海面多路徑效應(yīng)對(duì)被動(dòng)微波測(cè)角的影響分析

樊鵬飛+歐陽(yáng)中輝

摘 ?要： 在攔截超低空目標(biāo)時(shí)，海面多路徑效應(yīng)會(huì)嚴(yán)重影響被動(dòng)制導(dǎo)型艦空導(dǎo)彈的測(cè)角精度。首先闡述海面多路徑效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)理，然后結(jié)合旋轉(zhuǎn)式相位干涉儀的測(cè)角原理，通過(guò)建立海面多路徑鏡面反射幾何模型，給出了雙天線直達(dá)信號(hào)和鏡面反射信號(hào)表達(dá)式。在此基礎(chǔ)上，選取典型超低空彈道，根據(jù)仿真結(jié)果代入多路徑計(jì)算模型，分析超低空彈道多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)角精度的影響。仿真結(jié)果表明，海面多路徑效應(yīng)對(duì)被動(dòng)微波體制導(dǎo)引頭測(cè)角影響顯著，為下一步研究抑制多路徑影響措施提供了重要參考。

關(guān)鍵詞： 海面多路徑效應(yīng); 被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭; 鏡面反射; 超低空彈道

中圖分類號(hào)： TN97?34 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2014）24?0056?05

Simulation analysis on influence of sea surface multipath effect on PRS angle measurement

FAN Peng?fei， OUYANG Zhong?hui

（Department of Ordnance Science and Technology， Naval Aeronautical and Astronautical University， Yantai 264001， China）

Abstract： As attacking the ultralow?altitude targets， the sea surface multipath effect has great influence on passive radar seeker （PRS） angle measuring precision of ship?to?air missile. The occurring principle of sea surface multipath effect is described. The specular reflection geometric model of the sea surface multipath effect is built in combination with the angle measuring principle of rotating phase interferometer. By this model， the expressions of direct signal and specular reflection signal of dual?atenna are given. On this basis， typical low?altitude ballistic trajectories are selected to analyze the influence of the multipath effect on the angle measuring accuracy according to the results of the simulation calculation in multipath effect model. The simulation results show that sea surface multipath effect affects PRS angle measuring accuracy significantly. The achievement provided an important reference for the next research on restraining multipath effect.

Keywords： sea surface multipath effect; passive radar seeker; specular reflection; ultralow?altitude ballistic trajectory

0 ?引 ?言

電磁波在傳播過(guò)程中經(jīng)地面、海面或其他物體反射后，往往存在包括直線傳播以外的多條路徑。在雷達(dá)接收機(jī)處，來(lái)自同一輻射源的電磁波經(jīng)不同路徑傳播后形成的多徑信號(hào)，會(huì)給雷達(dá)對(duì)目標(biāo)正常的截獲和跟蹤性能造成影響，這種現(xiàn)象被稱為多路徑效應(yīng)[1]。

末端艦空導(dǎo)彈的攔截目標(biāo)多為超低空反艦導(dǎo)彈，跟蹤雷達(dá)的工作狀態(tài)往往是低仰角姿態(tài)，通常會(huì)受到海面反射信號(hào)的干擾，因此被動(dòng)雷達(dá)天線極易受多路徑效應(yīng)影響[2]。當(dāng)反射表面比較光滑時(shí)，這種誤差更為強(qiáng)烈，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使導(dǎo)彈跟蹤到鏡像目標(biāo)，造成攔截失敗。為了提高艦空導(dǎo)彈的攔截效能，必須詳細(xì)分析海面多路徑效應(yīng)對(duì)被動(dòng)微波測(cè)角的影響，從而為進(jìn)一步研究抑制多路徑效應(yīng)措施提供參考。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已對(duì)多路徑效應(yīng)做了許多工作，研究集中于反射模型建立、半實(shí)物仿真、三維地形建模、抑制措施等方面。文獻(xiàn)[3]采用面元KA法及微擾法（SPA）建立了粗糙海面多路徑電磁散射模型;文獻(xiàn)[4]提出了基于半實(shí)物仿真的多路徑仿真系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)的方法;文獻(xiàn)[5]采用隨機(jī)分形插值算法對(duì)起伏地面和海面進(jìn)行了三維地形建模;文獻(xiàn)[6]將傳統(tǒng)的多目標(biāo)分辨算法（C2算法）與偏差補(bǔ)償技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于低角多路徑環(huán)境下跟蹤目標(biāo)俯仰角的測(cè)量?？傮w上看，現(xiàn)有海面多路徑效應(yīng)研究的不足之處主要包括：對(duì)艦載雷達(dá)、主動(dòng)雷達(dá)研究較多，缺乏對(duì)被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭影響的研究;對(duì)被動(dòng)雷達(dá)影響的研究大多未考慮相位干涉儀雙天線的旋轉(zhuǎn);與導(dǎo)彈飛行彈道的聯(lián)系不夠緊密等。

