CN113740812A - 一种被动导引头抗干扰性能测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种被动导引头抗干扰性能测试系统及方法，属于被动导引头测试领域，系统包括：装载器用于固定被动导引头，并根据运动指令装载被动导引头在水平方向和俯仰方向上转动以及竖直方向上平移，使得辐射源辐射的电磁波进入被动导引头的视野范围；辐射源用于提供各种雷达目标的电磁信号；干扰机用于提供压制式或欺骗式的干扰信号；工控机用于对被动导引头跟辐射源、干扰机之间的空间位置关系和角度关系进行量化分析，记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；根据存在干扰信号前后被动导引头的工作状态数据和侦测数据，测试被动导引头的抗干扰性能。本发明可以满足内外场被动导引头抗干扰性能的测试需求。

Description

一种被动导引头抗干扰性能测试系统及方法

技术领域

本发明属于被动导引头测试领域，更具体地，涉及一种被动导引头抗干扰性能测试系统及方法。

背景技术

近年来，随着雷达干扰技术方法的发展，使得以雷达目标为主要对手的反辐射武器及被动导引头面临严峻挑战。当前，对导引头进行干扰的系统构建和测试方法研究主要集中在光电对抗领域，干扰对象多为激光制导导引头，对被动雷达导引头抗干扰的测试系统和方法研究鲜有报道。

例如，现有文献“ARUAV抗复杂电磁环境建模仿真研究”建立了反辐射武器导引头实时侧向、跟踪和俯冲攻击等多个过程的动态仿真模型，分析了反辐射武器攻击配诱饵雷达系统等复杂环境下的效能；现有文献“高重频脉冲对被动导引头的干扰效能分析”主要从高重频脉冲的信号特征出发，理论层面分析了高重频脉冲对被动导引头的干扰效能；现有文献“高重频激光对激光导引头的干扰机理实验研究”设计了一套激光半主动制导对抗半实物仿真系统，提供了干扰效果评估方案，实验结果表明激光干扰脉冲能量越大、干扰源与目标的夹角越大，干扰效果越明显；现有文献“高重频激光对激光导引头干扰性能的研究”分析了高重频激光对激光半主动导引头的干扰性能，并实验验证了高重频激光的干扰效果；专利文献“CN105953656A”提出了一种激光导引头性能测试方法，能够解决现有技术中的导引头性能测试方法无法测试导引头对动态目标的追踪捕捉性能的问题；专利文献“CN108072295A”提出了一种激光制导设备的抗干扰性能检测装置、方法及系统，综合考虑激光在大气传输过程中引入的干扰，以提高抗干扰性能检测精度。

综上所述，现有技术主要对导引头进行干扰的系统构建和测试方法主要集中于光电对抗领域，干扰对象多维激光制导导引头；很少公开被动雷达导引头抗干扰的测试系统和方法，但是被动雷达制导设备的抗干扰性能直接决定能否快速跟踪并精准打击目标，研究被动导引头抗干扰性能测试系统及方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种被动导引头抗干扰性能测试系统及方法，旨在解决现有缺乏被动雷达导引头抗干扰的测试系统和方法，因此，无法确保被动雷达制导设备的抗干扰性能能否快速跟踪并精准打击目标的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种被动导引头抗干扰性能测试系统，包括：工控机、装载器、运动控制器、辐射源、干扰机和电源；

工控机的第一输出端与运动控制器的输入端连接；运动控制器的输出端与装载器的第一输入端连接；电源的第一接口与装载器的第二输入端连接；在测试时，被动导引头固定安装在装载器上，电源的第二接口以及工控机的第二输出端均与被动导引头的第一输入端联通，根据测试项目需求，在被动导引头周边设置干扰机和辐射源；

