现代机载火控雷达功能模式

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相控阵技术在机载火控雷达中的应用

相控阵技术在机载火控雷达中的应用

相控阵技术在机载火控雷达中的应用【摘要】在现代战争中,先进的战斗机对掌握制空权起非常重要的作用。

近些年来,随着对战斗机远程打击能力的要求不断提高,机载火控雷达作为战斗机的“千里眼”,其性能也越来越受到重视。

为了适应这种需求,人们将相控阵技术与机载火控雷达相结合,实现了战斗机探测距离的巨大飞跃。

本文在简要介绍相控阵技术的基础上,主要对其在机载火控雷达中的应用进行了分析。

【关键词】相控阵技术;机载雷达;火控雷达;应用1.前言近些年来,随着各国航空力量的不断发展,越来越多的先进战机被研发出来。

为了争夺制空权,人们对战斗机的作战性能,特别是远程探测和远程打击能力的要求不断提高。

在发现敌对目标时,为了实现战斗机攻击导弹发射后不管的能力,机载火控雷达的性能需要较大幅度的改善。

为此,人们将相控阵技术与机载火控雷达相结合,实现了对多目标进行远程捕获和攻击的能力。

由于相控阵技术具有抗干扰能力强,探测距离远、精度高及多目标跟踪能力好等诸多优势,因此将其与机载火控雷达结合,战机性能将得到显著提升。

本文在简要介绍相控阵技术的基础上,主要对其在机载火控雷达中的应用进行了分析。

2.相控阵技术简介相控阵技术出现的时间较早,早在20世纪30年代后期就已经出现。

但它的大规模发展应用还是在70年代以后。

作为一种新型的电扫描阵列多功能技术,与传统的机械扫描天线系统相比具有许多优势。

例如它具有很强的抗干扰能力,探测距离远,同时能够快速跟踪远程多目标,可靠性高、战场生存能力强等。

所谓相控阵,就是将许多辐射单元按照一定的方式布列在面阵上,通过各辐射单元自发辐射电磁波,形成一个电磁波发生面。

其中,每个辐射单元发射的电磁波的频率和相位都可以通过电子计算机控制移相器来进行改变。

因此,相控阵雷达可以实现相扫和频扫等不同的工作模式。

此外,根据发射/接收单元数量的多少,还可以将相控阵雷达分为无源和有源两种。

无源相控阵雷达仅有一个中央发射机和一个接收机,每个辐射单元只负责发射电磁波而不参与反射电磁波的接收。

现代机载火控雷达功能模式

现代机载火控雷达功能模式

现代机载火控雷达功能模式-CAL-FENGHAL-(YICAI)-Company One 1现代机载火控雷达功能模式机载火控雷达的功能发展历程机载火控雷达诞生于第二次世界大战,到现在已经走过了六十多年的历程,它是现代战斗机火控系统的关健设备之一。

2941年20月,美国辐射试验室开始着手世界上第一部机载火控雷达的研制工作,并于2944年将其装备在美索、测距和跟踪等机载火控雷达的最基本功能。

二战后,随着航空电子技术的快速发展,机载火控雷达的功能和性能不断得到提升,其作用越来越受到重视,但是早期的机载火控雷达在进行下视搜索时,会遇到很强的地而杂波而难以搜索到目标,作战效能受到严重制约。

对机载火控雷达下视功能的迫切需求催生了脉冲多普勒体制的机载火控雷达。

70年代初,第一部实用型机载脉冲多普勒火控雷达AWG-9由美国休斯公司研制成功,并装备在美国海军的战机上。

随后,机载脉冲多普照勒火控雷达得到迅速发展,几乎成为先进战斗机火控雷达的惟一选择,是第三代战斗机的重要指标之一,它使现代先进战斗机真正具有了远程、全天候、全方位和全高度攻击能力。

20世纪90年代以来,在数字技术和微电子技术的推动下,对机载雷达多目标攻击、抗干扰以及一体化等功能和性能的更高要求使得相控阵技术开始应用丁 -机载火控雷达,又进一步促使了机载火控雷达更多功能的开发,现代机载火控雷达的发展已经步入了相控阵时代。

现代机载火控雷达的多功能机载火控雷达功能从最初的只具有简单的空一空搜索、测距和跟踪等简单功能开始,发展到了现在的空一空、空一地、空一海、导航等四大类共几十种子功能(有些文献将空一地、空一海等功能统称为空一而功能),所制导的武器由原来的机炮发展到各种导弹和精确制导炸弹,使战斗机真正具有了远程、全天候、全方位和全高度的攻击一、空一空功能(A-A)空一空功能是机载火控雷达的基本功能,主要针对的是各类空中目标,典型的目标是战斗机、轰炸机、运输机、无人机等以螺旋桨或喷气发动机推进的飞机。

机载火控雷达典型工作模式功率管理建模研究

机载火控雷达典型工作模式功率管理建模研究

文章标题:机载火控雷达典型工作模式功率管理建模研究1. 概述机载火控雷达作为现代战斗机上的重要装备之一,其性能和功耗管理对飞机的飞行性能和作战效果具有重要影响。

本文将探讨机载火控雷达典型工作模式的功率管理建模研究,以期为未来火控雷达的设计和优化提供理论依据。

2. 常见的机载火控雷达工作模式机载火控雷达通常具有搜索、跟踪、攻击等多种工作模式。

在搜索模式下,雷达需要扫描大范围的空域来搜索目标;而在跟踪模式下,雷达需要对目标进行精确定位和追踪;在攻击模式下,则需要进行目标锁定和武器发射等操作。

这些不同的工作模式对雷达的功率管理提出了挑战。

3. 机载火控雷达功率管理建模在进行机载火控雷达功率管理建模时,需要考虑雷达天线的辐射功率、接收信号处理的功耗、以及雷达系统的整体功耗等因素。

通过建立功率管理模型,可以对不同工作模式下的功耗特征进行分析和预测,从而为优化雷达系统提供依据。

4. 典型工作模式下的功率管理建模研究对于不同的工作模式,需要分别建立相应的功率管理模型。

以搜索模式为例,其功耗主要集中在天线的发射功率和接收信号的处理上。

而在跟踪和攻击模式下,则需要考虑雷达信号处理和武器系统的功率消耗等因素。

通过建立不同工作模式下的功率管理模型,可以对雷达功率消耗的特点进行深入的分析和研究。

5. 个人观点和理解在进行机载火控雷达典型工作模式的功率管理建模研究时,需要充分考虑雷达工作的复杂性和多样性。

通过研究不同工作模式下的功率管理模型,可以更好地理解雷达系统的功耗特点,为未来雷达系统的设计和优化提供理论支持。

我认为在建立功率管理模型的过程中,需要结合实际雷达系统的工作特点和实验数据,以确保模型的准确性和可靠性。

6. 总结与回顾通过本文的探讨,我们对机载火控雷达典型工作模式的功率管理建模研究有了更深入的理解。

在未来的研究中,可以进一步完善功率管理模型,提高雷达系统的功率利用效率,从而为战斗机的性能和作战效果提供更好的支持。

雷达的工作模式——“火控雷达锁定”工作原理详解

雷达的工作模式——“火控雷达锁定”工作原理详解

雷达的工作模式——“火控雷达锁定”工作原理详解昨天给大家说了有关各种对空导弹的制导方式,今天要给大家介绍的就是火控雷达的相关知识,大家平时应该都听说过“xx战机/军舰遭到敌方火控的锁定”这样的说法,那么问题就来了,经常能听到的“火控雷达锁定”是什么意思呢?被敌方的火控雷达锁定后又意味着什么?会有什么后果?下面就来给大家来详细地介绍一下。

机载火控雷达首先,火控雷达(FCR:Fire-control radar)是一种可以提供目标详细信息,如距离、仰角、方位角、速度变化率等目标状态数据的雷达系统,可以直接引导武器对目标进行打击。

而现代火控雷达又通常都是与搜索雷达配合使用的,即整个火控雷达系统里面包括了扫描搜索系统和火力控制系统这两部分,为什么?因为当典型的火控雷达处于工作状态时,为了保证能够准确地追踪目标并且尽可能减小失去目标信息的几率,它们发出的是一种急促且强烈的电磁波,这种电磁波的信号特征非常明显,很容易被对方察觉,从而暴露自己的位置信息,所以并不适合在初期对目标的搜索阶段使用,而是需要与搜索雷达配合。

