毫米波雷达制导的发展现状

发布网友发布时间：2022-05-02 01:19

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热心网友时间：2022-06-26 02:50

近几年，随着计算机技术、毫米波固态技术、信号处理技术、光电子技术以及材料、器件、结构、工艺的发展，固体共形相控阵天线和毫米波集成电路技术等相关技术的成功应用为毫米波导引头性能的提高打下了良好的基础。
毫米波导引头的关键技术之一是天线技术。常用的毫米波雷达天线有以下几种：反射面天线、透镜天线、喇叭天线、介质天线、漏波天线、微带天线、相控阵列天线等。固态共形相控阵天线由于采用固态器件，能实现导引头头罩与天线合二为一，充分利用了导弹的有效空间，使复合探测更容易实现，是非常理想的弹载天线系统，正得到世界各国的高度重视。光控毫米波转向天线技术，利用了基于毫米波与光学方法形成的电子一空穴等离子体栅的相互作用，从而可以得到灵活而廉价的相控阵天线。目前，在毫米波导引头天线罩上应用较多的是氮化硅等陶瓷材料。
发射/接收技术是毫米波雷达的另一项关键技术。毫米波发射系统的射频源大致可分为三类：第一类是电真空器件构成的源：第二类是固态器件构成的源；第三类是其他方式产生的源，例如光导毫米波源等。在电真空器件中，已得到成熟发展的是回旋管。目前回旋管毫米波源的效率可达40%，60GHz频率上源的连续功率达200kW。俄罗斯和美国已经采用回旋管器件装备雷达和制导系统。在目前研制出来的各类固态器件中。雪崩二极管(IMPATT)和耿氏二极管(Gunn)是最适合做毫米波射频源的。准光学功率合成是美国提出的一种具有很好的应用前景的功率合成技术，利用它能制造出更为紧凑的毫米波导引头。准光学合成利用天线和透镜在空间将微波及毫米波固态器件的功率组合在一起来实现。将光学导电效应用来控制毫米波固态器件时。其宽带宽、损耗低、在控制和被控制元件之间几乎完全隔离、抗电磁干扰性好、质量小、紧凑、响应迅速且可单片集成。近年来，毫米波接收机技术已取得相当的进展，非冷却式毫米波外差接收机的性能水平已达到可与微波频段的水平相比较的程度。实践证明，在这些接收机中采用梁式引线的砷化镓半导体器件，对于频率在30～100GHz范围内的接收机设计也是很合适的。随着毫米波集成电路技术的发展，通常把振荡、放大、混频和其他控制器件集成为一个子系统，这样接收机/发射机集成在一起，能大幅度降低尺寸和质量，同时也降低了成本。目前，频率高达94GHz的集成振荡器、放大器、混频器、衰减器和相移器已批量生产。特别是在利用光学外差作用产生精确的毫米波信号，准光学极化处理、滤波、功率合成、收发双工、控制放大器增益。毫米波检波和下变频，光电转换等方面具有独特的优点。可以大大提高毫米波导引头的性能。
信号处理器是导引头的核心部件。它要完成许多重要的工作，例如控制发射机的工作射频和脉冲重复频率，多普勒频率跟踪，目标识别和抗干扰，末制导指令计算，导弹自检和导引头工作逻辑控制等。厘米波雷达中已广泛采用的信号处理技术，诸如脉冲压缩、视频积累、极化分集、动目标显示(MTI)、扩频、频率捷变、极化捷变和合成孔径以及线性预测法、Capon型法、信号子空间法、参量目标模型滤波法等这些超分辨技术都已经在毫米波雷达中得到应用。随着计算机技术、光学技术以及毫米波技术的不断发展，采用光学互连的极高速信号处理器正受到技术先进国家的重视。美国国防高级研究项目局于2002年启动了一项模拟光学信号处理技术研究计划，旨在研究工作频段在20MHz～100GHz频段范围内的光学信号处理技术。
毫米波制导技术的发展趋势之一是发展毫米波成像制导技术，由非相参发展到了一维高分辨成像，目前正向宽带二维乃至三维成像方向发展。另一个趋势是向毫米波/红外、毫米波主/被动复合制导等多模复合制导发展。此外，毫米波与光学技术相结合是值得注意的发展动向。