理论教育 连续波多普勒体制无线电引信原理详解

连续波多普勒体制无线电引信原理详解

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:连续波多普勒体制无线电的工作原理框图如图4-1所示。图4-1连续波多普勒体制无线电工作原理框图设目标在电磁意义上是一个点,即目标尺寸与其和引信发射天线距离相比可以忽略,或该点的反射与目标的反射相等效。振荡器信号与引信天线接收信号进入混频器进行混频,混频后信号经多普勒选通滤波,取出多普勒信号,经信号识别与处理,推动执行级输出点火脉冲。

连续波多普勒体制无线电引信原理详解

连续波多普勒体制无线电的工作原理框图如图4-1所示。

图4-1 连续波多普勒体制无线电工作原理框图

设目标(或反射体)在电磁意义上是一个点,即目标尺寸与其和引信发射天线距离相比可以忽略,或该点的反射与目标的反射相等效。当振荡器通过天线辐射的信号被目标反射时,由于存在相对运动,引信接收天线接收的频率与振荡器频率相差一个多普勒频率。如果目标不能作为电磁意义上的点来看待,而只能看作一个面或体,则引信接收天线接收的频率与振荡器频率相差一个多普勒频谱,该多普勒频谱的形状与目标的大小、形状有关。本书在没有特殊说明的情况下,以后讨论均将目标假设为电磁意义上的一个点进行处理。

振荡器信号与引信天线接收信号进入混频器进行混频,混频后信号经多普勒选通滤波,取出多普勒信号,经信号识别与处理,推动执行级输出点火脉冲。

为分析方便,不失一般性,设振荡器初始相位为φ0=0,则振荡器信号为

式中,ULm为信号的幅值;ω0角频率

通过天线向目标方向的发射信号为

式中,UTm为发射信号的幅值。

引信接收(或回波)信号为

式中,URm为回波信号幅度,它与目标的反射能力、方位和目标与引信的距离R有关;τ为回波信号相对发射信号的延迟时间,它仅与引信和目标之间的距离有关,即img,其中c为光速

设接收天线为线天线,则

式中,Er为引信接收天线处场强;Fr(φ)为引信接收天线方向性函数;he为引信接收天线有效高度;λ为引信的工作波长;RΣ为引信天线辐射电阻;Dr为引信接收天线方向性系数;η为自由空间波阻抗,η=120π。(www.daowen.com)

回波信号的相位为

回波信号的频率为

由式(4-7)可见,回波信号频率fR比发射信号频率f0多了一项:

称fd为多普勒频率。

设弹(或引信)与目标相对运动速度为vR,并假设是接近运动,即img,则

由此,回波信号可改写为

经混频器与本振(振荡器)信号混频,得

式中,k为混频系数。

经多普勒带通滤波,滤除2倍频分量,得到目标的多普勒信号:

事实上,由于弹(或引信)与目标之间的相对运动,当这个运动是接近时(vR>0),多普勒信号的幅度是随着距离的减小而增大的;反之,当这个运动是相背离时(vR<0),多普勒信号的幅度是随着距离的增大而下降的。

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