水面搜索雷达显示器也就是说,我们可以把整个火控雷达系统的工作模式分为两个阶段,分别是初期的搜索模式(Search)和后期的追踪模式(Track),而我们平时听到的“火控雷达锁定”其实就是已经进入了雷达对目标的追踪模式了。

而在初期的搜索阶段,扫描系统就会周期性地发出雷达波在一个很大的范围内进行反复的搜索扫描,当这个雷达波每一次扫过目标时,就会在雷达的显示屏上出现一个闪烁的光点,比如下图所示,就是传统的旋转天线雷达在处于搜索模式的示意图:传统旋转天线雷达而像上图中的这种在整个立体空间内进行全方位扫描的通常都是舰载或者地面火控雷达系统,如果是战斗机上面的记载火控雷达系统的话,那么它的工作范围其实只是机头正前方的一个锥形立体空间,比如下图所示,就是F-22战斗机上面的AN/APG-77有源相控阵雷达系统(AESA)的工作空间示意图,从图中可以很明显的看到,它的工作空间就是机头正前方的锥形空间:机载火控雷达而当火控雷达系统处于搜索模式的时候,雷达波的扫描周期是比较长的,也就是说,每隔一段时间后,雷达波才会扫过目标一次,每次的扫描都有着较大的时间差,所以反馈回来的目标状态信息就有着明显的滞后性,从而不能连续、准确地掌握目标的速度、位置等实时信息,在这种情况下,也就不能引导武器对目标进行打击。

机载火控雷达的仿真实现

机载火控雷达的仿真实现

机载火控雷达的仿真实现张建仓【摘要】以机载火控雷达仿真系统研制为背景,讨论了仿真系统总体方案.对机载火控雷达系统和相关技术进行了分析和研究.搭建了基于多功能显示器(MFD)的仿真硬件平台,并结合软件开发技术实现了机载多功能火控雷达仿真软件系统.分析了系统软件的主要实现技术和运行流程.该系统能逼真地仿真雷达在真实环境下的工作,并取得良好了仿真效果.%This background of development of simulation system for airborne fire control radar, the general scheme of simulation system is discussed, for airborne fire-control radar systems and related technologies for analysis and research. The emulation of hardware platform based on multifunction display ( MFD ) is builted, combined with software development technology of airborne multifunction fire control radar system simulation software, analysed software to achieve technical and operational processes. The realistic simulation of radar system can work in a real environment, and make good the simulation effect.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2012(012)027【总页数】4页(P7145-7148)【关键词】机载雷达;火控;建模;雷达模拟【作者】张建仓【作者单位】西安飞机工业(集团)航电科技工程有限公司,阎良710089【正文语种】中文【中图分类】V247.13随着近些年电子技术和计算机数字模拟技术的飞速发展,雷达模拟技术逐渐成为国内外军事研究领域的一个热门研究方向,并得到大力的发展。

机载雷达工作模式识别

机载雷达工作模式识别

中图分类号:TN971.1 文献标志码:A 文章编号:1674-2230(2011)01-0014-03收稿日期:2010-07-30;修回日期:2010-10-12作者简介:贾朝文,男,硕士研究生;周水楼,男,高级工程师。

机载雷达工作模式识别贾朝文1,周水楼2(1.电子信息控制重点实验室,成都610036;2.海军装备研究院系统所,北京100073)摘要:实现雷达工作模式识别对机载电子对抗的控制管理及对抗资源分配具有重要意义。

针对各型雷达尤其是机载有源相控阵雷达多种工作模式的特点,分析了机载雷达工作模式识别机理,提出了识别方法。

关键词:机载雷达;工作模式;识别Work Mode Identification of Airborne RadarJIA Chao -wen 1,ZHOU Shu-i lou 2(1.Science and Technology on Electronic Information Control Laboratory,Chen gdu 610036,China;2.System Divi sion of Naval Equip ment Insti tue,Beijing 100073,Chi na)Abstract:Work mode identification of radar is very important for airborne EC M s control managementand resource allocation.As to radar,especially airborne radar s multiple work modes,identification principle is analyzed and identification method is presented for airborne radar.Key words:airborne radar;work mode;identification1 引言载机必须在最危急时刻正确进行控制管理(如攻击或防御)以提高作战能力和生存力。

现代机载火控雷达功能模式

现代机载火控雷达功能模式
达得到的目标引导信息相对准确,就可以自动设置较小的角 度搜索范围以利于尽早发现特定距离、特定高度和方位上的 目标。
(2)边搜索边跟踪模式(TWS)
TWS模式是机载火控雷达空-空功能的另一主要工作
方式,它的基本工作原理与RWS相同,但是扫描模式的选 择往往相对固定,飞行员可干预的选项相对较少。另外,当 搜索过程中发现目标后, 它还会自动建立起对数个目标(具体
(2)双目标跟踪模式(DTT)
DTT模式的出现为飞行员同时攻击两个目标提供了可
能,在这种模式下, 雷达能保持对两个空中目标的同时跟踪,
般情况下天线的运动模式为“点到点” 。实际上DTT可以 看成两个STT目标对雷达资源的时分复用(不同时段传输不
同信号)。
(3)多目标跟踪模式(MTT)
由于现代雷达的技术水平日益增长,特别是高速处理技
F-14战机上。随后,机载脉冲多普照勒火控雷达得到迅速发 展,几乎成为先进战斗机火控雷达的惟一选择,是第三代战 斗机的重要指标之一,它使现代先进战斗机真正具有了远 程、全天候、全方位和全高度攻击能力。
20世纪90年代以来,在数字技术和微电子技术的推动
,对机载雷达多目标攻击、抗干扰以及一体化等功能和性 能的更高要求使得相控阵技术开始应用于机载火控雷达,又 进一步促使了机载火控雷达更多功能的开发,现代机载火控 雷达的发展已经步入了相控际上RWS往 往还提供目标的粗略方位角、 俯仰角(高度)以及速度等信息。
在RWS方式下飞行员可以干预控制的方位范围、俯仰范围
(高度范围)以及距离量程。
当搜索的目标高度高于本机时,习惯上称上视搜索,反
之称下视搜索;当重点搜索的是迎头目标时,又称前半球搜 索,反之称后半球搜索。RWS模式往往还引伸出子模式的划 分,即所谓正常搜索和增程搜索,增程搜索主要用于飞机上 有较为完善的自动引导系统(如数据链)的情况,此时由于雷

机载火控雷达工作模式识别

机载火控雷达工作模式识别

机载火控雷达工作模式识别
刘俊江
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2016(0)2
【摘要】机载火控雷达是战斗机主要的火力引导单元,因此在机载电子战领域中,机载火控雷达就是最主要的对抗对象。

其中识别机载火控雷达的工作模式则是电子战的工作重点和难点。

本文分析了机载火控雷达的基本工作原理和波形特性,通过对机载火控雷达各种工作状态的数据分析,从工程意义上提出了基于机载火控雷达的工作模式识别和编队飞机识别的包络分析法。

该方法通过暗室辐射实验验证,正确识别出了机载火控雷达的扫描、跟踪、SAM状态。

实验证明该方法切实可行。

【总页数】4页(P131-133)
【关键词】机载火控雷达;工作模式识别
【作者】刘俊江
【作者单位】中国电科集团公司第29所
【正文语种】中文
【中图分类】TN971.3
【相关文献】
1.机载火控雷达典型空-空工作模式浅析 [J], 唐玉文;何明浩;韩俊;张小涵
2.浅谈机载火控雷达工作模式识别 [J], 李银
3.基于ELINT的机载火控雷达空空工作状态识别 [J], 马珂;毕大平;胡立群;吴嘉祺
4.利用幅度重排的机载火控雷达工作模式识别方法 [J], 杨秋;顾杰;魏平
5.机载火控雷达空空工作状态识别研究 [J], 马珂;毕大平
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机载相控阵火控雷达信号的截获概率分析_邵涛

机载相控阵火控雷达信号的截获概率分析_邵涛

Abstract: A irborne phased- ar ray fire- co ntr ol radar po ssesses the merits o f high- efficiency radio fr equency , mult-i functio n, hig h detection and tr acking capability , fo rming beams o f different shapes, high r eliabil-i ty, and etc. Accor ding to the sufficient condit ion o f r eco nnaissance interception, the paper firstly analyzes the system sensit ivity o f reconnaissance r eceiver needed by r eco nnaissance interception. O n the basis, the models of super po sitio n pro bability , detectio n probability and pulse- losing probability are built up r espectiv ely. F-i nally , the main facto rs t hat affect the pr obabilit ies ar e simulated and analy sed. T he simulation results indicate that reasonable config ur ing reconnaissance receiver , impro ving SNR , and decr easing the signal density of interio r can improv e the reliability of int ercepting air bo rne phased- ar ray fire- co ntr ol radar so as to make pr eparatio ns fo r efficient jamming .

