导引头目标模拟器设计与实现

目标 模 拟 器 实现 的具 体 功 能
目标 回波信 号模 拟器 的主要 功 能是 产生 一个 包 含 目标 特 征 信息 的 回波 信 号 ， 且 能 够对 回波 信 号 并 的延 迟 时 间 、 率 幅度和 频 率进行 实 时控 制 ， 功 以此 来 模拟 真 实环境 中雷达 导 引头 所接 收 到 的 目标 的 回波
信 号 。 拟器 能 够实 现 的几个 具 体功 能是 ： 模 ①模 拟 弹
目相 对 速度 的变 化 ； 模 拟 目标距 离 的变 化 ； 模 拟 ② ③
目标 回波功 率 的变化 ； 模 拟 目标 角 度信 息 的变化 。 ④
收 稿 日期 ： ０ １Ｏ — ７ ２ １一８１ 修 回 日期 ： ０ １ １ ． ９ ２ １ ０ ２
ｅ ｘｐｅ ｅ ｔｙ，ａ ｄ ｍｏ ｅ ｖ ｒ，ｉ ｅ ｒ ｃ ｓ ｈｉ ｈ ｐｒ ｃｓ ｏ ｄｉ ｎ ｌ ｎ ｒｏ ｅ ｔ ｍｂ ａ ｅ ｇ ｅ ｉ ｉ ｎ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ａ ｇ ｔ ｉ ｌ ｔ ｒ Ｄｉｅ ｔ ｙ ｒ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓｍｕ ａ ｏ ， ｒ ｃ Ｄｉ ｉａ Ｓ ｎ ｈ ｓｓ （ ｇ ｔ ｌ ｙ ｔ ｅ ｉ ＤＤＳ） ，Ｄｉ ｉ ｌ ｇ ｔ Ｒａ ｉ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｏ ｒ ｑ ｅ ｃ Ｍ ｅ ｒ ｍｏ ｙ
（ 张＋Ｅｚ Ｅ１ 仇＋ Ｅ。 ／ Ｅ ＋ Ｅ２ Ｅ。 （ ） 仇） （ ＋ ） １
：
目标距 离 可通 过雷 达发 射和 接收 波形 之 间的延
迟来计 算， 于低 重复 频率 ， 对 目标 距 离 Ｒ 为 ： ： Ｒ＝ ＝
÷ ， 中 ｃ为光 速 ， 式 ｔ 为发 射信 号 与 回波 信 号 之 间
ｉ ｃ ｕｄ ｓ ｈｅ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ｆ ａ ｇ ｔ ｓ ａ ｃ ｎ ｌ ｅ ｔ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｔ ｒ ｅ ｄｉｔ ｎ ｅ，ｖｅｏｃｔ ｌ ｉｙ，ｐｏ ｒ ｎ ａ ｌ ． Ｔｈ ｐａ ｅ ｉ ｔ ｏｄ ｅ ｔ ｅ ｗｅ ａ ｄ ｎｇ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｒ ｕｃ ｓ ｈ
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｓ ａ ｍ ｐ ｒａ ｔｃ ｍｐ ｎ ｎ ｎ ｔ ｅＲａ ａ ｅ ｋ ｒＨ Ｗ Ｉ （ ａ ｄ ｒ －ｎ ｔ ｅ ｌｏ ｓｍｕ ａ ｉｎ， ｓｒ ｃ ： ｎ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｏ ｅ ｔｉ ｈ ｄ ｒＳ ｅ ｅ Ｌ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｉ－ｈ —ｏ ｐ） ｉ ｌｔｏ
１ ２ 目标 距 离 ．