基于此，本文結(jié)合旋轉(zhuǎn)式相位干涉儀的測(cè)角原理，建立了海面多路徑鏡面反射模型，選取典型超低空彈道，詳細(xì)分析了超低空下海面多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)角精度的影響。

1 ?海面多路徑效應(yīng)分析

雷達(dá)偵察裝備在復(fù)雜海面背景條件下接收到的多路徑信號(hào)也是非常復(fù)雜的。按照反射表面起伏不平的程度，可分為平滑表面和粗糙表面。在光滑平坦的表面，表面反射主要為鏡面反射;在粗糙不平的表面上，還會(huì)產(chǎn)生漫反射。根據(jù)之前的研究結(jié)果，海情較小時(shí)鏡面反射下多路徑效應(yīng)影響會(huì)較為嚴(yán)重;而海情較大時(shí)多路徑反射比較雜亂，起伏較快，可通過(guò)取平均值的方法減小偏差[3]。因此，本文著重研究鏡面反射情況下海面多路徑效應(yīng)對(duì)被動(dòng)微波測(cè)角的影響，鏡面反射多路徑示意圖如圖1所示。

圖1 鏡面反射多路徑示意圖

由于目標(biāo)和鏡像目標(biāo)分別為兩個(gè)矢量點(diǎn)源，兩個(gè)矢量點(diǎn)源通過(guò)干涉疊加后進(jìn)行矢量合成，形成一個(gè)新的矢量點(diǎn)源，也就是兩個(gè)目標(biāo)的合成中心。由于鏡像目標(biāo)的影響，導(dǎo)引頭測(cè)到的角度既不是目標(biāo)角度也不是鏡像目標(biāo)角度，而是這個(gè)新的合成矢量的角度，這個(gè)合成中心位置隨著彈目相對(duì)運(yùn)動(dòng)在目標(biāo)與鏡像的連線上改變，這就是目標(biāo)的角閃爍現(xiàn)象，給導(dǎo)引頭測(cè)角帶來(lái)嚴(yán)重影響。

2 ?鏡面反射模型

2.1 ?旋轉(zhuǎn)式相位干涉儀測(cè)角原理

在被動(dòng)雷達(dá)測(cè)角中相位干涉儀是較常用的一種角度測(cè)量方法，其基本原理是通過(guò)鑒別不同天線接收到的平面電磁波信號(hào)的相位差，然后經(jīng)過(guò)角度變換計(jì)算出目標(biāo)輻射源的視線角[7]。

被動(dòng)微波子系統(tǒng)采用相位干涉儀測(cè)角面臨的基本問(wèn)題是難以同時(shí)滿足不模糊測(cè)角范圍和測(cè)角精度的要求。旋轉(zhuǎn)式雙天線跟蹤測(cè)角系統(tǒng)能夠較好地解決這個(gè)問(wèn)題，在保證較高測(cè)角精度、較大不模糊測(cè)角范圍的基礎(chǔ)上，利用一對(duì)測(cè)向天線實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的空間定向。旋轉(zhuǎn)式相位干涉儀實(shí)質(zhì)上是采用時(shí)延跟蹤環(huán)路形成電子角度跟蹤系統(tǒng)，使角度信息轉(zhuǎn)換為彈體旋轉(zhuǎn)頻率的交流幅度與相位信息，其測(cè)角雙天線運(yùn)動(dòng)模型如圖2所示。有關(guān)旋轉(zhuǎn)式相位干涉儀測(cè)角模型詳見(jiàn)文獻(xiàn)[8]，在此不再贅述。