直升机载火控雷达模拟训练仿真系统设计

直升机载火控雷达模拟训练仿真系统设计

直升机载火控雷达模拟训练仿真系统设计王琳;张大锋;刘峰;任强;段芳芳【摘要】提出了直升机载火控雷达模拟训练仿真系统的设计原则和要求,介绍了雷达模拟训练仿真系统的组成,研究了目标信号模拟、直升机信息模拟、干扰和杂波模拟等关键技术,给出了雷达模拟训练评估的设计方法.研究表明,提出的设计方法可以为同领域火控雷达、监视雷达等开展模拟训练研究等提供技术参考,具有一定的工程应用价值.【期刊名称】《火控雷达技术》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】4页(P91-94)【关键词】火控雷达;模拟训练;训练评估【作者】王琳;张大锋;刘峰;任强;段芳芳【作者单位】陆军航空兵研究所北京 101121;光电控制技术重点实验室洛阳471023;陆军航空兵研究所北京 101121;陆军航空兵研究所北京 101121;西安电子工程研究所西安710100;西安电子工程研究所西安710100【正文语种】中文【中图分类】TP955;TP9590 引言随着近年来电子技术和计算机数字模拟技术的飞速发展,模拟仿真逐渐成为国内外军事研究领域的热点。

作为雷达模拟技术的重要应用领域之一,雷达模拟仿真训练以其安全、经济、灵活、逼真的特点得到快速发展,已成为军事训练中必不可少的辅助工具和手段。

雷达模拟训练系统是模拟仿真技术和雷达技术相结合的产物,它通过模拟方法产生雷达操作和显示的各种信号,在实际雷达前端不具备的条件下,真实地描述雷达的工作状态[1]。

国外在雷达模拟训练系统研究方面起步较早,开发的模拟训练系统具有灵活性、通用性、兼容性和可扩展性等特点。

具有代表性的是:美国KOR Electronics公司开发的数字化雷达环境模拟器(Digital Radar Environment Simulator),该模拟器综合采用了VME总线结构、DSP、模块化设计等技术,可以同时产生大量高度逼真的目标、杂波和干扰回波,提供数字、中频、射频形式的雷达回波信号。

