重要說明:授權轉載微博大佬:“ Miscella ”,大家快去微博關注,收看更多航空領域專業資訊分析!
小海豚注釋:正所謂英雄所見略同,好的設計也總是趨同的,大毛和代英用了同一個設計雖然意外但也在情理之中。說實話,KH-31彈頭里那4個螺旋型牛角包天線和本文也很相似哦!
導彈界的四只碗:油鹽醬醋、趙錢孫李
圖一來自英國天空閃光半主動雷達制導中距空空的技術說明書,顯示該彈半主動雷達位標器具有獨特的天線結構:主體為四個碗狀子天線。
圖二是俄羅斯R-27R半主動雷達制導中距空空導彈,其雷達天線除了沒有加強框體與天空閃光幾乎一樣,也是四個正圓形碗狀子天線。兩者可謂是半主動空空導彈界的油鹽醬醋、趙錢孫李,天線設計原理一摸一樣。
天空閃光空空導彈是美系近戰麻雀的下一代產品,用于英國空軍及海軍的鬼怪戰斗機。七十年代末英國人經設計上的綜合評估,考慮技術復雜度、制造成本等多個因素,確定沿用近戰麻雀的彈體,更換麻雀的圓錐掃描半主動雷達位標器,并且不使用平板縫隙天線、數字計算機等高端部件,通過引入固態集成電路提高導彈技術水平,以相對較低的成本實現導彈技戰術性能的顯著提升。
R-27R空空導彈是蘇聯七十年代為蘇制第三代戰斗機研制的主力空戰武器,是上代R-24R空空導彈的迭代產品。R-27R與天空閃光設計上相似,兩者均采用比幅單脈沖測角與倒置接收機技術。單脈沖測角相比圓錐掃描測角,最重要的優點是雷達抗角度欺騙能力質的提升,圓錐掃描原理易受目標有源干擾機振幅干擾的缺點不復存在,這對依靠測量彈目視線角速率實現比例制導的空空導彈極為重要。
倒置接收機是七十年代末得益于機載雷達、導彈雷達晶體本振工藝改良,載波頻率雜散少后發展起來新技術。目的是消除因導彈高速運動引起的目標回波多普勒展寬,把彈載雷達接收機中頻帶寬壓縮到只有一兩千赫茲,大大減少接收機寄生雜散、有源干擾等噪聲,提高測角精度、抗干擾能力。除上述兩種導彈外,八十年代服役的麻雀M、阿斯派德、超530D均采用倒置接收機。
兩種導彈上的“四只碗”正是單脈沖天線上的四個象限。上下左右四個象限構成比幅單脈沖測量的基礎,因接收角度差異每個子天線上的回波幅度都是不一樣的,通過比較四個子天線的回波幅度差異,就能得出目標方位角信息。四個碗實際都是反射形拋物面,接收的回波信號被分別送至和通道、方位差通道以及俯仰差通道,求出信號比值確定目標偏離天線軸的角度,為比例制導律提供視線角速率。下圖是KH-31反輻射導彈的導引頭設計,也很類似:
單脈沖測角是現代火控雷達的基礎。它是一種維度最低的空時自適應法,角跟蹤精度能達到三分貝波束寬度的幾十分之一,而只需處理四個象限的回波。當雷達不受主瓣或副瓣雜波困擾,無需通過其他手段就能測量目標時,單脈沖仍是最簡便最可靠的方法。只有在雷達受主瓣或副瓣雜波影響無法探測遠距離目標,或遇到雜波對消也沒有辦法解決的強干擾,雷達才需要復雜的多維空時自適應技術作空間濾波,確定目標方位角。
不過碗狀拋物面天線副瓣電平高,導致后半球性能不佳。導彈雷達探測前半球目標不受副瓣雜波影響。后半球目標多普勒頻譜位于副瓣雜波區,雷達下視、天線副瓣觸地形成片狀回波,向窄帶濾波器連續輸入假信號,真實目標回波被掩蓋。許多半主動雷達制導空空導彈對前半球目標的抗雜波性能可以達到負六十分貝,后半球低空發射只有前半球發射的十幾分之一射程。
比較直接的解決方法是改善天線副瓣雜波。適用于各種陣面加權的平板縫隙天線就有了用武之地。精加工平板縫隙天線經幅度加權,可將第一副瓣電平降到主瓣的負三十幾分貝,大大降低了饋入窄帶濾波器的雜波能量,提高了導彈下視攻擊距離。不過出于成本考慮,半主動中采用平板縫隙天線的型號很少,有圖片考證的目前就AIM-7M一個,該彈亦采用倒置接收機,并且是世界上第一個應用數字制導計算機的半主動制導空空彈。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.