工控机用于通过实时接收被动导引头侦测的电磁信号，为被动导引头提供控制指令；对被动导引头、辐射源、以及干扰机之间的空间位置关系和角度关系进行量化分析；运动控制器用于根据量化分析后的被动导引头、辐射源和干扰机的空间位置与角度生成运动指令；装载器用于根据运动指令装载所述被动导引头在水平方向和俯仰方向上转动以及竖直方向上平移，使得辐射源辐射的电磁波进入所述被动导引头的视野范围；辐射源用于提供各种雷达目标的电磁信号；干扰机用于提供压制式或欺骗式的干扰信号；被动导引头用于接收并处理雷达目标的电磁信号，根据侦测的电磁信号以及工控机的所提供的控制指令，跟踪雷达目标并导引载机平台飞向目标，并将被动导引头的工作状态数据和侦测数据传输至工控机；

工控机用于记录所述被动导引头的工作状态数据和侦测数据；根据存在干扰信号前后所述被动导引头的工作状态数据和侦测数据，测试所述被动导引头的抗干扰性能。

优选地，辐射源为雷达模拟辐射源或者雷达实体辐射源。

优选地，被动导引头的工作状态数据包括被动导引头工作状态转换时间；侦测数据包括侦测频率、脉宽、幅度和到达方向。

优选地，不同雷达目标的电磁信号具有不同的雷达目标信号波形样式，通过设置不同载频、重频、脉宽、脉幅、脉内特征、扫描周期和数据率的电磁信号获取不同的雷达目标信号波形样式。

优选地，不同干扰信号的获取通过设置干扰信号的不同载频、带宽、功率、响应时间、噪声调制方式、脉冲调制方式、正弦波调制方式和复合调制方式获取。

另一方面，基于上述被动导引头抗干扰性能测试系统，本发明提供了相应的被动导引头抗干扰性能测试方法，包括以下步骤：

（1）根据测试项目需求，布设辐射源和干扰机，并将被动导引头调整至初始俯仰方向、水平方向和竖向位置；

（2）设置辐射源的雷达目标信号波形样式，发射电磁信号；

（3）被动导引头启动搜索侦察，跟踪雷达目标，并记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；

（4）设置不同的干扰信号，被动导引头在不同干扰信号的情况下搜索侦察，若能跟踪上雷达目标，记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；若无法跟踪雷达目标，则记录被动导引头的侦测数据；

（5）更改辐射源的电磁信号参数，转至步骤（3），直至完成当前干扰机条件下被动导引头的抗干扰性能测试；

（6）对比步骤（3）与步骤（4）的被动导引头的工作状态数据和侦测数据，分析被动导引头对干扰机的抗干扰性能。

优选地，辐射源为雷达模拟辐射源或者雷达实体辐射源。

优选地，被动导引头的工作状态数据包括被动导引头工作状态转换时间；侦测数据包括侦测频率、脉宽、幅度和到达方向。

优选地，电磁信号参数包括：载频、重频、脉宽、脉幅、脉内特征、扫描周期和数据率。

优选地，不同干扰信号的获取通过设置不同的干扰信号参数获取；其中，干扰信号参数包括：载频、带宽、功率、响应时间、噪声调制方式、脉冲调制方式、正弦波调制方式和复合调制方式。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明提供的被动导引头抗干扰性能测试系统，公开了采用装载器对被动导引头固定和三维方向的移动，确保辐射源辐射的电磁波能够进入被动导引头的视野范围；根据测试项目需求，在被动导引头周边设置干扰机和辐射源，提供了不同的干扰信号与电磁信号；工控机对存在干扰信号前后被动导引头的工作状态数据和侦测数据进行对比分析；该系统在布设便捷的同时，可以满足内外场被动导引头抗干扰性能的测试需求。即：在室内辐射源使用雷达模拟辐射源，在室外辐射源使用雷达实体辐射源，只需简单更换，即可完成被动导引头抗干扰性能的测试需求。