机载多功能火控雷达显控界面仿真

机载多功能火控雷达显控界面仿真

第45卷第2期2023年4月指挥控制与仿真CommandControl&SimulationVol 45㊀No 2Apr 2023文章编号:1673⁃3819(2023)02⁃0144⁃06机载多功能火控雷达显控界面仿真王旭明,姜㊀涛,曹㊀建,周大利(海军航空大学,山东烟台㊀264001)摘㊀要:从教学训练需求出发,针对战斗机综合航电系统显控界面的交互性㊁多输入多输出㊁复杂时序逻辑控制特点,探索一种将显控逻辑独立设计的显控界面仿真思路㊂在此框架下,提出一种面向多功能火控雷达的松耦合㊁模块化㊁可视化的显控界面仿真方法,并给出了基于Simulink/Stateflow的显控逻辑仿真实现㊂应用结果表明,该方法开发过程直观,程序可维护性强,有利于提高显控逻辑仿真度和开发效率,可为综合航电系统及其子系统显控界面仿真提供参考㊂关键词:机载雷达;综合航电;显控界面;飞行仿真;有限状态机中图分类号:V247 1;TP391 9㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀DOI:10.3969/j.issn.1673⁃3819.2023.02.023Simulationofdisplayandcontrolinterfacesforairbornemulti⁃functionfirecontrolradarWANGXu⁃ming,JIANGTao,CAOJian,ZHOUDa⁃li(NavalAviationUniversity,Yantai264001,China)Abstract:Tomeettheneedsofflightteachingandtraining,aimingattheinteractive,multi⁃inputmulti⁃outputandcompre⁃hensivesequentiallogiccontrollingcharacteristicofintegratedavionicssystemdisplayandcontrolinterfaceforfighters,afunctionalsimulationmethodbydesigningdisplayandcontrollogicindependentlyisintroduced.Onthebasisofthisstruc⁃ture,alooselycoupled,modularandvisualsimulationmethodofdisplayandcontrolinterfaceformulti⁃functionfirecontrolradarispresented,andtherealizationofdisplayandcontrollogicbasedonSimulink/Stateflowisintroduced.Theapplicationresultshowsthattheprogramprogressismoreintuitive,andthecodeismoremaintainable,sothisdesignmethodcanim⁃provethefidelityanddevelopingefficiencyofdisplayandcontrolsimulation.Alltheseresearchescanprovidetechnologyref⁃erenceforthesimulationofdisplayandcontrolinterfacesforavionicssystemsanditssubsystems.Keywords:airborneradar;integratedavionicssystem;displayandcontrolinterface;flightsimulation;finitestatemachine收稿日期:2022⁃05⁃24修回日期:2022⁃06⁃23作者简介:王旭明(1982 )男,博士,讲师,研究方向为航空电子系统应用及其仿真技术㊂姜㊀涛(1973 ),男,博士,副教授㊂㊀㊀火控雷达作为战斗机综合航电系统的传感器子系统,是探测目标,感知战场态势的主要手段㊂对于多用途战斗机,由于要承担对空㊁对地㊁对海作战任务,火控雷达也相应地具备多种工作方式㊂熟练掌握多功能火控雷达的操作使用,对于飞行员在作战中实现 先敌发现㊁先敌攻击㊁先敌摧毁 具有重要意义[1⁃2]㊂综合航电系统的突出特点之一是采用了综合化的显控界面,在减轻飞行员工作负担的同时,对操作技能提出了更高的要求,需进行大量操作使用训练㊂在机型改装教学和训练中,应用具有高仿真度显控界面的飞行训练模拟器或模拟软件有助于飞行员缩短掌握新装备的时间,降低训练成本,从而提高教学和训练效益[3⁃6]㊂火控雷达与其他航电子系统的控制部件集中安装在航空电子启动板㊁正前方控制板㊁武器控制板等面板和握杆控制器上,目标数据则与飞行㊁导航㊁武器瞄准等信息共同在平显和多功能显示器上进行综合显示㊂此外,作为子系统,火控雷达的工作模式受航电系统工作模式的控制㊂因此,对火控雷达进行的显控界面仿真,应在综合航电系统显控界面框架下进行㊂火控雷达工作模式多,控制逻辑和显控界面复杂,传统的文本编程开发方式工作量大,调试不便,代码可维护性差㊂本文从教学和训练的实际需求出发,介绍了一种模块化㊁松耦合㊁可视化的综合航电显控界面仿真思路,在此基础上对多功能火控雷达的显控界面进行仿真,并基于Simulink/Stateflow进行了实现㊂1㊀航电系统显控界面仿真设计1 1㊀显控系统功能座舱人机交互界面功能由综合航电系统的显控系统实现㊂显控系统典型结构如图1所示㊂显控处理机(DCMP1㊁DCMP2)运行作战飞行程序(OFP),采集飞行员操作输入信号,通过总线接口板完成1553B总线管理并与其他子系统通信,将显示数据送字符发生器生成显示信息在平显(HUD)㊁多功能显示器(MFD)上进行综合显示,从而实现人机接口㊁总线数据通信控第2期指挥控制与仿真145㊀制㊁航电系统管理等功能[7]㊂图1㊀显控系统典型结构Fig 1㊀TypicalstructureofDCMS显控系统的输入包括航电启动板(AAP)㊁正前方控制板(UFCP)㊁武器控制板(ACP)㊁握杆控制器(HO⁃TAS)㊁多功能显示器(MFD)等上的开关㊁按键㊁旋钮等多个部件的控制信号;飞行㊁作战等信息主要显示在HUD和3台MFD的多个画面中,如HUD要显示飞行数据㊁导航数据㊁目标数据㊁瞄准符号㊁告警信息等40多种数据,每台MFD可切换显示20多种画面,部分画面又有多种子画面㊂输入部件中,除旋钮用于输入数据外,开关㊁按键都是有限个状态的输入,其不同的操作顺序㊁开关不同状态的组合会影响航电系统的工作模式㊁各子系统的工作状态,进而改变平显和多功能显示器的显示画面和显示数据㊂因此,可将显控界面的功能仿真视为事件驱动的有限状态多输入多输出时序逻辑决策问题㊂1 2㊀显控界面仿真设计某型飞行训练模拟器采用半实物仿真方案,如图2所示㊂座舱部分采用与实装布局一致的硬件实现,航电系统功能仿真由采用模块化设计的软件实现㊂由于显控界面仿真涉及多输入多输出的复杂逻辑判断,为简化设计的复杂性,降低模块之间的耦合度,将显控界面仿真模块从各子系统的功能仿真模块中剥离出来单独设计,主要包括显示画面仿真和显控逻辑仿真两个模块㊂1)显示画面仿真显示画面仿真主要包括由仪表虚拟仿真软件GLStudio开发的平显㊁多功能显示器的多个画面,如图3所示㊂各显示画面独立工作,不负责任何控制处理,只图2㊀航电显控界面仿真总体设计Fig 2㊀Designofsimulatedavionicsdisplayandcontrolinterface接收显控逻辑仿真模块送来的显示参数,在相应位置进行显示并实时更新㊂图3㊀显示画面仿真设计Fig 3㊀Designofsimulateddisplay2)显控逻辑仿真根据显控逻辑多输入多输出的时序逻辑决策特点,可应用有限状态机理论加以解决㊂有限状态机(FSM,FiniteStateMachine)是表示有限个状态以及在这些状态之间转移和动作等行为的数学模型,其广泛应用于建模应用㊂一个有限状态机模型M可用一个五元组来描述[8]:M=(Q,X,Y,q0,δ,O)其中,Q为有限的状态集合;X为有限的非空输入字符的集合;Y为有限的输出字符的集合;q0ɪQ为初始状态;δ:QˑXңQ为状态转移函数;O:QˑXңY为输出函数㊂将开关㊁按键等多个控制部件的有限个输入的组合作为时序输入X,将平显㊁3台多功能显示器的画面组合及每个画面的显示信息作为输出Y,通过定义初始状态q0,合理设计转移函数δ及输出函数O,来构建一146㊀王旭明,等:机载多功能火控雷达显控界面仿真第45卷个确定的有限状态机模型,即利用可视化编程工具实现与实际装备操作控制逻辑一致的显控界面功能仿真,如图4所示㊂图4㊀显控界面有限状态机模型Fig 4㊀FSMmodelofdisplayandcontrolinterface2㊀多功能火控雷达工作模式为适应作战任务需要,机载火控雷达通常具有空⁃空㊁空⁃面㊁导航等三大类多种功能,从而实现不同任务场景下对目标的搜索㊁截获㊁跟踪,为武器与火控系统提供目标指示[9⁃10],如图5所示㊂图5㊀多功能火控雷达工作模式Fig 5㊀Typicaloperatingmodesofmuli⁃functionfirecontrolradar雷达工作模式受航电系统工作模式的控制,各种工作模式之间根据飞行员操作控制进行转换㊂例如在边搜索边测距模式(RWS)下,飞行员移动光标截获目标成功后,雷达转入情况探查模式(SAM);边搜索边跟踪模式(TWS)下指定两个目标,进入双目标跟踪模式(DTT);海1搜索模式(SEA1)下按压周边键切换到海2搜索模式(SEA2)等㊂在空空拦截模式和空面模式工作时,雷达画面主要在MFD上显示;在空空格斗模式工作时,雷达画面在HUD和MFD上都有显示㊂3㊀火控雷达显控界面仿真按照前述航电系统显控界面总体设计思路,火控雷达显控界面包括信号转换㊁雷达仿真画面和雷达工作状态判断逻辑三部分,如图6所示㊂图6㊀火控雷达显控界面仿真设计Fig 6㊀Designoffirecontrolradardisplayandcontrolinterface3 1㊀信号转换信号转换部分负责实时采集模拟座舱控制部件的第2期指挥控制与仿真147㊀初始状态和输入信号,对信号进行去抖动处理,将拨动开关,按下按键等输入信号转换为操作事件,用于驱动雷达工作状态转换㊂3 2㊀工作状态判断逻辑雷达在某一时刻的工作状态是确定的,那么其在MFD(或HUD)上的显示画面也是确定的,将当前工作状态画面中所需显示的俯仰扫描行数㊁方位扫描范围㊁量程㊁光标位置㊁天线位置等参数,以及其他仿真系统生成的高度㊁速度㊁航向㊁坡度等信息封装为显示参数,即可送往仿真画面驱动显示㊂雷达工作状态判断逻辑模块采用有限状态机模型实现,如图7所示㊂将雷达工作模式作为互斥基本状态,每种模式下有限状态的雷达参数为并行子状态(如RWS模式下方位范围㊁俯仰范围㊁重复频率㊁工作频率㊁IFF询问状态等),定义雷达关机状态为初始状态㊂根据飞行手册(POP)中火控雷达操作说明,设计仿真故障注入,操作事件触发下的状态转移函数δ,如按压AAP上 雷达 按键时,雷达开机㊁自检;按压油门杆主模式开关左键时,航电系统进入空空拦截模式,雷达默认进入RWS工作方式(默认选择60ʎ方位范围㊁4行俯仰扫描㊁自动重频㊁固定频点1㊁IFF询问接通);开机状态下,持续按压AAP上 雷达 键关闭雷达等㊂图7㊀火控雷达工作状态FSM模型Fig 7㊀FSMmodeloffirecontrolradarstates3 3㊀雷达画面仿真利用GLStudio软件开发的雷达MFD画面示例如图8所示㊂生成的程序代码既可独立运行,也可嵌入其他仿真程序中使用㊂根据松耦合原则,仿真画面不进行任何控制判断,只接收工作状态判断逻辑模块送来的显示参数进行显示并实时更新㊂4㊀基于Stateflow的仿真实现Stateflow是Matlab基于有限状态机的图形化建模工具,通过状态转移图㊁流程图等图形化对象,针对系统对事件㊁基于事件的条件以及外部输入信号的反应方式等组合和时序逻辑决策进行建模[11]㊂构建的有限状态机模型可以作为Simulink模型中的模块执行,执行过程中通过图形动画能够直观地进行分析和调试,调试完成后可生成C++代码嵌入主仿真程序中㊂基于Simulink/Stateflow的雷达显控界面功能仿真实现如图9所示㊂图8㊀雷达MFD画面示例Fig 8㊀RadarMFDdisplayinstance输入端口对应控制部件采集信号㊁仿真数据和故障注入数据;输出参数包括雷达工作状态(送往雷达仿148㊀王旭明,等:机载多功能火控雷达显控界面仿真第45卷图9㊀基于Stateflow的显控界面功能仿真Fig 9㊀Functionalsimulationofdisplayandcontrolinterfacebasedonstateflow真程序)㊁HUD和MFD的画面索引号及各画面显示参数结构体㊂显控逻辑部分由Stateflow模型实现㊂雷达工作模式受航电系统工作模式的控制,为使结构清晰,采用分层的模块化设计㊂根据飞行手册设计的雷达空空拦截工作模式㊁空空格斗工作模式㊁空面工作模式,导航工作模式的Stateflow转换逻辑如图10所示,空空拦截各种模式的转换逻辑如图11所示㊂图10㊀火控雷达工作模式转换逻辑Fig 10㊀Switchinglogicoffirecontrolradaroperatingmodes通过Stateflow的可视化编程方式,能够简化复杂的转换逻辑开发过程,避免了文本编程的大量判断语句和调试㊁修改不便的问题,使开发人员重点集中在状态转移函数的设计中,从而保证操作逻辑的真实度㊂构建的模型通过SimulinkCoder可以直接生成C++类代码,嵌入主仿真程序中调用,从而提高开发效率㊂图11㊀火控雷达空空拦截各模式转换逻辑Fig 11㊀SwitchinglogicoffirecontrolradarA⁃Ainterceptmodes5㊀结束语从教学与训练的角度,对多功能火控雷达显控界面仿真更侧重于操作逻辑的真实度,因此,采用低成本的软件仿真方法更为经济可行㊂作为综合航电系统的子系统,火控雷达的显控界面仿真应与航电系统界面仿真统筹考虑㊂针对火控雷达显控操作的交互性㊁多输入多输出时序逻辑决策特点,本文介绍了一种将显控逻辑从功能仿真模块中剥离出来单独设计的航电系统显控仿真设计思路,在此基础上,根据松耦合原则对多功能火控雷达的界面仿真进行了阐述,并应用Simulink/Stateflow对其中的显控逻辑部分进行了实现㊂该设计思路已应用于某型多用途战斗机飞行员模拟器航电仿真软件和火控雷达教学软件,结果表明,可视化㊁模块化㊁松耦合的设计思路结构清晰,代码易于维护,大大地提升了开发效率,可供综合航电系统显控及其子系统的显控界面仿真参考㊂参考文献:[1]㊀常硕.航空信息设备原理[M].北京:航空工业出版社,2020.CHANGS.Principlesofairborneinformationequipment[M].Beijing:AviationIndustryPress,2020.[2]㊀梁青阳.综合航空电子系统原理[M].北京:航空工业出版社,2020.LIANGQY.Principlesofintegratedavionicssystem[M].Beijing:AviationIndustryPress,2020.[3]㊀蒋龙威,姜南,孙宇,等.用于教学和训练的雷达显控仿真系统设计实现[J].空军预警学院学报,2021,35(1):30⁃35.JIANGLW,JIANGN,SUNY,etal.Designandreali⁃zationofradardisplayandcontrolsimulationsystemforteachingandtraining[J].JournalofAirForceEarlyWarningAcademy,2021,35(1):30⁃35.第2期指挥控制与仿真149㊀[4]㊀王凯.机载雷达集成显控仿真平台的研究与实现[D].西安:西安电子科技大学,2018.WANGK.Thestudyandrealizationoftheintegrateddis⁃playcontrolplatformforairborneradarsimulation[D].Xi an:XidianUniversity,2018.[5]㊀虞敬璠.雷达显控终端仿真设计[D].西安:西安电子科技大学,2012.YUJF.Simulationanddesignofradardisplayandcontrolterminal[D].Xi an:XidianUniversity,2012.[6]㊀吴华兴,鲁艺,黄伟,等.基于多型航电系统的显控界面仿真[J].系统仿真学报,2009,21(23),7456⁃7459.WUHX,LUY,HUANGW,etal.Simulationofdisplayandcontrolinterfacesbasedonvariousavionicssystems[J].JournalofSimulationSystem,2009,21(23):7456⁃7459.[7]㊀杨立亮,董海涛.航电系统作战飞行程序仿真运行环境研究[J].航空电子技术,2011,42(4),24⁃28.YANGLL,DONGHT.ResearchonavionicsOFPsimu⁃lationrunningenvironment[J].AvionicsTechnology,2011,42(4):24⁃28.[8]㊀谭同超.有限状态机及其应用[D].广州:华南理工大学,2013.TANTC.Finitestatemachineanditsapplication[D].Guangzhou:SouthChinaUniversityofTechnology,2013.[9]㊀刘俊江.机载火控雷达工作模式识别[J].电子测量技术,2016,39(2):131⁃133.LIUJJ.Airbornefirecontrolradarworkmodesrecognition[J].ElectronicMeasurementTechnology,2016,39(2):131⁃133.[10]唐玉文,何明浩,韩俊,等.机载火控雷达典型空⁃空工作模式浅析[J].现代防御技术,2018,46(6):87⁃93.TANGYW,HEMH,HANJ,etal.Typicalairtoairoperationmodesofairbornefirecontrolradar[J].ModernDefenseTechnology,2018,46(6):87⁃93.[11]吕学志,于永利,刘长江.基于Stateflow的复杂可修系统的建模与仿真方法[J].指挥控制与仿真,2009,31(6):71⁃75.LVXZ,YUYL,LIUCJ.Amodelingandsimulationapproachofcomplexrepairablesystembasedonstateflow[J].CommandControl&Simulation,2009,31(6):71⁃75.(责任编辑:许韦韦)。

