CN208091316U - 一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统，涉及雷达领域，该系统包括：两个天线模组、两个收发机以及一个处理机，处理机分别连接两个收发机，每个收发机分别连接一个天线模组，一个天线模组以及与其相连的收发机设置在飞行器的一个吊舱中，另一个天线模组以及与其相连的收发机设置在飞行器的另一个吊舱中，处理机设置在飞行器的任意一个吊舱中；该系统能获取逼近导弹距离、速度、方位等关键信息，可以连续跟踪和分析各型威胁导弹，同时能够适应全天候、全天时工作环境，另外该系统采用脉冲多普勒雷达探测体制，可以有效降低虚警率。

Description

一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统

技术领域

本实用新型涉及雷达领域，尤其是一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统。

背景技术

随着防空武器的不断发展，特别是单兵便携式地对空导弹的出现和迅速扩散，各种作战飞机的战场生存力面临巨大的挑战，因此在战场环境日益恶化的今天，作战飞机上通常会配备导弹逼近告警系统(Missile Approach Warning System，MAWS)来有效防止作战飞机遭到便携式防空导弹和地空、空空导弹的袭击。

导弹逼近告警系统主要分为有源导弹逼近告警系统和无源导弹逼近告警系统两类，目前比较常用的是无源导弹逼近告警系统，常见的无源导弹逼近告警系统包括红外告警系统和紫外告警系统。红外告警系统通过探测导弹尾焰中特征明显的红外辐射来进行告警，由于大气衰减较小，因此红外告警系统的探测距离远、灵敏度高，但容易受自然辐射源的影响而产生较多虚警。紫外告警系统工作在太阳光谱的日盲区，不受日光及各种自然辐射源的影响，但由于大气臭氧吸收的原因，其探测距离通常不远，对于远处的快速威胁有一定局限性。由此可以看出，虽然无源导弹逼近告警系统具有隐蔽性好、不易被探测等优点，但在探测距离和告警准确性等方面都存在缺点，另外，无源导弹逼近告警系统通常只能提供导弹的方位信息，能够提供的信息量也有限。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统，该系统可以获取逼近导弹的距离、速度、方位等关键信息，可以连续跟踪和分析所有的威胁导弹，同时能够适应全天候、全天时工作，另外该系统采用脉冲多普勒雷达探测体制，可以有效降低虚警率。

本实用新型的技术方案如下：

一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统，该系统设置在飞行器中，该飞行器包括对称设置在两侧的吊舱，该系统包括：两个天线模组、两个收发机以及一个处理机，处理机分别连接两个收发机，每个收发机分别连接一个天线模组，一个天线模组以及与其相连的收发机设置在飞行器的一个吊舱中，另一个天线模组以及与其相连的收发机设置在飞行器的另一个吊舱中，处理机设置在飞行器的任意一个吊舱中；每个天线模组中包括3个天线组件；每个收发机中包括选通开关、环形器、功率放大器以及接收机，环形器的各个端口分别连接选通开关的固定端、功率放大器的发送端以及接收机的接收端，选通开关的各个活动端分别连接与收发机相连的天线模组中的3个天线组件；处理机中包括数字处理模块和频率综合器，数字处理模块连接频率综合器，数字处理模块对外提供通信接口，频率综合器分别连接两个收发机中的功率放大器的激励端以及接收机的本振输入端；

处理机用于为收发机提供发射激励信号和本振信号，收发机通过功率放大器对接收到的发射激励信号进行功率放大，以及通过环形器和选通开关选通天线模组中的一个天线组件并通过选通的天线组件向外辐射功率放大后的发射信号；收发机还用于通过选通的天线组件接收回波信号，以及通过接收机对回波信号进行信号处理并将处理后的回波信号发送给处理机，处理机根据接收到的各个回波信号生成告警信号并通过通信接口输出告警信号，告警信号包括导弹相对于飞行器的方位、速度和距离。

其进一步的技术方案为，每个天线组件中分别包括L波段微带天线、天线框架和天线罩，L波段微带天线设置在天线框架上，L波段微带天线和天线框架外部设置有天线罩，每个天线组件在水平方向覆盖一个60°的方位象限，两个天线模组中的六个天线组件在水平方向分别朝向不同的方位共形成360°全方位波束覆盖。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开了一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统，该系统在飞行器两侧的吊舱内靠近天线就近配置两个收发机，可以实现大功率信号发射、低损耗接收处理，两套收发机共用一套处理机，为收发机提供发射激励信号及本振信号，并对两套收发机的回波进行集中式的信号与数据处理，可以提供系统的集成度，降低体积、重量。因此该系统是一种有源的告警系统，其自身可以发射辐射信号进行定位、跟踪来袭导弹，无需依赖目标辐射，能获取逼近导弹距离、速度、方位等关键信息，可以连续跟踪和分析各型威胁导弹，同时能够适应全天候、全天时工作环境，一旦发现危险，自动触发最可靠的干扰措施，无需机组人员参与，同时作用距离远，预警时间长，足以施放有效的干扰。