本发明提供了一种被动导引头抗干扰性能测试方法，根据测试项目需求，在无干扰信号时，记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；存在干扰信号，重新记录下被动导引头的工作状态数据和侦测数据；通过提供不同的辐射源的电磁信号以及干扰机的干扰信号，对比存在干扰信号前后被动导引头的工作状态数据和侦测数据，能够在引入干扰条件下开展被动导引头的测试，综合分析干扰信号对被动导引头跟踪雷达目标工作性能的影响，提高被动导引头抗干扰性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的被动导引头抗干扰测试系统组成图；

图2是本发明实施例提供的装载器组成和导引头安装示意图；

图3是本发明实施例提供的导引头抗干扰性能测试流程图；

标记说明：

1：俯仰旋转机构；2：水平旋转机构；3：竖向平移机构；4：固定夹具；5：被动导引头；6：电源；7：装载器；8：运动控制器；9：工控机；10：第一干扰机；11：第二干扰机；12：雷达模拟辐射源。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在信息化条件下，以被动导引头为关键部件的反辐射武器成为雷达的主要威胁。近年来，一些对抗反辐射武器技术方法的出现，使得对抗雷达目标变得更加困难。被动雷达指导设备的抗干扰性能直接决定能否快速跟踪并精准打击目标。因此，研究被动导引头抗干扰测试系统和方法，全面准确评估被动导引头的抗干扰性能对于确保反辐射武器制导设备的制导性能具有重要的意义。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供了一种被动导引头抗干扰测试系统，包括：工控机9、装载器7、运动控制器8、雷达模拟辐射源12、干扰机和电源6；

进行抗干扰测试时被动导引头用于接收和处理雷达目标辐射的电磁信号，根据侦测的电磁信号跟踪目标并导引载机平台飞向目标；

工控机9用于发给导引头控制指令，记录被动导引头工作状态和侦测数据，并连接运动控制器；其中，控制指令包括被动导引头发送的启动搜索指令和自检指令；

运动控制器8用于为装载器提供运动指令，进而装载被动导引头在水平方向和俯仰方向转动及竖直方向平移；更为具体地，运动控制器8向装载器中的步进电机发送运动指令，由步进电机驱动带动装载器，进而装载被动导引头在水平方向和俯仰方向上转动以及竖直方向上平移；

如图2所示，装载器7包括俯仰旋转机构1、水平旋转机构2、竖向平移机构3和固定夹具4；装载器7中的固定夹具4用于安全固定被动导引头；装载机中的水平旋转机构2、俯仰旋转机构1和竖向平移机构3分别用于装载被动导引头在水平方向转动、俯仰方向转动和竖直方向平移，实现被动导引头三维姿态可调整变化，以便根据测试需要使得辐射电磁波进入被动导引头视野范围，并便于被动导引头跟雷达模拟辐射源、干扰机之间的空间位置关系和角度关系的量化分析；

雷达模拟辐射源12用于模拟产生各种雷达信号，并通过天线向为辐射；

干扰机用于模拟产生压制式或欺骗式干扰信号，并通过天线向外辐射；根据测试需要干扰机可布设多台；

电源用于为被动导引头和装载器提供稳定电压。

该测试系统既可在室内，也可在外场开展；此外，如果外场测试针对的是真实雷达，只需要将雷达模拟辐射源更换为真实雷达，其他设备仍可采用。

基于上述提供的被动导引头抗干扰测试系统，本发明提供了被动导引头抗干扰测试方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤一：将被动导引头安装至装载器，连接各器件间的线缆；根据测试项目需求，布设雷达模拟辐射源和干扰机；

其中，根据测试项目设定被动导引头跟雷达模拟辐射源和干扰机之间的空间角度和位置关系，布设雷达模拟辐射源和干扰机，进而设置雷达模拟辐射源和干扰机辐射的信号样式等；

步骤二：工控机开机，装载器和运动控制器开机通电；根据测试项目需求，运动控制器控制装载器将被动导引头调整到初始俯仰方向、水平方向和竖向位置，被动导引头开机通电；雷达模拟辐射源和干扰机开机通电；