论现代机载PD火控雷达技术_王秀春

论现代机载PD火控雷达技术_王秀春

论现代机载PD火控雷达技术王秀春(南京电子技术研究所 南京210013)【摘要】 首先简述了机载雷达的发展历程,然后着重对目前世界上最先进的战斗机所装备的机载PD火控雷达作了介绍。

【关键词】 机载雷达,机载PD雷达,机载火控雷达Modern Airbo rne PD Fire-control Radar TechnologyWANG Xiu-chun(Nanjing Research Institute o f Electronics Tech nolog y Nanjing210013)【Abstract】 T he dev elo pme nt o f air bor ne rada r is resumed at begining,then air bo r ne PD fir e-co nt ro l r ada rs equipped w ith modern aircraf ts a re described emphatically.【Key words】 airbo rne radar,airbo rne PD radar,airbor ne fire-co ntro l radar1 引 言机载雷达是航空电子的必备设备,诞生于第二次世界大战,到目前为止,已经走过了66年的历程。

俗话说“有矛必有盾”,随着航空进攻性武器系统的快速发展,机载雷达也随之迅速发展。

机载雷达是作为目前航空器获取环境信息、获取航行所需信息以及对抗敌方反信息获取的主要探测设备。

世界上第一部机载雷达出现在反法西斯战争的英国。

当时英国为了对付困扰在海上运输线已久的德国潜艇,1935年开始研制机载雷达,1937年7月作了首次试飞,这是世界上第一部空/海监视雷达(ASV),波长1.5m,机头和机尾均装有一对偶极子天线测向,雷达功能只能简单测距,可用于观察海面军舰并协助航行与着陆。

接着苏联、美国和德国也相继研制机载雷达。

机载火控雷达的作战使用环境分析

机载火控雷达的作战使用环境分析

机载火控雷达的作战使用环境分析作者:徐沙张洁来源:《科学与财富》2016年第01期【摘要】:随着未来军事环境的变化,机载火控雷达的环境也变得越来越复杂。

在实际工作中,在运用机载火控雷达进行工作的时候,要对雷达的抗干扰能力进行重点关注,通过合理的战术运用和有效的针对办法,确保火控雷达对目标的监测效果。

【关键词】:机载火控雷达;作战使用环境;分析机载火控雷达作为战斗机重要的传感器,可以全方位、立体化的对远距离多个目标进行探测,同时配合空空/空地导弹发动攻击。

随着未来军事环境的变化,机载火控雷达的使用环境日益复杂。

这种复杂性主要表现为四点,一是作战对象多样化,二是电磁环境的复杂化,三是航空作战追求的隐蔽性,四是对敌方目标识别的难度增加。

所以,在军事研究中,对机载火控雷达的使用环境进行系统的分析,对于有效发挥战斗机的打击能力具有非常深远的意义。

一、目标环境分析(一)、有人驾驶飞机的分析1、对轰炸机的目标环境分析在世界范围内近期发生的战争中,轰炸机一直是西方国家的主要空中打击力量,例如:B-1B、B-2等。

这类轰炸机具有的特点为:1)速度为高亚声速,速度M数在0.8和0.9之间,以对地攻击为主;2)轰炸机飞行距离较远,且能够携带较多的作战弹药,从而实施大强度的打击。

可以通过巡航导弹进行精确打击,也可以进行地毯式轰炸。

3)、在电子对抗方面采用了新型的技术,使得轰炸机具有很强的突袭和防御能力。

2、攻击机的目标环境分析目前,各国正在服役的攻击机机型主要为“F-15、F-16、F/A-22等。

这些攻击机具有的特点为:1)打击类型多样化,可以实施对空/地的打击。

在攻击机中,装备了精确制导设备,在中远距离战斗中,具有非常强大的战斗力,对运动目标攻击的能力较强。

2)作战距离较远,飞机的速度可以达到甚至超过声速,同时雷达的散射面积较低。

3)机载设备非常先进,特别是在机载雷达、电子对抗装备方面具有明显的优势,这些优势使得飞机具有更高的侦测、袭击以及躲避能力。

机载相控阵火控雷达的技术特征及干扰研究分析论文(五篇)