频辐 射来模 拟 目标 信号 。 阵列模 拟信 号角 度 的基本 原理 是在控 制 三元 组 中任一 天线 发射信 号 相位 一致 的基 础 上 ， 过 控 制 三元 组 ３个 辐射 信 号 的 振 幅就 通 可 以改变辐 射 中心 的位 置 。三元 组天线 在 小角 度范 围 内的基本 控 制方 程 ， 即角 闪烁 方程 Ｌ为 ： ３
ｔ ｒ ｅ ’ ｅ ｏ ｉｙ ａ ｄ ｄ ｓ ａ ｃ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ Ｔｈ ｅ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｉ ｌ ｔ ｒ ｃ ｎ ｓ ｍｕ ａ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｌ ａ ｇ ｔ Ｓ ｖ ｌ ｃｔ ｎ ｉｔ ｎ ｅ ｉ ｆ ｒ ｔ ． ｏ ｅ ｒ ａ ｉ ｔ ｆ ｔ ｅ ｓ ｍｕ ａ ｏ ａ ｉ ｌ ｔ ａ ｇ ｔ ｓ ｇ ａ ｚ ｏ
作 者 简 介 ： 崇斌 （９ ７ ） 男 ， 南 商 丘 人 ， 士 研 究 张 １ ８一 ， 河 硕
生 ， 要 从 事 现 代 检 测 理 论 与 检 测技 术 方 向 的 主
研 究。
１ １ 弹 目 相 对 速 度 ．
导 弹 与 目标 之 间 的 相 对运 动 ， 产 生 多普 勒 效 会 应 ， 目标 回波信 号 发 射 信 号 相 对 雷达 发 射 信 号叠 即
Ｄ ｅ ｉ ｎ ａ ｍ ｐｌ ｍ ｅ ｔｏ ｅ ｋｅ ｒ ｅ ｉ ｕ ａ ｏ ｓ ｇ ｎｄ Ｉ ｅ ｎ ｆ Ｓ ｅ ｒ Ｔａ ｇ ｔＳ ｍ ｌ ｔ ｒ
Ｚ ＡＮＧ ｏ ｇ ｂ ｎ ，ＢＡＩＹｕ Ｈ Ｃｈ ｎ — ｉ ｎ ，ＬＯＮＧ ｈ ｎ ｇ ｏ ， ＨＯＮＧ Ｚ ｅ — ｕ Ｚ Ｙｕ
用 三元 组排 列 方 式对 阵列 的 阵元 进 行 排 列 ， 阵元 即 按 等边 三角 形 排 列 ， 通过 阵 列 上 一个 三 元 组进 行 射
器设 计 采用 了先 在 中频 上 源自文库 生 多普 勒频 率 ， 后 再 然 对 雷 达导 引头 本振 频率 进行 混频 的方法 来 实现 。
进行 多普勒 调 制存在 一定 的困难 。 为此 ， 文对模 拟 本
１ ４ 角 度 信 息 ．
对 目标 角 度运 动 的模 拟 主要 有 阵列式 、 机械 式 、 机 电混合式 ３种方 式 。阵列 式射 频仿 真系 统是 目前 较为 常用 的一 种 。 阵列 式射 频仿 真 系统 中 ， 常采 在 常
现 可 以 方 便 地对 目标 信 号 进 行 模 拟 ， 同时 也 具 有 较 高 的模 拟 精 度 。 关键词 ： 目标 模 拟 器 ， 字 式 频 率 综合 器 （ Ｄ ）数 字射 频 存 储 器 （ Ｆ ） 数 Ｄ Ｓ， ＤＲ Ｍ
中 国 分 类 号 ： ７ ５４ ＴＪ６ ． 文 献 标识 码 ： Ａ
（ ＤＲＦＭ ）
．
证、 考核 雷达 导 引头 工作 性 能 。 同时 雷达 导引 头在 指
百
导 导 弹攻 击 目标 的 同时 ， 会 受 到 来 自到地 面 环 境 还 等 干扰 信 号 的影 响 ， 以为 了较 为 真 实地 模 拟 导 引 所 头 的工 作 环 境 ， 目标 模 拟 器 除 了产 生 目标 特 征 信 息 外， 还应 能 产生 干扰信 号 。
