CN104777462B - 基于角反射器的目标雷达特征变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于角反射器的目标雷达特征变换装置，包括角反射器、用于驱动角反射器做旋转运动的转动装置、用于监测角反射器转动参数的监测装置、用于精确控制和显示角反射器旋转速度和方位的控制模块。本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置，将传统行业成熟的角反射器技术等运用于目标雷达特征变换中，破坏和削弱被保护目标真实雷达回波信号，导致目标无法被识别和跟踪；本发明只需要自由配置角反射器的样式、材料、尺寸、运动参数和布阵方式即可调节雷达散射强度，实现雷达特征的可控可变，能够满足不同战场环境的需要。

Description

基于角反射器的目标雷达特征变换装置

技术领域

本发明涉及一种目标雷达辅助装置，具体的说，是涉及一种基于角反射器的目标雷达特征变换装置。

背景技术

地面军事目标雷达特征是雷达成像侦察系统和制导武器进行目标发现、识别、锁定和跟踪的主要信息源和依据，有效控制和改变目标雷达特征是规避雷达成像探测的关键。目标雷达特征变换，即通过主动控制目标自身雷达特征，使得目标雷达特征和图像瞬时发生较大的变化，从而导致识别和跟踪系统发生较大的偏差；或在目标周围快速形成更强的雷达特征，使目标雷达图像瞬时淹没在大面积杂波中，从而破坏雷达精确识别和跟踪定位。

角反射器具有极强的反射回波特性，在军事目标上装载具有强雷达散射强度的角反射器或在目标周围部署角反射器后，当雷达电磁波扫描到目标时，在雷达的屏幕上出现很强的回波，从而实现被保护目标自身雷达信号隐藏于角反射器形成的强回波信号中，导致雷达无法识别和跟踪。且角反射器的样式、材料、尺寸、微动效应和布阵方式等不同决定雷达图像大小和亮度也不尽相同，因此可根据任务要求，通过自由配置角反射器的各类特性来实现目标雷达特征变换。发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种结构简单、响应速度快、便于大规模布置的基于角反射器的目标雷达特征变换装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种基于角反射器的目标雷达特征变换装置，包括角反射器、用于驱动角反射器旋转运动的转动装置、用于监测角反射器转动参数的监测装置、用于精确控制和显示角反射器旋转速度和方位的控制模块。

所述转动装置包括调速电机；所述调速电机输出轴通过联轴器与环形轨道支撑轴相连接；环形轨道支撑轴上端设置有环形轨道；

环形轨道上设置有角反射器支撑轴；

角反射器支撑轴上设置有角反射器。

所述监测装置包括固定支架、光电传感器和单片机；

所述固定支架设置在角反射器支撑轴上；

所述光电传感器设置在固定支架上；

光电传感器的信号输出端连接单片机的信号输入端；

单片机的信号输出端连接控制模块的信号输入端。

控制模块包括运动状态管理单元、控制电路和显示面板；

单片机的信号输出端连接运动状态管理单元的信号输入端；

运动状态管理单元的信号输出端连接控制电路和显示面板；

控制电路的信号输出端连接转动装置电机信号输入端；

显示面板用于显示工作状态，包括用于手动输入控制命令的键盘和显示计算参数的显示器。

所述控制电路包括外围电路、CPU电路、接口扩展电路、功放和驱动电路；

外围电路信号输出端连接CPU电路信号输入端，CPU电路的信号输出端经接口扩展电路接功放的信号输入端；功放信号输出端接驱动电路的信号输入端。

一种基于角反射器的目标雷达特征变换方法，包括如下步骤：

根据任务要求需要进行目标雷达特征变换时，控制模块驱动转动装置上电，转动装置中的电机启动，并根据控制模块中的控制指令，输出需要的转速和转矩，带动角反射器做旋转运动；

监测装置中的光电传感器持续监测角反射器转动参数及其变化，并将角反射器旋转速度和方位信息实时传输到控制模块中的运动速度管理单元；

运动速度管理单元将角反射器当前旋转速度和要求旋转速度进行比较，并进行程序计算，当未达到要求时，控制模块的运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作；

当角反射器当前旋转速度小于要求旋转速度时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作，驱动控制电路控制电机正转；当角反射器当前旋转速度大于要求旋转速度时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作，驱动控制电路控制转动电机反转。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置，将传统行业成熟的角反射器技术等运用于目标雷达特征变换中，破坏和削弱被保护目标真实雷达回波信号，导致目标无法被识别和跟踪。