机载相控阵火控雷达的技术特征及干扰研究分析论文(五篇)

机载相控阵火控雷达的技术特征及干扰研究分析论文(五篇)第一篇:机载相控阵火控雷达的技术特征及干扰研究分析论文机载火控雷达的主要作用是测定目标的空间位置,提供给火控系统,通过制导武器对目标实施攻击。

相控阵机载火控雷达是采用相控阵天线的机载火控雷达。

它是一种电子扫描雷达,由计算机控制,用电子的方法实现天线波束指向在空间的转动或扫描的电扫雷达系统,克服了机械扫描雷达惯性延迟的不足,波束灵活,能迅速而精确地控制和变换波束形状、数目和扫描图形,使得机载相控阵火控雷达实现了同时多目标跟踪和攻击、同时多功能和低截获概率能力,并降低了的自身的雷达截面积,可提高飞机的作战能力和战场生存能力。

1 相控阵天线原理相控阵天线有多种形式,如线阵、平面阵、圆阵、圆柱形阵列、球形阵和共形阵等,但都是从阵列天线发展起来的。

阵列天线通常由多个偶极子天线单元组成,偶极子天线具有近似的无方向性天线方向图,天线增益很低,在自由空间内增益只有6dB 左右,为了获得较高的增益,将多个偶极子天线单元按一定的规则排列在一起,形成一个大的阵列天线。

N 个带有移相器的相同单元的线性阵列天线,相邻单元间隔为d。

与直线阵相垂直的方向为天线阵的法线方向,称为“基本轴”。

设各单元移相器输入端均为等幅同相馈电,且馈电相位为零。

各个移相器能够对馈入信号产生0~2π 的相移量,按单元序号的增加其相移量依次为Ф1、Ф2、Ф3、…、ФN-1、ФN。

(1)当目标处于天线阵法线方向时,要求天线波束指向目标,即波束峰值对准目标。

由阵列天线的原理可知,只要各单元辐射同相位的电磁波,则波束指向天线阵的法线方向。

根据阵列天线这一结论,若对相控阵天线中各个移相器输人端同相馈电,那么,各个移相器必须对馈人射频信号相移相同数值(或均不移相),才能保证各单元同相辐射电磁波,从而使天线波束指向天线阵的法线方向。

换句话说,各个移相器的相移量,应当使相邻单元间的相位差均为零,天线波束峰值才能对准天线阵的法线方向。

机载火控雷达系统工作模式仿真实现的开题报告

机载火控雷达系统工作模式仿真实现的开题报告

机载火控雷达系统工作模式仿真实现的开题报告一、说明机载火控雷达系统是一种关键的飞行器设备,它能够检测和跟踪飞行器周围的物体,并为飞行员提供有关目标位置和速度的信息,以支持有效的导航和攻击。

在实际的系统研发过程中,如何有效的仿真系统工作模式并验证系统性能是一项重要的任务。

本开题报告将介绍机载火控雷达系统工作模式仿真实现的相关研究内容和研究思路。

二、研究背景机载火控雷达系统是现代飞行器中常见的一个核心设备之一。

它能够在高速飞行时准确地探测周围的目标,提供有关目标位置和速度的信息,以支持导航和攻击任务。

然而,实际机载火控雷达系统的研发和测试需要耗费大量的时间和资金,因此,如何有效地进行仿真的研究和测试成为研究人员的重要任务之一。

三、研究目标本研究将旨在实现机载火控雷达系统工作模式的仿真,并利用该仿真平台来验证系统性能和指导功能开发。

具体研究目标包括:1. 设计机载火控雷达系统的仿真架构。

2. 建立适合机载火控雷达系统的仿真环境。

3. 实现机载火控雷达系统常用工作模式的仿真。

4. 验证仿真系统的准确性和性能。

5. 利用仿真系统来指导机载火控雷达系统的功能开发和测试。

四、研究内容机载火控雷达系统仿真平台的实现包括以下内容:1. 模型建立。

根据机载雷达探测目标的工作原理和性能,建立目标模型和干扰模型,以模拟实际的环境条件和系统工作模式。

2. 硬件模块仿真。

基于机载雷达的硬件设计,建立与系统硬件模块相对应的模型,以模拟实际机载雷达的工作模式。

3. 雷达信号仿真。

根据机载雷达信号特点,建立雷达信号的仿真模型,并用于模拟雷达探测信号的发射、接收和处理过程。

4. 目标跟踪仿真。

利用目标识别和跟踪算法,对目标进行识别和跟踪,并计算目标的位置、速度和加速度等信息,以验证算法的准确性和性能。

5. 仿真结果展示。

利用图形界面和动态仿真技术,展示仿真结果和系统工作过程,以便研究人员更好地了解机载火控雷达系统的工作原理和性能。

基于ELINT的机载火控雷达空空工作状态识别

基于ELINT的机载火控雷达空空工作状态识别
Air-to-Air Operation Statuses Recognition of Airborne Fire Control Radar Based on ELINT
MA Ke1 ,BI Da-ping1 ,HU Li-qun2 ,WU Jia-qi2
(1. Electronic Countermenaure Institute, National University of Defense Technology,Hefei 230037,China; 2. Unit 95793 of PLA,Guiyang 550000,China)
定义不尽相同,因此难以通过 ELINT 获取的采样 脉冲信息反推非合作方雷达的具体工作模式。 本 文提出“机载火控雷达空空工作状态冶 的概念,通 过分析传统 PD 体制雷达和相控阵雷达在运行机 理上的异同,对机载火控雷达多种空空工作模式 按作战意图进行状态分类。 通过仿真 ELINT 获 取的敌方雷达信息,提出综合运用 AST( 天线扫描 方式) 和 CPI 变化规律识别其工作状态的方法, 旨在为 ECM 装备作战效能发挥提供情报支撑。
方法。 文献[2] 提出通过雷达的扫描包络特征进 行工作模式判别,不过该方法未考虑相控阵雷达与 传统 PD(脉冲多普勒) 体制雷达天线扫描的区别。 文献[3]以 PRI、PW(脉宽)和 IPM(脉内调制方式) 为建模指标,采用 LSSVM 等判定体系对 PD 体制雷 达的多种空-空模式进行了识别研判,但也未对相 控阵雷达工作模式进行分析。
2019,34(4)
电子信息对抗技术 Electronic Information Warfare Technology
35
摇 摇 中图分类号:TN971. 1摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 文章编号:1674-2230(2019)04-0035-05

现代新型军用雷达种类及功用介绍

现代新型军用雷达种类及功用介绍

现代新型军用雷达种类及功用介绍
 军用雷达是一种用于发现目标并确定其位置的电子战系统,被称为战场千里眼。

自问世迄今,历经70多年的发展,雷达可谓战功卓着。

对此,英国首相丘吉尔曾经有过高度评价:凭借当时只有极少数人知道的雷达设施,我们挫败了德国对大不列颠的攻击,雷达的进展使我们这个岛国获得无限安全走出了第一步。

而今,千里眼雷达在信息化战争中更是得到广泛应用,其战略地位和作用可谓举足轻重。

 ■人丁兴旺种类繁多
 现代新型军用雷达种类繁多,按照用途分类主要有:预警雷达、搜索警戒雷达、无线电测高雷达、气象雷达、航行管制雷达、引导雷达、炮瞄雷达、战场监视雷达、机载截击雷达、导航雷达以及防撞和敌我识别雷达等等;而按照雷达信号形式又可分为:脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达、噪声雷达、频率捷变雷达等;按照雷达天线扫描方式,则可分为机械扫描雷达和电扫描雷达;按照雷达信号处理方式还可以分为运动目标显示雷达、脉冲多普勒雷达、频率分集雷达、极化分集雷达、合成孔径雷达等。

然而,虽然军用雷达种类很多,但按照雷达基本功能却主要可分为搜索雷达和跟踪雷达两大类。

机载多功能有源相控阵火控雷达集空中,地面,海面目标

机载多功能有源相控阵火控雷达集空中,地面,海面目标

机载多功能有源相控阵火控雷达集空中,地面,海面目标摘要:1.引言:介绍机载多功能有源相控阵火控雷达的重要性2.主要功能:描述雷达在空中、地面、海面目标探测的优势3.技术特点:列举雷达的高效、精确、抗干扰能力强等特点4.应用场景:阐述雷达在军事、民用领域的广泛应用5.我国发展现状:介绍我国在该领域的研究进展及取得的成果6.未来发展:展望机载多功能有源相控阵火控雷达的发展趋势和挑战7.结论:总结全文,强调雷达在国家安全和国防建设中的重要作用正文:随着科技的飞速发展,我国在雷达技术领域取得了举世瞩目的成果。