另外该系统采用脉冲多普勒雷达探测体制，通过发射相参脉冲调制微波信号、接收目标回波并进行相参积累，利用运动目标回波的多普勒频移与地面杂波多普勒频移的不同来抑制杂波干扰，实现对高速目标的多普勒测速和时延测距，可以有效降低虚警率，提高告警准确性，很好地弥补了现有的无源告警系统虚警率高等先天不足。

附图说明

图1是本申请公开的具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统，请参考图1示出的系统框图，该系统包括两个天线模组、两个收发机以及一个处理机，本申请中的通信接口为RS422，该通信接口与RS422总线配合实现与外部的通信。处理机分别连接两个收发机，每个收发机分别连接一个天线模组。该系统中的各个模组分别安装在飞机之类的飞行器中，通常是安装在飞行器机身两侧对称设置的吊舱舱体内，一个天线模组以及与其相连的收发机安装在飞行器的一个吊舱中，另一个天线模组以及与其相连的收发机安装在飞行器的另一个吊舱中，处理机安装在飞行器的任意一个吊舱中，由于两个吊舱通常相距较远，这种在每个吊舱内配置一个收发机的做法可以有效降低收发信号的射频损耗，而两套收发机共用一个处理机，又可以提高系统的集成度，降低系统的体积和重量。通常情况下，该系统中还包括两个电源模块，每个电源模块分别设置在一个吊舱内，每个电源模块为其所在的吊舱内的各个模组供电。

两个天线模组分别安装在两侧的吊舱舱体内，实现水平方向360°全方位覆盖，通常情况下每个天线模组中包括N个天线组件，N为正整数，在本申请中，每个天线模组中包括三个天线组件，整个系统共包括六个天线模组，设置在左侧吊舱中的三个天线组件分别朝向左前方、左侧和左后方，设置在右侧吊舱中的三个天线组件分别朝向右前方、右侧和右后方。每个天线组件中分别包括L波段微带天线、天线框架和天线罩，L波段微带天线设置在天线框架上，L波段微带天线和天线框架外部设置有天线罩。每个天线组件在水平方向覆盖一个60°的方位象限，两个天线模组中的六个天线组件在水平方向分别朝向不同的方位共形成360°全方位波束覆盖，俯仰向由每个天线组件的俯仰波束宽度决定，在本申请中，每个天线组件在俯仰向覆盖-60°～+15°共75°空域范围。

每个收发机中包括选通开关、环形器、功率放大器以及接收机，选通开关包括一个固定端和N个活动端，活动端的个数通常与一个天线模组中的天线组件的数量相等，各个活动端分别连接与收发机相连的天线模组中的N个天线组件，因此在本申请中，选通开关为三选一大功率开关，三个活动端分别连接三个天线组件。环形器的各个端口分别连接选通开关的固定端、固态功率放大器的发送端以及接收机的接收端。

该系统只在飞行器的一个吊舱中配置处理机，处理机是左右两个吊舱中的收发机共用的处理机，作为该系统中相参频率源、信号与数据处理以及系统控制的中心。处理机中包括数字处理模块和频率综合器，通常还包括A/D转换器(模数转换器)，设计为一个整体模块。数字处理模块连接频率综合器，数字处理模块对外提供通信接口，频率综合器分别连接两个收发机中的功率放大器的激励端以及接收机的本振输入端。

本申请公开的具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统可以对导弹或其他高速目标进行告警，实现对导弹的多普勒测速和时延测距，其工作原理为：

数字处理模块在定时器的控制下产生脉冲调制基带波形，通过频率综合器上变频后产生发射激励信号，频率综合器也对基准时钟进行倍频后产生本振信号，处理机通过频率综合器为两侧的两个收发机中的功率放大器提供发射激励信号、为两侧的两个收发机中的接收机提供本振信号。收发机中的功率放大器对接收到的发射激励信号进行功率放大，通过环形器和选通开关选通六个天线组件中朝向某个特定方向的天线组件后，通过该选定的天线组件向外辐射功率放大后的发射信号。若该特定方向上有导弹或其他高速目标，则会产生回波信号，该选通的天线组件会接收到回波信号，接收机对该回波信号执行低噪声放大、下变频和滤波等信号处理过程得到中频回波信号，并将处理后的回波信号发送给处理机进行后续处理。