本发明只需要自由配置角反射器的样式、材料、尺寸、运动参数和布阵方式即可调节雷达散射强度，实现雷达特征的可控可变，能够满足不同战场环境的需要。

本发明采用外加式角反射器，具有结构简单、重量轻和便于安装固定的优点，对于目标整体结构和使用性适应性好。

附图说明

图1是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的工作原理示意图；

图2是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的转动装置结构示意图；

图3是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的转动装置结构中的环形轨道俯视图；

图4是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的三角形角反射器的结构示意图；

图5是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的圆形角反射器结构示意图；

图6是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的方形角反射器结构示意图；

图7是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的控制模块工作原理图；

图8是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的工作流程图；

图9是本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置的结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1、目标体 2、调速电机

3、联轴器 4、环形轨道支撑轴

5、环形轨道 6、角反射器支撑轴

7、角反射器 8、固定支架

9、光电传感器 10、单片机

11、控制模块。

具体实施方式角反射器支撑轴

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1-9可知，一种基于角反射器的目标雷达特征变换装置，包括角反射器7、用于驱动角反射器旋转运动的转动装置、用于监测角反射器转动参数的监测装置、用于精确控制和显示角反射器旋转速度和方位的控制模块。

所述转动装置包括调速电机2；所述调速电机2输出轴通过联轴器3与环形轨道支撑轴4相连接；环形轨道支撑轴4上端设置有环形轨道5；

环形轨道5上设置有角反射器支撑轴6；

角反射器支撑轴6上设置有角反射器7。

所述监测装置包括固定支架、光电传感器和单片机；

所述固定支架设置在角反射器支撑轴上；

所述光电传感器设置在固定支架上；

光电传感器的信号输出端连接单片机的信号输入端；

单片机的信号输出端连接控制模块的信号输入端。

控制模块包括运动状态管理单元、控制电路和显示面板；

单片机的信号输出端连接运动状态管理单元的信号输入端；

运动状态管理单元的信号输出端连接控制电路和显示面板；

控制电路的信号输出端连接转动装置电机信号输入端；

显示面板用于显示工作状态，包括用于手动输入控制命令的键盘和显示计算参数的显示器。

所述控制电路包括外围电路、CPU电路、接口扩展电路、功放和驱动电路；

外围电路信号输出端连接CPU电路信号输入端，CPU电路的信号输出端经接口扩展电路接功放的信号输入端；功放信号输出端接驱动电路的信号输入端。

一种基于角反射器的目标雷达特征变换方法，包括如下步骤：

根据任务要求需要进行目标雷达特征变换时，控制模块驱动转动装置上电，转动装置中的电机启动，并根据控制模块中的控制指令，输出需要的转速和转矩，带动角反射器做旋转运动；

监测装置中的光电传感器持续监测角反射器转动参数及其变化，并将角反射器旋转速度和方位信息实时传输到控制模块中的运动速度管理单元；

运动速度管理单元将角反射器当前旋转速度和要求旋转速度进行比较，并进行程序计算，当未达到要求时，控制模块的运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作；

当角反射器当前旋转速度小于要求旋转速度时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作，驱动控制电路控制电机正转；当角反射器当前旋转速度大于要求旋转速度时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作，驱动控制电路控制转动电机反转。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置，将传统行业成熟的角反射器技术等运用于目标雷达特征变换中，破坏和削弱被保护目标真实雷达回波信号，导致目标无法被识别和跟踪。

本发明只需要自由配置角反射器的样式、材料、尺寸、运动参数和布阵方式即可调节雷达散射强度，实现雷达特征的可控可变，能够满足不同战场环境的需要。

本发明采用外加式角反射器，具有结构简单、重量轻和便于安装固定的优点，对于目标整体结构和使用性适应性好。

本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置，将传统行业成熟的角反射器技术等运用于目标雷达特征变换中，破坏和削弱被保护目标真实雷达回波信号，导致目标无法被识别和跟踪。

本发明只需要自由配置角反射器的样式、材料、尺寸、运动参数和布阵方式即可调节雷达散射强度，实现雷达特征的可控可变，能够满足不同战场环境的需要。

角反射器用于在雷达图像上出现很强的回波，从而实现被保护目标自身雷达信号隐藏于角反射器形成的强回波信号中不易被探测发现和识别；转动装置用于驱动角反射器做旋转运动；监测装置用于监测角反射器转动参数及其变化；控制模块用于精确控制和显示角反射器旋转速度和方位。