机载多功能有源相控阵火控雷达作为一种高精度、高效率的探测设备,已成为现代战争和国际竞争的热点。

它具有强大的空中、地面、海面目标探测能力,为我国国防建设提供了有力保障。

机载多功能有源相控阵火控雷达的主要功能在于集空中、地面、海面目标的探测、跟踪、识别于一体。

在空中,它可以帮助我军迅速发现和跟踪敌方飞行器,为拦截和打击提供精确数据;在地面,它能够监测战场动态,为我军地面作战提供实时情报;在海面,它具备对舰艇、潜艇等目标的探测能力,有效提高我国海上防御能力。

得益于多项先进技术,机载多功能有源相控阵火控雷达具备高效、精确、抗干扰能力强的特点。

在复杂多变的战场环境下,它能够实现快速定位、锁定目标,确保作战效果。

此外,该雷达具备高度集成、轻量化的设计,便于安装和维护,降低了使用成本。

在军事领域,机载多功能有源相控阵火控雷达已成为我国空军、海军航空兵、陆军航空兵等部队的重要装备。

在民用领域,雷达技术也取得了广泛应用,如气象观测、环境监测、交通指挥等。

随着我国雷达技术的不断突破,未来其在国家安全和国防建设中的作用将愈发突出。

面对国际竞争和未来战争的发展趋势,我国将继续加大机载多功能有源相控阵火控雷达的研发力度。

在提高雷达性能、减轻重量、降低成本、增强抗干扰能力等方面取得更多突破。

此外,结合人工智能、大数据等先进技术,实现雷达系统的智能化、网络化、一体化,将为我国国防事业注入新的活力。

机载多功能有源相控阵火控雷达集空中,地面,海面目标

机载多功能有源相控阵火控雷达集空中,地面,海面目标

机载多功能有源相控阵火控雷达集空中,地面,海面目标摘要:1.机载多功能有源相控阵火控雷达的概述2.雷达功能及技术特点3.雷达在军事领域的应用4.我国在机载雷达技术的发展现状与展望正文:随着现代战争信息化、网络化、智能化的发展,机载雷达作为航空武器系统的重要组成部分,其功能和性能对于战场胜负具有举足轻重的影响。

本文将对机载多功能有源相控阵火控雷达进行简要介绍,分析其功能及技术特点,并探讨在军事领域的应用以及我国在该领域的发展现状与展望。

一、机载多功能有源相控阵火控雷达的概述机载多功能有源相控阵火控雷达(Airborne Multifunction Active Phased Array Fire Control Radar,简称AMAPCFCR)是一种集空中、地面、海面目标探测、跟踪、识别和火控于一体的先进雷达系统。

它采用有源相控阵技术,具备高分辨率、高精度、抗干扰能力强等优点,可实现多种任务需求。

二、雷达功能及技术特点1.空中目标探测:机载多功能有源相控阵火控雷达可对高速、高机动性的空中目标进行精确探测和跟踪,为航空武器系统提供实时、准确的目标信息。

2.地面目标探测:雷达具备对地面目标进行探测、识别和分类的能力,可实时提供战场态势信息,支援对地攻击任务。

3.海面目标探测:通过海面波束扫描,雷达能够对海面目标进行探测和跟踪,为海上作战提供有力支持。

4.抗干扰能力:有源相控阵火控雷达采用多个独立通道,具备较强的抗干扰能力,可在复杂电磁环境中正常工作。

5.多功能火控:雷达可支持多种武器系统的火控需求,实现对多种目标、多种武器的协同控制。

6.集成化:机载多功能有源相控阵火控雷达采用模块化设计,系统集成度高,便于维护和升级。

三、雷达在军事领域的应用1.航空作战:机载多功能有源相控阵火控雷达可为战斗机、轰炸机等航空平台提供实时、准确的目标信息,提高作战效能。

2.预警指挥:雷达可实现对空、地、海多目标的情报收集和处理,为预警指挥系统提供数据支持。

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现代机载火控雷达功能模式机载火控雷达的功能发展历程机载火控雷达诞生于第二次世界大战,到现在已经走过了六十多年的历程,它是现代战斗机火控系统的关健设备之一。

1941年10月,美国辐射试验室开始着手世界上第一部机载火控雷达的研制工作,并于1944年将其装备在美国海军战斗机F-6F、F-7F上,这部雷达具有空-空上视搜索、测距和跟踪等机载火控雷达的最基本功能。

二战后,随着航空电子技术的快速发展,机载火控雷达的功能和性能不断得到提升,其作用越来越受到重视,但是早期的机载火控雷达在进行下视搜索时,会遇到很强的地面杂波而难以搜索到目标,作战效能受到严重制约。

对机载火控雷达下视功能的迫切需求催生了脉冲多普勒体制的机载火控雷达。

70年代初,第一部实用型机载脉冲多普勒火控雷达AWG-9由美国休斯公司研制成功,并装备在美国海军的F-14战机上。

随后,机载脉冲多普照勒火控雷达得到迅速发展,几乎成为先进战斗机火控雷达的惟一选择,是第三代战斗机的重要指标之一,它使现代先进战斗机真正具有了远程、全天候、全方位和全高度攻击能力。

20世纪90年代以来,在数字技术和微电子技术的推动下,对机载雷达多目标攻击、抗干扰以及一体化等功能和性能的更高要求使得相控阵技术开始应用于机载火控雷达,又进一步促使了机载火控雷达更多功能的开发,现代机载火控雷达的发展已经步入了相控阵时代。

现代机载火控雷达的多功能机载火控雷达功能从最初的只具有简单的空-空搜索、测距和跟踪等简单功能开始,发展到了现在的空-空、空-地、空-海、导航等四大类共几十种子功能(有些文献将空-地、空-海等功能统称为空-面功能),所制导的武器由原来的机炮发展到各种导弹和精确制导炸弹,使战斗机真正具有了远程、全天候、全方位和全高度的攻击能力。

一、空-空功能(A-A)空-空功能是机载火控雷达的基本功能,主要针对的是各类空中目标,典型的目标是战斗机、轰炸机、运输机、无人机等以螺旋桨或喷气发动机推进的飞机。

随着现代战争形式的不演化,先进的空-空功能已开始将悬翼直升机、巡航导弹、气球或飞艇等威胁已方平台或设施安全的新旧威胁都列入了搜索目标。

从空-空功能的作战过程来看,一个完整的空-空任务至少包含搜索、截获和跟踪三种子功能,虽然有些雷达将截获功能也列为一种专门方式,但是它本质上是个过渡过程,雷达工作的主功能就是搜索和跟踪,而这些功能又对应了不同的功能子模式。

搜索功能(1)边搜索边测距模式(RWS)RWS功能主要用于对感兴趣的空域范围进行扫描搜索,此模式因其能对外提供目标的距离而得名,实际上RWS往往还提供目标的粗略方位角、俯仰角(高度)以及速度等信息。

在RWS方式下飞行员可以干预控制的方位范围、俯仰范围(高度范围)以及距离量程。

当搜索的目标高度高于本机时,习惯上称上视搜索,反之称下视搜索;当重点搜索的是迎头目标时,又称前半球搜索,反之称后半球搜索。

RWS模式往往还引伸出子模式的划分,即所谓正常搜索和增程搜索,增程搜索主要用于飞机上有较为完善的自动引导系统(如数据链)的情况,此时由于雷达得到的目标引导信息相对准确,就可以自动设置较小的角度搜索范围以利于尽早发现特定距离、特定高度和方位上的目标。

(2)边搜索边跟踪模式(TWS)TWS模式是机载火控雷达空-空功能的另一主要工作方式,它的基本工作原理与RWS相同,但是扫描模式的选择往往相对固定,飞行员可干预的选项相对较少。

