[发明专利]一种弹丸滚转角不模糊测量方法

说明书

本发明涉及一种弹丸滚转角不模糊测量方法，在驾束制导系统中，为了降低系统的实现难度，目标跟踪照射雷达通常采用相位相参、频率等差递增的四个波束，在方位、俯仰两个平面内形成差波束实现目标跟踪。四路毫米波照射信号经过弹载正交极化接收机两通道接收处理后输出四路相参中频信号。利用垂直极化通道与水平极化通道相同频率中频信号的幅度比值求反正切值来测量弹丸滚转角。然后，对信噪比较大的通道输出的频率比为2∶1、相位相参的两个中频信号进行求和与门限检波处理。最后，通过正负门限检波输出信号的频率来解滚转角测量的180°模糊。

技术领域

本发明属于精确制导领域，涉及弹丸滚转角实时测量技术，具体是一种毫米波驾束制导系统中弹丸滚转角的不模糊测量方法。

背景技术

将常规火炮弹药技术与毫米波制导技术、弹道修正技术相结合，研制新型毫米波驾束制导弹药，在不改变原有常规弹药武器系统作战使用的前提下，使原有武器系统具有制导能力，这样不仅满足了常规武器制导化的需求，而且弹炮通用，在使用性和经济性方面都带来很多好处。纵观国内外各种不同的制导技术和弹道修正技术，最关键的一点总是离不开实时获取与利用精确的弹道参数，尤其以姿态数据的获取最为重要。只有实时准确地获取了有用的弹道参数，才能正确解算出弹道偏差，进而确定修正力系以及修正时机，提高弹道修正弹的精度。在毫米波驾束制导系统中，为了对弹丸的弹道进行修正，不但需要测量弹丸在空间的位置，通常还需要实时测量弹体相对大地的滚转姿态角信息。

当前国内外测量滚转姿态的方法各有优缺点：利用GPS测量精度高，但是容易受到干扰；利用太阳方位角遥测法的成本比较高，不可能在现有弹药的基础上大量装备：而利用加速度计测量方法产生的初始对准误差有积累效应，目前仍未能有效解决。利用二维磁阻传感器测量转速的原理实时解算弹丸滚转角的缺点是测量精度不高，一般只能达到±5°，并且抗干扰能力差，并且与弹上其他系统之间的电磁兼容问题难以解决。

利用射频信号极化、幅度和相位等信息为参考进行滚转角测量，具有原理简单、可以全天候工作、抗高过载能力强、频响好、体积小、重量轻、价格便宜等优点。典型的弹丸滚转角不模糊测量方法如美国专利技术(Patent Number 6016990)。为了实现滚转角不模糊测量，该专利要求弹上发射装置发射两个相参照射信号，其频率比值为2∶1，这就对弹载发射系统的工作带宽提出了极高的要求(至少要满足倍频程的要求)。这在毫米波频段实现的技术难度较大，实现成本较高。首先，弹上设备的体积重量受到严格限制，弹上不宜搭载复杂的功率发射装置。其次，地面设备测得滚转角后还要通过其他通讯方式通知弹丸以实现弹道修正，这又会造成额外的设备量，因此该方法并不具备工程实用性。

发明内容

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种弹丸滚转角不模糊测量方法，

一种弹丸滚转角不模糊测量方法，目标跟踪照射雷达采用水平极化或垂直极化方式向空间辐射四个频差固定相位相参的毫米波目标照射波束信号，双通道弹载正交极化接收机接收该四个毫米波信号；其特征在于弹丸滚转角不模糊测量方法的步骤如下：

步骤1：弹载接收机接收两路相互正交的接收通道实际输出连续波中频信号的幅度分别为U′_A和U′_B：

步骤2：根据下式计算得到弹载接收机的正交极化接收通道信号幅度U_A和U_B的真值

其中：β为弹载接收机两路正交极化接收通道的天线极化方向之间的夹角；

步骤3：比较正交极化接收通道信号U_A和U_B解算出弹体瞬时滚转角α

步骤4：确定滚转角α的象限，具体步骤如下；