圖2 旋轉(zhuǎn)式雙天線運(yùn)動(dòng)模型

2.2 ?鏡面反射幾何模型

當(dāng)海面起伏高度差滿足瑞利判據(jù)[9]時(shí)，認(rèn)為反射信號(hào)來(lái)自反射點(diǎn)附近的第一菲涅爾區(qū)，此時(shí)主要產(chǎn)生鏡面反射信號(hào)。鏡面反射幾何模型如圖3所示，輻射源位于位置T，坐標(biāo)為[（0，0，hT）]，[a1][a2]為基線長(zhǎng)為[d]的天線，以旋轉(zhuǎn)頻率[ωr]繞平行于y軸的水平線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)面在xOz面上的投影如圖4所示，天線中心在yOz面內(nèi)，高度為[hM]，且到y(tǒng)軸的投影點(diǎn)坐標(biāo)為[（0，L，0）]。以天線在xOz面上的投影與z軸重合時(shí)（[a1]在上[a2]在下）為初始時(shí)刻，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，[a1]，[a2]的坐標(biāo)為[（xa1，ya1，za1）]和[（xa2，ya2，za2）]。假設(shè)在整個(gè)過(guò)程中不考慮微波輻射目標(biāo)的俯仰、方位和滾動(dòng)，也不考慮接收導(dǎo)引頭的俯仰變化。

圖3 鏡面反射幾何模型

圖4 旋轉(zhuǎn)天線在xOz面上的投影

以天線[a1]為例，此時(shí)輻射源T與天線[a1]的距離為[R]，[α]為直達(dá)信號(hào)與輻射源主波束的夾角，I為鏡面反射點(diǎn)，反射點(diǎn)到T，[a1]的距離分別為[R1]、[R2]，[α1]、[α2]分別為反射信號(hào)與T和[a1]主波束的夾角， [θ]為反射信號(hào)與海平面的夾角。各個(gè)相應(yīng)的參數(shù)求解如下：由旋轉(zhuǎn)天線在xOz面上投影的幾何關(guān)系，天線[a1]的坐標(biāo)[（xa1，ya1，za1）]的求解公式為：

[xa1=-d2sin（ωrt）ya1=Lza1=hM+d2cos（ωrt）] ? ? ? ? ? ? （1）

輻射源T到天線[a1]距離：

[R=xa12+ya12+（za1-hT）2] ? ? ? ? ?（2）

直達(dá)路徑與輻射源主波束的夾角：

[α=arccosya1R] ? ? ? ? ? ? ? （3）

鏡面入射波與水平面的夾角即掠射角：

[θ=arctanhT+za1xa12+ya12] ? ? ? ? ? （4）

進(jìn)一步，反射點(diǎn)I到輻射源T、天線的距離[R1]、[R2]分別為：

[R1=hMsinθ] ? ? ? ? ? ? ?（5）

[R2=za1sinθ] ? ? ? ? ? ? ?（6）

鏡面反射點(diǎn)I的坐標(biāo)[（xI，yI，0）]為：

[xI=R1cosθ（xa12+ya12）xa1yI=R1cosθ（xa12+ya12）ya1] ? ? ? ? ? （7）

鏡面反射波與輻射源主波束的夾角：

[α1=arccosyIR1] ? ? ? ? ? ? ?（8）

鏡面入射波與天線[a1]主波束的夾角：

[α2=arccosya1-yIR2] ? ? ? ? ? （9）

直達(dá)波的延時(shí)[td]、反射波的延時(shí)[tr]為：

[td=Rc] ? ? ? ? ? ? ? ?（10）

[tr=R1c+R2c] ? ? ? ? ? ? （11）

式中c為光速。

3 ?天線接收信號(hào)模型

3.1 ?輻射源發(fā)射信號(hào)模型

雷達(dá)發(fā)射信號(hào)為：

[St（t）=At?Gt?ft（θ）exp（jωct）?v（t）] ? （12）

式中：[At]為發(fā)射信號(hào)的幅度;[Gt]為發(fā)射天線的電壓增益;[ft（θ）]為發(fā)射天線方向圖函數(shù);[ωc]為載頻;[v（t）]為調(diào)制函數(shù)，是[Np]個(gè)寬度為[Tp]的矩形脈沖構(gòu)成的脈沖串。若不考慮脈間捷變頻和線性調(diào)頻，則：