另外,当搜索过程中发现目标后,它还会自动建立起对数个目标(具体数量由指标规定)的跟踪,并将其中最危险的两个目标标志为高优先级目标和次优先级目标,对危险目标自动调整雷达天线扫描范围,予以尽可能覆盖,这时往往天线的扫描中心不能完全由飞行员控制,但是危险目标的排序选择可以由人工干预改变。

需要指出的是,TWS模式下的“跟踪”主要是指航迹连续更新,角度范围内自动覆盖危险目标,但是这种“跟踪”所提供的目标数据一般情况下精度偏低,往往构不成武器发射的条件。

(3)速度搜索模式(VS)机载火控雷达采用高、中、低三种脉冲重复频率波形,其中HPRF由于存在一段杂波清晰区,非常利于高速迎头目标的检测,于是现代雷达大都设计了利用HPRF波形专门检测高速迎头目标的模式,但是此种模式与RWS不同,它不能提供目标的距离信息,故称速度搜索模式。

VS模式由于不具备测距能力,因此使用上有诸多限制,一般主要用于远距离高速目标的前期检测,起“警示”的作用,它必须与其它工作模式配合才能最后完成武器攻击的制导任务,随着相控阵雷达的出现,此种模式有可能最终会变为雷达的一个处理过程,而不是一个可供飞行员使用的模式。

(4)空战格斗模式(ACM)顾名思义,ACM主要用于近距离空战格斗,此时作战双方距离很近并且伴随较大的机动动作,谁掌握先机,谁就赢得胜利。

因此,为适应近距离交战这一特点,ACM相对于RWS和TWS模式的主要区别有以下几点:一是虚警率要求严格,一般高于常规搜索数倍以上,相应不太强调远距离;二是要求对一定距离上的目标自动截获,且截获速度要快;三是扫描图形甚至扫描速度有严格限制;四是在近距离格斗时,载机和目标机的相对机动大幅度提高,要求雷达在保证一定数据精度的要求下仍然保持稳定跟踪。

跟踪功能跟踪功能发挥作用的前提是雷达在搜索阶段发现目标,并成功进行目标截获,跟踪功能的子模式划分一般与雷达能同时跟踪目标的个数有关。

(1)单目标跟踪模式(STT)STT是机载火控雷达空-空方式的一种常用工作状态,在此状态下,雷达自动控制天线保持对空中目标的持续或基本持续的定点照射,同时向武器系统提供精确的目标参数,这些数据较为精确地反映作战目标在空中的相对或绝对坐标,以及目标相对于本机的有关运动趋势信息。

(2)双目标跟踪模式(DTT)DTT模式的出现为飞行员同时攻击两个目标提供了可能,在这种模式下,雷达能保持对两个空中目标的同时跟踪,一般情况下天线的运动模式为“点到点”。

实际上DTT可以看成两个STT目标对雷达资源的时分复用(不同时段传输不同信号)。

(3)多目标跟踪模式(MTT)由于现代雷达的技术水平日益增长,特别是高速处理技术和相控阵技术的引入,使得火控雷达的设计人员已不再满足于同时对两个目标的跟踪,开始研制具有MTT功能的雷达,为飞行员同时攻击两个以上的目标提供了可能,至少有利于飞行员掌握空中态势并随时切换攻击对象。

跟踪加搜索功能即雷达在跟踪一个或数个目标的同时还能保持对特定空域的搜索,它是跟踪功能与搜索功能的结合,显然对于作战使用有着无可比拟的优越性,但是它对雷达自动处理能力的要求极高,一般更多见于新开发的相控阵雷达。

二、空-地功能(A/G)加强对地面目标的精确打击能力是现代战斗机火控雷达大力持续开发的功能之一,机载火控雷达对地功能包括成像、固定目标及动目标检测跟踪、成像叠加动目标等子功能模式。

成像功能(1)真实波束地图模式(RBM)这种模式直接用雷达接收到的回波强度数据来绘制地面的无线电对比图,方位分辨率接近于实际的雷达波束宽度,因此而得名。

RBM是最简单最原始的识别地面目标、地形地貌和导航的雷达手段。

当飞行员选择对某一成像区域进行扩展时,就引出了地图扩展子模式,它可以放大显示RBM的局部;当飞行员需要冻结成像画面时,就引出了地图冻结子模式,此时画面冻结,载机运动轨迹在地图画面上更新。

(2)多普勒波束锐化模式(DBS)根据波束内不同角度地块产生不同的多普勒频率的基本原理,将真实波束的角度进一步细分(即所谓锐化),从而可以获得更高分辨率的地图,用来准确地确认地面导航标志和分辩地面目标,作为一种辅助导航及对地精确打击的重要手段。

相应DBS的主要衡量指标为“锐化比”。

(3)合成孔径模式(SAR)利用载机的平台运动,通过先进的信号处理技术来合成等效长的天线孔径,从而得到更高分辨率的地图,现代先进火控雷达已能做到约0.5~5米的分辨率。

检测跟踪功能(I)空-地测斜距模式(AGR)雷达波束根据飞行员控制指向地面特定区域,自动测出载机到地面指向的斜距,为攻击地面目标提供数据。

(2)固定目标跟踪模式(FTT)这种方式可以用游标在RBM和DBS形成的地图上手动选择位置已知的固定目标进行跟踪。

当跟踪实施后,游标固定在被跟踪目标上,不可再移动,目标位于游标十字叉中心。

一旦目标被探测到发生移动,或在背景中不再显著可识别,雷达自动放弃目标。

如果此时实施“冻结”,雷达发射机停止发射,目标位置保持不变,同时进行载机的运动补偿。

当从“冻结”状态退出时,雷达返回搜索模式。

(3)地面运动目标指示跟踪模式雷达检测地面上有一定运动速度的目标,主要用于指示各类交通运输工具。

当对目标进行截获操作后,即转入地面运动目标跟踪。

(4)成像叠加动目标模式成像叠加动目标模式,简单地说就是在成像画面上叠加显示地面运动指示符号。

最典型的工作模式为合成孔径模式,叠加地面动目标显示,在SAR地图背景上。

三、空-海功能(A/S)对机载火控雷达而言,空-海功能基本类似于部分空-地功能,只是所检测的背景特指海面而已。

(I)海I方式(SEAI)在海浪低于0.91m时(三级以下海情),雷达工作在海I方式,用来检测海面上的运动目标,类似空-地功能的RBM 模式。

(2)海Ⅱ方式(SEAII)在海浪大于三级海情时,为检测海上有一定运动速度的目标,雷达工作于海Ⅱ方式,系统大都采用脉冲多普勒技术,类似于DBS模式。

四、导航功能(NA V)实际上所有成像模式都兼有导航的功能,此处不再重复描述。

(1)信标模式(BCN)机载火控雷达工作在信标方式时,雷达发射特定频率的信标询问信号,与地面的信标台联系,地面信标台收到询问信号后,自动发射另一特定频率的信号,雷达收到信标台的回波信号后,经过解码将信标台的方位和距离以PPI格式显示,为飞行员飞行或对地面目标轰炸提供必要的数据和引导。

(2)载机测速模式雷达天线在俯仰上进行扫描,根据来自地面不同点回波的多普勒信息来测量载机的精确对地速度,这一方式在载机速度出现异常的情况下使用,一般情况下不用。

(3)地形跟随模式(TF)地形跟随是载机沿地表纵向曲线(地形纵向轮廓线)的航线飞行,雷达随着天线在俯仰上的扫描进行空一地测距,描画出地球的剖面轮廓图。

通常将地形跟随和自动驾驶仪相结合,为飞行员提供地形信息,做出“绕过”或“通过”的选择。

(4)地形回避模式(TA)地形回避指的是贴近地面飞行的能力,通常在低空作战和低空空防时使用,飞行员根据地面标志,充分利用地形条件掩护自己,避开地形障碍,避开敌方防空火力网的攻击,突然接近敌方军事目标,实施有效的对敌攻击。

(5)气象回避(WA)雷达通过探测前方航路上的气象回波来提示飞行员选择安全性的航线,避开恶劣天气区域。

结语为适应战争的需要,机载火控雷达的多功能发展趋势从它诞生之日起就没有停止,在可以预见的未来,机载火控雷达作为先进战斗机的关健传感器的地位不会动摇,因此这种多功能发展的趋势也必将继续,但是随着作战观念的更新、作战体系的变革,机载火控雷达的多功能发展也将呈现更鲜明的高技术特色。

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