步骤三：设置雷达模拟辐射源目标信号波形样式，发射信号，被动导引头启动搜索侦察，发现目标，直至跟踪上目标；根据测试项目需要记录被动导引头工作状态转换时间、侦测的雷达频率、脉宽、幅度和到达方向等数据；

工作状态转换时间是指被动导引头从一种工作状态到下一种工作状态所经历的时间，譬如启动搜索侦察到跟踪上目标所花费的时间；

雷达目标信号波形样式是指针对探测目标特性、目标位置、目标数量、目标状态和任务作用等不同，雷达所采取的不同信号波形样式；不同波形样式跟雷达发射信号的载频、重频、脉宽、脉幅、脉内特征、扫描周期、数据率等参数有着直接关联；

步骤四：设置干扰机干扰信号样式并发射，被动导引头启动搜索侦察，如果能跟踪上目标，记录被动导引头工作状态转换时间、频率、脉宽、幅度和到达方向等数据；如果不能跟踪上目标，记录被动导引头侦测频率、脉宽、幅度和到达方向等数据；

其中，干扰信号样式是指以某种波形对干扰设备产生的载波进行调制后的信号波形样式，不同干扰信号样式跟干扰机发射信号的载频、带宽、功率、响应时间、噪声调制方式、脉冲调制方式、正弦波调制方式、复合调制方式等有着直接关联，譬如：功率射频噪声干扰和密集脉冲干扰等；

步骤五：更改干扰机的主要参数指标及位置，重复步骤四；

更改雷达模拟辐射源的目标参数，重复步骤三、步骤四；直至完成单个干扰机条件下被动导引头的性能测试；根据被动导引头受干扰前后测量数据的准确性、跟踪目标的稳定性、干扰有效压制区域变化等性能，测试和综合分析评估被动导引头抗干扰性能；

步骤六：增加干扰机数量并布设，重复步骤三、步骤四和步骤五。

综上所述，本发明与现有技术相比，存在以下优势：

本发明提供的被动导引头抗干扰性能测试系统，公开了采用装载器对被动导引头固定和三维方向的移动，确保辐射源辐射的电磁波能够进入被动导引头的视野范围；根据测试项目需求，在被动导引头周边设置干扰机和辐射源，提供了不同的干扰信号与电磁信号；工控机对存在干扰信号前后被动导引头的工作状态数据和侦测数据进行对比分析；该系统在布设便捷的同时，可以满足内外场被动导引头抗干扰性能的测试需求。即：在室内辐射源使用雷达模拟辐射源，在室外辐射源使用雷达实体辐射源，只需简单更换，即可完成被动导引头抗干扰性能的测试需求。

本发明提供了一种被动导引头抗干扰性能测试方法，根据测试项目需求，在无干扰信号时，记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；存在干扰信号，重新记录下被动导引头的工作状态数据和侦测数据；通过提供不同的辐射源的电磁信号以及干扰机的干扰信号，对比存在干扰信号前后被动导引头的工作状态数据和侦测数据，能够在引入干扰条件下开展被动导引头的测试，综合分析干扰信号对被动导引头跟踪雷达目标工作性能的影响，提高被动导引头抗干扰性能。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种被动导引头抗干扰性能测试系统，其特征在于，包括：工控机、装载器、运动控制器、辐射源、干扰机和电源；

所述工控机的第一输出端与所述运动控制器的输入端连接；所述运动控制器的输出端与所述装载器的第一输入端连接；所述电源的第一接口与所述装载器的第二输入端连接；在测试时，被动导引头固定安装在所述装载器上，所述电源的第二接口以及所述工控机的第二输出端均与所述被动导引头的第一输入端联通，根据测试项目需求所述被动导引头周边设置所述干扰机和辐射源；