[St（t）=At?Gt?ft（θ）exp（jωct）?k=0Np-1rectt-kTrTp] ?（13）

3.2 ?天線接收信號(hào)模型參數(shù)定義

如圖1所示，[Sd]為直達(dá)波，[Si]為入射波，[Sr]為反射波，鏡面反射滿足入射角等于反射角，即[ψi=ψr]，結(jié)合電磁理論易得導(dǎo)引頭處總的接收信號(hào)為[10]：

[S=Sd+Sr=Atf（θt）+ArρDf（θr）] ? ? （14）

式中：[At]為直達(dá)信號(hào)的幅度;[Ar]為反射信號(hào)的幅度;[f（θt）]為直達(dá)波方向圖;[f（θr）]為反射波方向圖;[D]為擴(kuò)散因子，考慮到地球曲率的影響，反射波照到凸起的地球表面會(huì)引起擴(kuò)散，使得電磁波能量密度衰減;[ρ]為表面反射系數(shù)，與反射表面的散射特性、入射波的入射角[ψi]、雷達(dá)的工作波長(zhǎng)和極化方式有關(guān)，下面對(duì)[ρ]的求解進(jìn)行討論。

對(duì)于理想的光滑平坦表面，反射系數(shù)為菲涅爾反射系數(shù)[ρ0]，即[ρ=ρ0]。可以利用極化形式、入射余角[η]和雷達(dá)工作頻率通過(guò)菲涅爾方程計(jì)算得到，不同極化形式下的菲涅爾反射系數(shù)[ρ0]表達(dá)式如下所示。

對(duì)于垂直極化有：

[ρ0=εsinψi-ε-cos2ψiεsinψi+ε-cos2ψi] ? ? ? （15）

對(duì)于水平極化有：

[ρ0=sinψi-ε-cos2ψisinψi+ε-cos2ψi] ? ? ? ?（16）

對(duì)于圓極化有：

[ρ0]是垂直極化與水平極化時(shí)的中值。

式（15）和式（16）中，[ε]是復(fù)介電常數(shù)，由下式確定：

[ε=Kε0-jσωε0=ε′-jε″≈ε′-j60λσ] ? （17）

式中：[ε0]是自由空間的介電常數(shù);[K]是相容率，[Kε0]是反射面的相對(duì)介電常數(shù);[σ]是電導(dǎo)率。文獻(xiàn)[9]給出了一些典型海面、地表的[σ]、[ε′]和[ε″]的數(shù)值。

對(duì)于有一定粗糙度的反射面，認(rèn)為其屬于相對(duì)平坦面，即在第一菲涅爾反射區(qū)內(nèi)，表面高度變化[Δh]滿足瑞利判據(jù)，這時(shí)[ρ=ρ0ρs]，其中[ρs]為鏡面散射因子，是表征反射面的粗糙度對(duì)鏡面反射幅度衰減影響的參數(shù)。鏡面散射因子通常用其均方根值（Root Mean Square，RMS）表示，它與反射面粗糙度因子[Γ]的關(guān)系為：

[ρs=exp[-2（2πΓ）2]，0<Γ<0.10.812 ?5371+2（2πΓ）2，Γ>0.1] ? ? ? （18）

[Γ=σhsinψiλ] ? ? ? ? ? ?（19）

式中：[σh]為表面起伏高度的標(biāo)準(zhǔn)差。

因此，對(duì)于海面有一定粗糙度的情況，應(yīng)用鏡面反射模型，天線總的接收信號(hào)為：

[S=Sd+Sr=Atf（θt）T+Arρ0ρsf（θr）] ? ? （20）

3.3 ?天線接收信號(hào)模型求解過(guò)程

對(duì)于起伏較小的海面，考慮只有鏡面反射時(shí)，天線接收的信號(hào)包括直達(dá)信號(hào)、鏡面反射信號(hào)。假設(shè)輻射和接收天線方向圖[ft（θt）]，[fr（θr）]均為高斯函數(shù)，將在鏡面反射幾何模型和接收信號(hào)模型中求得的參數(shù)代入公式，即得t時(shí)刻天線[a1]接收到的直達(dá)信號(hào)、反射信號(hào)。