处理机中的数字处理模块分别接收来自左右两个吊舱中的接收机下发的回波信号，完成信号的A/D采样、数字下变频处理，并进行FFT(Fast Fourier Transformation，离散傅氏变换的快速算法)相参积累、自适应杂波抑制、恒虚警目标检测等信号处理过程，并通过处理软件进行处理生成告警信号，该告警信号包括导弹相对于飞行器的方位、径向速度和距离，为了有效消除地面建筑物、山脉、房屋等静止物体及运动车辆等运动物体引起的杂波干扰，数字处理模块对回波信号进行相参积累，一方面通过多普勒频率的不同，采用自适应杂波跟踪和滤波技术，区分地面杂波和目标回波，并抑制地杂波；另一方面，也通过设置径向速度门限，抑制低速目标。另外，通过采用相参积累技术，也可显著改善目标回波的信噪比，提高测速测距单元的作用距离、测速和测距精度。

最后，处理机再通过通信接口输出该告警信号。实际实现时，该通信接口可以直接连接飞行器的控制器并向其输出告警信号。更为常用的做法是，该具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统与传统的红外告警系统或紫外告警系统之类的无源告警系统结合使用成为一个完整的告警系统，则该雷达型告警系统的通信接口连接无源告警系统，在无源告警系统的引导下，该雷达型告警系统选通六个天线组件中的某一个天线组件进行辐射及接收，从而对该天线组件的波束覆盖区域的来袭目标进行探测，最后该雷达型告警系统将告警信号输出给无源告警系统，两者得到的告警信号进行相关融合处理后得到最终的告警信号，可以极大地提高整个告警系统的准确率。

本申请公开的具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统主要技术指标包括：

1)工作频段：L波段；

2)空域覆盖要求：

方位覆盖空域：360°；

俯仰覆盖空域：-60°～+15°。

3)目标径向速度检测范围：100m/s～850m/s；

4)目标作用距离(检测概率Pc＝0.95、地面后向散射系数Г＝0.15、虚警率≤10-6)：

对RCS为0.05m2的典型肩扛式地空导弹(毒刺、红缨系列)，探测距离≥3km；

5)距离探测盲区：≤300m；

6)距离探测分辨率：≤300m；

7)距离探测精度：≤200m；

8)速度探测精度：≤5m/s；

9)告警反应时间(从光电探测单元启动告警之后到测速测距单元输出告警信息止)：＜0.2s；

10)数据交联接口：RS-422(波特率：19200bps)；

11)输出目标信息：目标编号、距离、速度、方位象限；

12)供电与功耗：供电主电源为交流三相/400Hz 115V，耗电小于1500VA。辅助电源采用+28V供电，功耗≤100W；

13)重量：≤22kg(不含装机电缆)。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种具有测速测距功能的雷达型导弹逼近告警系统，所述系统设置在飞行器中，所述飞行器包括对称设置在两侧的吊舱，其特征在于，所述系统包括：两个天线模组、两个收发机以及一个处理机，所述处理机连接两个收发机，每个所述收发机分别连接一个天线模组，一个天线模组以及与其相连的收发机设置在所述飞行器的一个吊舱中，另一个天线模组以及与其相连的收发机设置在所述飞行器的另一个吊舱中，所述处理机设置在所述飞行器的任意一个吊舱中；每个所述天线模组中包括3个天线组件；每个所述收发机中包括选通开关、环形器、功率放大器以及接收机，所述环形器的各个端口分别连接所述选通开关的固定端、所述功率放大器的发送端以及所述接收机的接收端，所述选通开关的各个活动端分别连接与所述收发机相连的天线模组中的3个天线组件；所述处理机中包括数字处理模块和频率综合器，所述数字处理模块连接所述频率综合器，所述数字处理模块对外提供通信接口，所述频率综合器分别连接两个收发机中的功率放大器的激励端以及接收机的本振输入端；

所述处理机用于为所述收发机提供发射激励信号和本振信号，所述收发机通过所述功率放大器对接收到的所述发射激励信号进行功率放大，以及通过所述环形器和所述选通开关选通天线模组中的一个天线组件并通过选通的所述天线组件向外辐射功率放大后的发射信号；所述收发机还用于通过选通的所述天线组件接收回波信号，以及通过所述接收机对所述回波信号进行信号处理并将处理后的所述回波信号发送给所述处理机，所述处理机根据接收到的各个回波信号生成告警信号并通过所述通信接口输出所述告警信号，所述告警信号包括导弹相对于所述飞行器的方位、速度和距离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述天线组件中分别包括L波段微带天线、天线框架和天线罩，所述L波段微带天线设置在所述天线框架上，所述L波段微带天线和所述天线框架外部设置有所述天线罩，每个所述天线组件在水平方向覆盖一个60°的方位象限，两个天线模组中的六个天线组件在水平方向分别朝向不同的方位共形成360°全方位波束覆盖。