雷达 导 引头是 导 弹的关 键 部 件 ， 了能 够准 确 为
考 核 雷 达 的搜 索 、 获 、 捕 跟踪 等 性 能 ， 导 引 头 的研 在 制过 程 中需要 进行 大量仿 真实验 。一 般 的外场 实验 的人 力 、 物力 、 财力 消耗 量太 大 ， 常作 为 导 弹研 制 通
的最后 验 收阶段 。导引头 半实物 仿真 可 以在实 验室 内反复 进行 ， 有很 强 的经济性 。 具 作 为雷 达导 引头半实 物仿真 测试 试验 中 的主要 设 备 ， 引头 目标 回波模 拟器 主要 用于 产 生一 个 包 导 含 目标 特征信 息 的雷达 回波信号 。该 回波 信号 不仅 可 以模 拟 真 实 雷 达 目标 信号 ， 可 以 用 于 测 试 、 还 验
和 功 率 等 特征 信 息 的 回波 信 号 ， 能 简 单 地 模 拟 干 扰 信 号 。介 绍 了 回 波 信 号 的 特 征 原 理 ， 出 了 导 引 头 目标 模 拟 器 的设 计 实 并 提
现 方 法 ， 重 说 明 了 采 用数 字频 率 综 合 器 （ Ｓ 和数 字射 频 存 储 器 （ Ｆ ） 法 模 拟 目标 的 速度 和 距 离 信 息 。该 模 拟 器 的 实 着 ＤＤ ） ＤＲ Ｍ 方
的时 间延 迟 。 １ ３ 回 波 功 率 ．
（ Ｅ ＋Ｅ ＋ Ｅ ３ ／ Ｅｌ Ｅ２ Ｅ。 （ ） ０） （ ＋ 十 ） ２
式 （ ） 式 （ ） ， ，） １ 、 ２ 中 （ 为合 成信 号 辐 射 中 心 的 坐标 ；（ ，ａ ， ，２ ，仇，３为三 元组 的 ３个 天线 ０） （ ０） （ ０）
导 引头 目标 模 拟器 设 计 与 实现
张崇斌 白 云 龙振 国。钟 宇 ， ， ，
（． 军 工 程 大 学 导 弹 学 院 ， 西 １空 陕 三原 ７ ３ ０ ，． 放 军 ９ ｉ０部 队 装 备 部 ， 州 ５ １４ ） １８０２ 解 ５０ 广 ５ ０ ０
摘
要 ： 为 雷 达 导 引 头 半 实 物 仿 真 系 统 中 的重 要 组 成 部 分 ， 引 头 目标 模 拟 器 主 要 用 于 产 生 包 含 目标 距 离 、 度 、 度 作 导 速 角
信号 的振 幅 。
２ 目标 模 拟 器 的具 体 实现
雷 达 目标 回波 信息 可 以从 载频 信 息 、 普 勒信 多 息、 距离信 息等 ６个特 征 进行模 拟 。 拟器 的整 体构 模 成 如图 １所示 。下 面 简要 介绍其 功 能实现 。
功 Ｐ的 算 式 Ｐ 告 式 ：为 达 率 ｒ计 公 为 ， 中Ｐ 雷 一 ，
根据 标准 雷达 方程 进行 相应 计算 来对 目标 回波 信号 功率 进行 控 制 。 由于 导弹一 目标径 向距 离 的双程 路径 衰减 以及 目标 Ｒ Ｓ的影 响 ， Ｃ 对应 不 同 的距 离及 Ｒ Ｓ的 回波 功 率 不 同［ 。 由雷 达 方程 ， Ｃ ２ ］ 目标 的 回波
辐射 中心 的坐标 ； Ｅ。Ｅ。 三元 组 ３个 天线 辐射 Ｅ， ， 为
ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｏ ａ ｇ ｔ ｅ ｈ ｉ ｎ ｌ 。 ａ ｄ ａ ｖ ｎ ｅ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ｔ ｒ ｅ ｃ ｏ ｓｇ ａ ｓ ｃ ｎ ｄ ａ ｃ ｓ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉ ｔ ｏ ｆ ｏ
ｓ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ｉ ｅ ｋｅ ａ ｇ ｔ ｓｍｕｌ ｔ ． Ｉ ｓ ｅ ｉｌｙ ｅ ｌ ｉ ｈｅ ｍｅ ｈａ ｉ ｍ ｉ ｇ ａ ｏｒ ｔ ｅ ｐ ｃ ａ ｌ ｘｐ ａ ｎｓ ｔ ｃ ｎ ｓ ｏｆ ｕｓｎ ＤＤＳ ａ ｄ ｎ ＤＲＦＭ ｔ ｉ ｏ ｓ ｍｕｌｔ ｈ ａｅ ｔ ｅ
接 收 到 的 回波 功 率 ； 雷 达 发 射 机 的 功 率 ； 为 Ｐ为 Ｇ 天线 增益 ； Ａ 为天线 有效 接 收面 积 ； 为 目标反 射截
・１ ６６ ・ （ 第 ３ — ２４ ） 总 ７ ０ ８
火 力 与 指 挥 控 制
２１ ０ ２年
第 １ Ｏ期
加 上 一个 多普 勒频 率口 ： ＝竿 ， 中 ： 为多普 勒 ］ ： ＝ 式
频 移 ； 为雷 达 与 目标 之 间 的径 向速 度 ； 载波 波 为 长 。 辐射信 号 载频 相 比 ， 弹与 目标之 间 的相对 运 与 导 动产 生 的多普 勒频 率值 要低 得多 ， 因此 ， 接对 载频 直
（ ． ｅＭ ｉ ｉ ｎ ｔ ｕｅ １ Ｔｈ ｓ ｌ Ｉ ｓｉ ｔ ，Ａｉ ｒ ｅ Ｅｎ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ Ｓａ ｙ ａ １ ８ ０ ｓｅ ｔ ｒ Ｆｏ ｃ ｇｉ ｅ ｒ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｙ， ｎ ｕ ｎ ７ ３ ０ ，Ｃｈ ｎ ｉ ａ， ２ Ｕｎ ｔ９ １ ０ Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔＤｅ ａ ｔ ｎ ， ａ ｇ ｈ ｕ ５ １ ４ ． ｉ ５ ０ ｕ ｐ ｒ ｐ ｒｍｅ ｔ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ０，Ｃｈ ｎ ） ｉ ｉａ
ＶＤ ． ３ ＮＯ １ １ ７， ． ０ ０ｃ ． ０ ２ ｔ２ １
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｒ ｏ ｔｏ ＆ Ｃ ｍｍａ ｄ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｉ Ｃ ｎｒｌ ｅ ｏ ｎ ｏ ｔｏ
第 ３ ７卷 第 ｌ Ｏ期 ２１ ０ ２年 １ ０月
文 章 编 号 ：０ ２０ ４ （ ０ ２ １ — １ ５ ０ １ ０ — ６ ０ ２ １ ） ００ ６ — ４
ｓ ｅ ｅ ａ ｇ ｔｓｍｕａ ｏ ｌｙ ｈ ｍｐ ｒａ ｔｒ ｌ ｎ ｇ ｎ ｒ ｔ ｇｓｍｐ ｅｊｍｍｉｇｓｇ ａ ｎ ｃ ｏ ｓｇ ａ ｉｈ ｅ ｋ ｒｔ ｒ ｅ ｉ ｌｔ ｒｐ ａ ｓｔ ｅｉ ｏ ｔｎ ｏｅｉ ｅ ｅａ ｉ ｉ ｌ ａ ｎ ｎ ｉｎ ｌ ｄｅ ｈ ｉ ｎ ｌ ａ ｗｈ ｃ