精導(dǎo)與引戰(zhàn)配合中的近場(chǎng)問(wèn)題分析.pdf

1、由于單脈沖雷達(dá)的高精度測(cè)角性能,工程中廣泛使用其為精確制導(dǎo)及其他角度測(cè)量。然而,近距離脫靶問(wèn)題一直困擾著學(xué)術(shù)界及工程界。長(zhǎng)期以來(lái),絕大多數(shù)相關(guān)研究都采用近似模型,基于遠(yuǎn)場(chǎng)條件下的場(chǎng)分析,而且采用理想點(diǎn)模型目標(biāo)。僅有為數(shù)極少的近場(chǎng)研究,討論如何提高單脈沖雷達(dá)角度測(cè)量精度及分辨率,或考慮目標(biāo)的角閃爍對(duì)角度測(cè)量的影響。但這些研究并沒(méi)有直接給出在近距離范圍內(nèi)單脈沖天線的目標(biāo)響應(yīng),以及這些響應(yīng)影響近場(chǎng)測(cè)量精度的量化關(guān)系。實(shí)際中的單脈沖天線目標(biāo)尋向

2、原理均基于目標(biāo)的遠(yuǎn)場(chǎng)散射特性。但在近距離測(cè)量時(shí),天線的發(fā)射及入射波已不能被近似為均勻平面波,導(dǎo)致目標(biāo)散射場(chǎng)的幅、相分布就更為復(fù)雜;而且,天線自身的結(jié)構(gòu)和孔徑對(duì)接收信號(hào)響應(yīng)也有一定的影響;這些因素都應(yīng)一并體現(xiàn)在分析模型中。本文通過(guò)建立一體化模型,綜合考慮了以上因素,接著通過(guò)對(duì)目標(biāo)的仿真加深對(duì)近距離脫靶現(xiàn)象的理解,并提出解決方案。
　　本文應(yīng)用電磁輻射與散射的數(shù)值方法,包括積分方程的矩量法(MoM)和多層快速多極子方法MLFMA,對(duì)單

3、脈沖天線和波束照射下目標(biāo)的電磁散射及差波束接收信號(hào)進(jìn)行一體化仿真。該方法包括以下三個(gè)步驟。首先,計(jì)算單脈沖(發(fā)射)天線的和波束,并將其作為對(duì)目標(biāo)照射的激勵(lì)條件。接著,計(jì)算目標(biāo)的散射場(chǎng),并將其作為對(duì)單脈沖接收天線的激勵(lì)。最后,計(jì)算出單脈沖天線差波束的接收信號(hào),并使用幅值法和相位法計(jì)算出測(cè)角結(jié)果?？梢詫?duì)以上三個(gè)步驟進(jìn)行多次迭代,以模擬目標(biāo)與天線之間的相互作用,并使數(shù)值解達(dá)到穩(wěn)定收斂。本文首先通過(guò)一個(gè)算例來(lái)驗(yàn)證該算法的正確性。其次,通過(guò)數(shù)值計(jì)

4、算獲得不同距離和不同照射條件下單脈沖天線接收到的目標(biāo)散射響應(yīng)。接著,通過(guò)與近似模型進(jìn)行對(duì)比,證明近似模型在近距離下并不能夠正確地計(jì)算出單脈沖天線的響應(yīng),有必要建立一體化模型。在導(dǎo)彈目標(biāo)算例中,將天線——目標(biāo)一體化建模和口徑面散射近場(chǎng)的幅、相分布計(jì)算結(jié)果用于近距離條件下單脈沖天線測(cè)角誤差的研究,并通過(guò)頻率、距離的變化對(duì)測(cè)角精度做了對(duì)比分析;發(fā)現(xiàn)目標(biāo)近場(chǎng)散射幅、相分布的非均勻性,是導(dǎo)致單脈沖天線近距離角度測(cè)量產(chǎn)生較顯著的測(cè)角誤差的主要原因;