（1） t時(shí)刻天線[a1]接收到的直達(dá)信號(hào)[Sd（t）]為：

將所求得的[α]，[td]代入式（12），即得直達(dá)波信[Sd（t）]：[Sd（t）=At?Gt?ft（α）exp（jωc（t-td））?v（t-td）?fr（α）?Gr ? ? ? =At?Gt?ft（α）exp（jωc（t-td））? ? ? ? ? ?k=0Np-1rect t-kTr-tdTp?fr（α）?Gr]

式中：[At]，[wc]和[v（t）]的定義與前面表述一致，[ft（α）]，[fr（α）]為直達(dá)波在輻射源T和接收天線[a1]處的方向圖。

（2） t時(shí)刻天線[a1]接收到的海面反射信號(hào)[Sr（t）]為：

將所求得的[α1]，[α2]，[θ]和[tr]代入式（15）和式（13），即得反射波信號(hào)[Sr（t）]：

[Sr（t）=AtGtft（α1）exp（jωc（t-tr））?v（t-tr）ρ0（θtr）fr（α2）?Gr ? ? ? =AtGtft（α1）exp（jωc（t-tr））? ? ? ? ? ?k=0Np-1rectt-kTr-trTpρ0（θ）fr（α2）?Gr]

式中：[ft（α1）]，[fr（α2）]為反射波在T和[a1]處的方向圖，[ρ0（θ）]為掠射角為[θ]時(shí)的海面的反射系數(shù);[td]，[tr]分別為直達(dá)波和反射波到達(dá)天線的延時(shí);[Gr]為接收天線的電壓增益。

（3） t時(shí)刻天線[a1]總的接收信號(hào)為：

[Sa1（t）=Sd1（t）+Sr1（t）] ? ? ? ? ? （23）

式中：[Sd1（t）]為直達(dá)信號(hào);[Sr1（t）]為反射信號(hào)。

同理可以求出t時(shí)刻天線[a2]收到的直達(dá)波信號(hào)為[Sd2（t）]、反射波信號(hào)為[Sr2（t）]，天線[a2]總的接收信號(hào)為[Sa2（t）]。將所求得的[Sa1]，[Sa2]經(jīng)過(guò)比相、解模糊后，可得目標(biāo)角度的仿真結(jié)果。

4 ?艦空導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)模型

導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程通常是由導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)方程組積分得到的，為方便起見(jiàn)，在討論導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)學(xué)時(shí)可將導(dǎo)彈當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)來(lái)考慮，重量不變，在航跡坐標(biāo)系中給出運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。為建立相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組，可將導(dǎo)彈質(zhì)心的速度投影到地面坐標(biāo)系中。本文的建模和仿真中，均采用大地坐標(biāo)系，并以艦空導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)的初始位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)。反艦導(dǎo)彈可以采用勻速飛行也可以采用變速飛行模式，這通常與導(dǎo)彈的機(jī)動(dòng)策略有關(guān)。為了簡(jiǎn)化分析，假設(shè)反艦導(dǎo)彈作等速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)反艦導(dǎo)彈當(dāng)前坐標(biāo)為[（xt，k，yt，k，zt，k）]，艦空導(dǎo)彈當(dāng)前坐標(biāo)為[（xm，k，ym，k，zm，k）]，飛行速度為[Vm]，彈道角為[φk]，速度矢量?jī)A角為[θk]，則艦空導(dǎo)彈在下一個(gè)時(shí)刻k+1時(shí)的位置為：

[xm，k+1=xm，k+vm?cosθk?cosφk?Δtym，k+1=ym，k+vm?sinθk?Δtzm，k+1=zm，k+vm?cosθk?sinφk?Δt] ? ? ?（24）

式中[Δt]為仿真時(shí)間增量。

以xOy平面為例，仿真時(shí)刻k+1時(shí)的彈目視線角為

[qxy（k+1）=arctanyt，k+1-ym，k+1xt，k+1-xm，k+1] ? ? ? ?（25）

仿真時(shí)刻k+1的艦空導(dǎo)彈速度矢量轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為[ψxy（k+1）]。本文以比例導(dǎo)引法為例說(shuō)明導(dǎo)引規(guī)律模型。比例導(dǎo)引法是指導(dǎo)彈在攻擊目標(biāo)的導(dǎo)引過(guò)程中，導(dǎo)彈速度矢量的旋轉(zhuǎn)角速度與目標(biāo)線的旋轉(zhuǎn)角速度成比例的一種導(dǎo)引方法[11]，其導(dǎo)引關(guān)系方程為：