所述工控机用于通过实时接收被动导引头侦测的电磁信号，为被动导引头提供控制指令；对被动导引头、辐射源、以及干扰机之间的空间位置关系和角度关系进行量化分析；所述运动控制器用于根据量化分析后的被动导引头、辐射源和干扰机的空间位置与角度生成运动指令；所述装载器用于根据运动指令装载所述被动导引头在水平方向和俯仰方向上转动以及竖直方向上平移，使得辐射源辐射的电磁波进入所述被动导引头的视野范围；所述辐射源用于提供各种雷达目标的电磁信号；所述干扰机用于提供压制式或欺骗式的干扰信号；所述被动导引头用于接收并处理雷达目标的电磁信号，根据侦测的电磁信号以及工控机的所提供的控制指令，跟踪雷达目标并导引载机平台飞向目标，并将被动导引头的工作状态数据和侦测数据传输至工控机；所述工控机用于记录所述被动导引头的工作状态数据和侦测数据；根据存在干扰信号前后所述被动导引头的工作状态数据和侦测数据，测试所述被动导引头的抗干扰性能。

2.根据权利要求1所述的被动导引头抗干扰性能测试系统，其特征在于，所述辐射源为雷达模拟辐射源或者雷达实体辐射源。

3.根据权利要求1或2所述的被动导引头抗干扰性能测试系统，其特征在于，所述被动导引头的工作状态数据包括被动导引头工作状态转换时间；侦测数据包括侦测频率、脉宽、幅度和到达方向。

4.根据权利要求1所述的被动导引头抗干扰性能测试系统，其特征在于，不同雷达目标的电磁信号具有不同的雷达目标信号波形样式，通过设置不同的电磁信号参数，获取不同的雷达目标信号波形样式；其中，电磁信号参数包括：载频、重频、脉宽、脉幅、脉内特征、扫描周期和数据率。

5.根据权利要求1或4所述的被动导引头抗干扰性能测试系统，其特征在于，不同所述干扰信号的获取通过设置不同的干扰信号参数获取；其中，干扰信号参数包括：载频、带宽、功率、响应时间、噪声调制方式、脉冲调制方式、正弦波调制方式和复合调制方式。

6.基于权利要求1所述的被动导引头抗干扰性能测试系统的抗干扰性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据测试项目需求，布设辐射源和干扰机，并将被动导引头调整至初始俯仰方向、水平方向和竖向位置；

（2）设置辐射源的雷达目标信号波形样式，发射电磁信号；

（3）被动导引头启动搜索侦察，跟踪雷达目标，并记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；

（4）设置不同的干扰信号，被动导引头在不同干扰信号的情况下搜索侦察，若能跟踪上雷达目标，记录被动导引头的工作状态数据和侦测数据；若无法跟踪雷达目标，则记录被动导引头的侦测数据；

（5）更改辐射源的电磁信号参数，转至步骤（3），直至完成当前干扰机条件下被动导引头的抗干扰性能测试；

（6）对比步骤（3）与步骤（4）的被动导引头的工作状态数据和侦测数据，分析被动导引头对干扰机的抗干扰性能。

7.根据权利要求6所述的抗干扰性能测试方法，其特征在于，所述辐射源为雷达模拟辐射源或者雷达实体辐射源。

8.根据权利要求6或7所述的抗干扰性能测试方法，其特征在于，所述被动导引头的工作状态数据包括被动导引头工作状态转换时间；侦测数据包括侦测频率、脉宽、幅度和到达方向。

9.根据权利要求6所述的抗干扰性能测试方法，其特征在于，所述电磁信号参数包括：载频、重频、脉宽、脉幅、脉内特征、扫描周期和数据率。

10.根据权利要求6或9所述的抗干扰性能测试方法，其特征在于，不同所述干扰信号的获取通过设置不同的干扰信号参数获取；其中，干扰信号参数包括：载频、带宽、功率、响应时间、噪声调制方式、脉冲调制方式、正弦波调制方式和复合调制方式。

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