量X本身并不服從正態(tài)分布，它的對數(shù)lnX服從正態(tài)分布N（，），其概率密度分布為：

（3）

式中：x為海雜波幅度；Lc為lnx的平均值；R2為lnx的方差。海雜波具有以下特點(diǎn)：

a）與激光入射角密切相關(guān)，入射角度越接近垂直入射方向，反射能量越大；

b）在無浪條件下，海雜波干擾回波信號變化較?。辉谟欣藯l件下，海雜波干擾回波信號變化較大；

c）對于激光來說，海面是極其復(fù)雜的反射體，海面反射的激光回波隨著海面狀況的千變?nèi)f化而不同，產(chǎn)生連續(xù)回波的概率較小。

2 抗海雜波干擾技術(shù)措施

2.1 光束照射技術(shù)

由各種風(fēng)速下反射概率的角分布可知，對激光引信作用的海面特征概括為兩點(diǎn)：即海面波反射激光的概率隨風(fēng)速增大而減小，也就是說海浪越高反射概率越低；海面波狀態(tài)（用斜率或波高表示）分布符合高斯分布規(guī)律。依據(jù)這種特征，激光引信就可對海浪信息采用統(tǒng)計(jì)方法處理。在導(dǎo)彈掠海飛行時(shí)，電子線路對海面波高進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，因激光引信有精確測高功能，在掠海一段時(shí)間里，精確統(tǒng)計(jì)出各種浪高出現(xiàn)的概率，從而可確定出一個(gè)該海情下最高浪高概率閡值，隨著飛行時(shí)間變化，這個(gè)閡值也要不斷進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)彈道變化，只有當(dāng)導(dǎo)彈飛越目標(biāo)時(shí)才滿足超越概率閾值而起爆。

最遠(yuǎn)的截止距離應(yīng)被限定在小于導(dǎo)彈最低飛行高度以使海浪不被探測到。導(dǎo)彈的側(cè)向或上方通道可根據(jù)要求設(shè)計(jì)得遠(yuǎn)些。這種方法適用于艦空導(dǎo)彈攻擊掠海導(dǎo)彈和飛機(jī)。對于這種導(dǎo)彈，激光引信還可以采用距離門變換法，由遠(yuǎn)門首先探測到海浪，然后自動調(diào)整電子門。激光相干探測很適用這種導(dǎo)彈，光多卜勒體制很容易監(jiān)別出相對靜止的海浪和高速飛行的目標(biāo)。

2.2 波門壓縮技術(shù)

采用波門壓縮技術(shù)，自適應(yīng)將海雜波抑制在作用距離外，如以色列的巴拉克掠海導(dǎo)彈即采用此方法。脈沖無線電引信利用距離波門的寬度決定引信的最大作用距離。引信發(fā)射單元在向空間輻射探測脈沖的同時(shí)，向引信接收單元發(fā)送同步脈沖信號，接收單元利用同步脈沖信號為時(shí)基，產(chǎn)生具有一定寬度的距離波門信號，距離波門的寬度取決于引信的最大作用距離。防空導(dǎo)彈攻擊超低空目標(biāo)時(shí)常采用弧形彈道，彈目交會時(shí)，導(dǎo)彈由高處向目標(biāo)和海面接近。由于海面雜波很強(qiáng)，遠(yuǎn)大于目標(biāo)反射的回波信號，因此，如果引信的距離波門保持為固定值，則當(dāng)引信距海面的高度h滿足引信距離波門所對應(yīng)的距離時(shí)，引信就會啟動，輸出起爆信號，引爆戰(zhàn)斗部。而此時(shí)目標(biāo)還沒有進(jìn)入戰(zhàn)斗部的有效殺傷區(qū)，這種情況稱為引信早炸。

為避免脈沖無線電引信由于海雜波的干擾而早炸，在彈目交會過程中，實(shí)時(shí)跟蹤海面回波信號，調(diào)整引信的距離波門，使引信的作用距離對海面始終保持一定的安全距離，使海雜波不能進(jìn)入引信的距離波門，而目標(biāo)回波信號必須進(jìn)入引信的距離波門。引信距離波門要根據(jù)引信距海面的高度進(jìn)行調(diào)整，在彈目交會過程中，引信接收單元中的測距電路不斷測量引信距海面的高度，根據(jù)引信距海面的高度h調(diào)整引信的作用距離。采用距離波門壓縮技術(shù)要求導(dǎo)彈有很高的制導(dǎo)精度和快速精確的測高技術(shù)。

2.3 頻譜分析和頻率識別技術(shù)

艦空導(dǎo)彈攻擊掠海飛行的反艦導(dǎo)彈時(shí)，一般采用迎頭攻擊的方式。在這種情況下，彈目相對速度大于導(dǎo)彈相對于海面的速度，當(dāng)彈目速度矢量交角小于等于時(shí)，對于導(dǎo)彈無線電引信通常采用的窄波束高增益低旁瓣天線而言，目標(biāo)回波的多普勒頻率大于海雜波的多普勒頻率，根據(jù)目前的頻率分辨技術(shù)，可分辨出目標(biāo)回波和主雜波（進(jìn)入天線主瓣窄帶的海雜波）。

艦空導(dǎo)彈無線電引信采用頻譜分析和頻率識別技術(shù)區(qū)別目標(biāo)回波信號和海雜波信號時(shí)，脈沖測距體制的無線電引信通常利用導(dǎo)彈導(dǎo)引頭產(chǎn)生的多普勒頻率。

彈目交會時(shí)，海面回波的多普勒頻率為：

（7）

式中，為導(dǎo)彈速度；為導(dǎo)彈速度矢量與彈目連線的夾角；為接收天線主瓣傾角；為導(dǎo)引頭工作波長。目標(biāo)回波的多普勒頻率為：

（8）

式中，為導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對速度；為彈目相對速度矢量與彈目連線的夾角。在導(dǎo)彈迎頭攻擊且彈目速度矢量交角較小的情況下，彈目交會時(shí)，導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對速度大于導(dǎo)彈的速度，引信接收天線主瓣傾角一般大于 ，，由式（7）和式（8）可得出，目標(biāo)回波的多普勒頻率大于海面回波的多普勒頻率。

艦空導(dǎo)彈的速度在3 Ma左右，反艦導(dǎo)彈速度為亞音速（超音速更利于頻率識別），這樣計(jì)算，目標(biāo)回波的多普勒頻率大于海面回波的多普勒頻率10kHz以上，目前采用DSP技術(shù)頻率分辨率至少可達(dá)1 kHz，因此識別目標(biāo)回波和海雜波是可行的。

3 結(jié)束語

采用波門壓縮技術(shù)還需要引信發(fā)射機(jī)有更窄的發(fā)射脈沖、更陡的脈沖前沿。采用頻率識別技術(shù)需要很高的運(yùn)算和信號處理速度。這兩種方法相輔相成，一種引信同時(shí)采用上述兩種方法，可大大提高引信的抗干擾能力，本文對此所作的技術(shù)分析，僅供讀者參考。