[ψk=Kqk] ? ? ? ? ? ?（26）

式中[K]為比例系數(shù)，一般取2～6。

仿真過(guò)程中，[ψk+1]，[qk+1]可由下式計(jì)算：

[qk+1=qk+1-qkΔtψk+1=ψk+1-ψkΔt] ? ? ? ? ?（27）

式中：[qk]，[ψk]分別為k時(shí)刻的彈目視線角、導(dǎo)彈速度與基準(zhǔn)線夾角;[qk+1]，[ψk+1]分別為下一時(shí)刻k+1時(shí)的彈目視線角、導(dǎo)彈速度與基準(zhǔn)線夾角，[Δt]為跟蹤仿真間隔。

5 ?海面多路徑效應(yīng)仿真

5.1 ?仿真參數(shù)設(shè)置

對(duì)典型海面超低空目標(biāo)多路徑效應(yīng)進(jìn)行仿真，仿真初始參數(shù)設(shè)置情況如下：

（1） 艦空導(dǎo)彈。艦空導(dǎo)彈仿真初始時(shí)刻的坐標(biāo)為（0，0，0），發(fā)射傾角為[ξm=15°]，航向角為[ψm=15°]，飛行速度[vm=600 ?m/s]，被動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)時(shí)的比例導(dǎo)引系數(shù)為4。

（2） 目標(biāo)特性。反艦導(dǎo)彈初始坐標(biāo)為（10 000，10，200），飛行速度[vt=300 ?m/s]，在水平面上作等速直線飛行，航向角[ψt=180°]，雷達(dá)輻射波長(zhǎng)0.03 m，輻射功率30 W，垂直極化，發(fā)射天線增益20 dB，反艦導(dǎo)彈主動(dòng)雷達(dá)天線在指向艦空導(dǎo)彈方向上的幅度與在反射點(diǎn)方向上的幅度相等。

（3） 環(huán)境設(shè)定。在末端艦空導(dǎo)彈攔截反艦導(dǎo)彈過(guò)程中，輻射源與接收天線的距離比較短，可以不考慮擴(kuò)散因子的影響，[D≈1]。海水介電常數(shù)k=65-[652.li]。

如果海面起伏均方差滿足瑞利條件，則認(rèn)為是光滑的。與雷達(dá)波長(zhǎng)相比，帶有小的毛細(xì)波的水面都被認(rèn)為是光滑的，因此起伏較小海面的反射系數(shù)即為菲涅爾反射系數(shù)。

對(duì)于采用垂直極化的輻射源，綜合式（15）和式（18）得到光滑海面的反射系數(shù)為：

[ρ=ρ0ρs=exp-22πσhsinθλ2?ρ0（θ）] ?（24）

式中：[θ]為入射余角（掠射角）;[ε]為海表的復(fù)介電常數(shù);對(duì)于起伏較小的海面;[σh]可近似為0，因此，海面的反射系數(shù)仍為[ρ=ρ0（θ）]。

5.2 ?仿真結(jié)果及分析

選取典型超低空仿真彈道，根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果代入多路徑計(jì)算模型，分析超低空彈道的多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)角精度的影響，仿真結(jié)果如圖5，圖6所示，其中圖5為艦空導(dǎo)彈攔截目標(biāo)三維彈道仿真，圖6為艦空導(dǎo)彈被動(dòng)雷達(dá)受海面多路徑影響出現(xiàn)的測(cè)角誤差。

圖5 艦空導(dǎo)彈攔截目標(biāo)三維彈道仿真

圖6 多路徑效應(yīng)對(duì)被動(dòng)雷達(dá)測(cè)角影響

從仿真計(jì)算結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1） 海面多路徑效應(yīng)對(duì)被動(dòng)微波接收體制導(dǎo)引頭有影響，導(dǎo)引頭受多路徑效應(yīng)影響測(cè)角出現(xiàn)了明顯偏差;