本发明基于角反射器的目标雷达特征变换装置工作过程如下：

当根据任务要求需要进行目标雷达特征变换时，控制模块驱动转动装置上电，转动装置中的电机启动，并根据控制模块中的控制电路策略，输出需要的转速和转矩，带动角反射器做旋转运动，监测装置中的光电传感器持续监测角反射器转动参数及其变化，并将角反射器旋转速度和方位信息实时传输到控制模块中的运动速度管理单元，运动速度管理单元将角反射器当前旋转速度和要求旋转速度进行比较，并进行程序计算，当未达到要求时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作。

角反射器具有结构样式多、尺寸小、雷达散射截面大、组合类型多、加工和安装简易等优异特性，因此被应用于目标雷达特征变换中。角反射器的样式、尺寸、材料、转动效应和布阵方式等式决定雷达图像大小和亮度的重要标准。

角反射器样式为三角形、圆形和方形角反射器的其中一种或其组合；角反射器材料为铁质材料；角反射器棱边长度为0.1m、0.2m、0.3m、0.4m的其中一种；角反射器旋转速度为0.1rounds/s、0.5rounds/s、1rounds/s、2rounds/s、3rounds/s、4rounds/s、5rounds/s的其中一种。

适当设计角反射器的结构，可以使雷达信号沿原方向返回；控制角反射器的尺寸和材料，使得目标散射强度可灵活变化；运用角反射器的转动模式，控制目标雷达回波图像产生独特的非线性相位调制效应；通过合理布阵角反射器方位，能够改变电磁波空间传播特性。

需要根据具体战术需求计算目标雷达特征变换绝对值和变化值，从而根据任务配备不同的角反射器，且角反射器本身具有开放式、可自行控制其旋转运动变化，各角反射器可单独配置，也可自行组合，且不影响相互之间的使用，从而实现雷达特征变化的最大化。

考虑到角反射器安装于类似车辆等目标之上时，车辆机动行驶过程中，除了电机带动角反射器旋转外，行进中对流风速也将驱动角反射器的运动，因此需要对角反射器的运动过程进行管理控制。

将角反射器旋转速度和方位信息实时传输至运动速度管理单元，运动速度管理单元将角反射器当前旋转速度和要求旋转速度进行比较；并进行程序计算，当角反射器当前速度小于要求速度时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作，驱动控制电路控制转动电机正转；当角反射器当前速度大于要求速度时，运动速度管理单元发出信号，驱动控制电路工作，驱动控制电路控制转动电机反转；如此循环，直至角反射器当前速度与要求速度相同时，保持转动电机工作状态不变。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于角反射器的目标雷达特征变换装置，其特征在于，包括角反射器、用于驱动角反射器旋转运动的转动装置、用于监测角反射器转动参数的监测装置、用于精确控制和显示角反射器旋转速度和方位的控制模块；

所述转动装置包括调速电机；所述调速电机输出轴通过联轴器与环形轨道支撑轴相连接；环形轨道支撑轴上端设置有环形轨道；

环形轨道上设置有角反射器支撑轴；

角反射器支撑轴上设置有角反射器。

2.根据权利要求1所述基于角反射器的目标雷达特征变换装置，其特征在于：

所述监测装置包括固定支架、光电传感器和单片机；

所述固定支架设置在角反射器支撑轴上；

所述光电传感器设置在固定支架上；

光电传感器的信号输出端连接单片机的信号输入端；

单片机的信号输出端连接控制模块的信号输入端。

3.根据权利要求2所述基于角反射器的目标雷达特征变换装置，其特征在于：

控制模块包括运动状态管理单元、控制电路和显示面板；

单片机的信号输出端连接运动状态管理单元的信号输入端；

运动状态管理单元的信号输出端连接控制电路和显示面板；

控制电路的信号输出端连接转动装置电机信号输入端；

显示面板用于显示工作状态，包括用于手动输入控制命令的键盘和显示计算参数的显示器；

所述控制电路包括外围电路、CPU电路、接口扩展电路、功放和驱动电路；

外围电路信号输出端连接CPU电路信号输入端，CPU电路的信号输出端经接口扩展电路接功放的信号输入端；功放信号输出端接驱动电路的信号输入端。