（2） 對(duì)于超低空目標(biāo)，在彈道中段由多路徑引起的誤差很小，誤差都在1°以內(nèi);在彈道末段1 km左右區(qū)域由多路徑引起的誤差增長(zhǎng)至2°左右，被動(dòng)雷達(dá)測(cè)角精度受到較大影響，導(dǎo)彈脫靶距離較大。

（3） 多路徑對(duì)測(cè)角精度的影響主要與彈目距離和彈目相對(duì)海面高度有關(guān)，目標(biāo)和導(dǎo)引頭相對(duì)高度如果變化，目標(biāo)/鏡像合成中心將圍繞著真實(shí)目標(biāo)做上下運(yùn)動(dòng)變化;

（4） 多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)角的影響與目標(biāo)飛行航路無(wú)明顯關(guān)系。

6 ?結(jié) ?語(yǔ)

被動(dòng)微波導(dǎo)引頭的制導(dǎo)精度取決于測(cè)角精度，但由于海面多路徑效應(yīng)的存在使得測(cè)角精度大大降低。本文從艦空導(dǎo)彈攻防對(duì)抗機(jī)理出發(fā)，系統(tǒng)闡述了海面多路徑的產(chǎn)生原理，建立了結(jié)合旋轉(zhuǎn)相位干涉儀測(cè)角原理的海面多路徑鏡面反射幾何模型，最后選取典型超低空彈道進(jìn)行仿真，詳細(xì)分析了多路徑對(duì)被動(dòng)微波導(dǎo)引頭測(cè)角的影響。為下一步研究抑制多路徑影響措施、多模復(fù)合交班、被動(dòng)微波導(dǎo)引頭濾波器設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 任子西，多路徑效應(yīng)對(duì)反輻射導(dǎo)彈被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭性能的影響分析[J].戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù)，2009（3）：1?5.

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（3） 多路徑對(duì)測(cè)角精度的影響主要與彈目距離和彈目相對(duì)海面高度有關(guān)，目標(biāo)和導(dǎo)引頭相對(duì)高度如果變化，目標(biāo)/鏡像合成中心將圍繞著真實(shí)目標(biāo)做上下運(yùn)動(dòng)變化;

（4） 多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)角的影響與目標(biāo)飛行航路無(wú)明顯關(guān)系。

6 ?結(jié) ?語(yǔ)

被動(dòng)微波導(dǎo)引頭的制導(dǎo)精度取決于測(cè)角精度，但由于海面多路徑效應(yīng)的存在使得測(cè)角精度大大降低。本文從艦空導(dǎo)彈攻防對(duì)抗機(jī)理出發(fā)，系統(tǒng)闡述了海面多路徑的產(chǎn)生原理，建立了結(jié)合旋轉(zhuǎn)相位干涉儀測(cè)角原理的海面多路徑鏡面反射幾何模型，最后選取典型超低空彈道進(jìn)行仿真，詳細(xì)分析了多路徑對(duì)被動(dòng)微波導(dǎo)引頭測(cè)角的影響。為下一步研究抑制多路徑影響措施、多模復(fù)合交班、被動(dòng)微波導(dǎo)引頭濾波器設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

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（4） 多路徑效應(yīng)對(duì)測(cè)角的影響與目標(biāo)飛行航路無(wú)明顯關(guān)系。

6 ?結(jié) ?語(yǔ)

被動(dòng)微波導(dǎo)引頭的制導(dǎo)精度取決于測(cè)角精度，但由于海面多路徑效應(yīng)的存在使得測(cè)角精度大大降低。本文從艦空導(dǎo)彈攻防對(duì)抗機(jī)理出發(fā)，系統(tǒng)闡述了海面多路徑的產(chǎn)生原理，建立了結(jié)合旋轉(zhuǎn)相位干涉儀測(cè)角原理的海面多路徑鏡面反射幾何模型，最后選取典型超低空彈道進(jìn)行仿真，詳細(xì)分析了多路徑對(duì)被動(dòng)微波導(dǎo)引頭測(cè)角的影響。為下一步研究抑制多路徑影響措施、多模復(fù)合交班、被動(dòng)微波導(dǎo)引頭濾波器設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

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