传感器教学大纲【PPT教程】ECAP导引头传感器技术评估系统技术介绍

发布时间：2024-11-25 08:11:34

【PPT教程】ECAP导引头传感器技术评估系统技术介绍

ECAP的导引头/传感器技术评估。由蒂姆·卡罗尔（Tim Carroll）提出。导引头/传感器技术评估msnt Huntsville，阿拉巴马州，2004年1月16日。蒂姆·卡罗尔（Tim Carroll），美国司令部 tjcarroll@knology.net。导引头/传感器技术评估。大纲定义背景信息搜索器类型。

1 ECAP 导引头/传感器技术评估主讲人：蒂姆·卡罗尔第二节 - 卡罗尔

2 导引头/传感器技术评估msnt阿拉巴马州亨茨维尔2004年1月16日蒂姆·卡罗尔 AMCOM tjcarroll@knology.net 第 2 节 - 卡罗尔

3 导引头/传感器技术评估大纲 • 定义 • 背景信息 • 导引头类型 • 雷达导引头 • 光电导引头 • 激光导引头第 2 节 - 卡罗尔

4 导引头的定义 • 定义 - 导引头是导弹的眼睛。它的工作是获取和跟踪目标，直到导弹击中目标。导引头向制导算法提供视轴误差信号（目标相对于导弹中心轴的位置）。这种能量通常是电磁（EM），但也可以是其他形式的能量（即声学）。• 导引头框图目标制导计算机电子处理器云台接收器/探测器孔径（天线或光学器件）发射器第 2 节 - 卡罗尔

5 导引头视场和视场 • 视场 – 导引头在任何给定时间可以观测到的空间角度区域（雷达导引头的 FoV，称为“波束宽度”）。• 视场 – 导引头可以通过在万向节上上下和从左到右摆动导引头光圈来查看的总角度面积。一些导弹导引头没有回转机构，被称为捷联导引头（则 FoV 和 FoR 相等）。第二节 - 卡罗尔

6 导引头/传感器规程交互运营参与要求参与时间线覆盖区域空气动力学鼻子形状制导方案导引头类型（主动或被动）系统仿真视场角检测范围尺寸约束直径长度导引头/传感器设计机械设计和布局尺寸权重目标类型波长功率要求成本约束捷联与万向节多模电气系统电源要求电压电流物流注意事项包装和处理第二节 - 卡罗尔

7 电磁波 • 由随时间变化的电场和磁场组成的电磁干扰，即使在该空间中不存在物质，也可以在空间中传输能量，称为电磁波（缩写为 EM）。• 电磁波以光速传播。• 电磁波中的电波和磁波彼此成 90 度角，并沿传播方向排列。• 电磁波沿直线传播。• 温度高于绝对零度的物体会发射红外（IR）光谱中的电磁波。传播方向第二节 - 卡罗尔

8 电磁波长和频率 • 电磁频率和波长通过以下表达式相关：其中 l = 波长，c = 光速（3x108 米/秒），f = 振荡频率。第二节 - 卡罗尔

9 EM 大气衰减第二节 - 卡罗尔

10 导引头/传感器的分类光谱波段 • 导引头按它们在电磁辐射的哪个光谱带内工作进行分类 • 微波 • 毫米波 • E-O（视觉和红外） • 激光（CO2 – 10.6mm，YAG – 1.06mm，GaAs – 0.9mm）第 2 节 - 卡罗尔

11 导引头/传感器的分类有源/无源/半有源 • 主动导引头发射能量并接收反射能量。例如微波雷达、毫米波雷达和激光雷达（LADAR）。• 被动导引头寻找自然发生的电磁辐射（红外线）或反射电磁辐射（视觉）。• 半主动导引头以以下两种模式之一运行： • 其他资产照亮目标，而导弹导引头以被动模式运行以检测反射电磁辐射。• 导弹被其他资产引导至目标，然后导弹导引头在目标附近变得活跃。这也称为“终端活动” 会话 2 - Carroll

12 导引头/传感器的分类稳定机械化 • 稳定导引头 • 导引头通过万向节、伺服电机和速率传感器与导弹本体运动隔离。向导引头探测器提供清晰稳定的图像/信号。• 增加成本、复杂性、尺寸和重量 • 捷联导引头 • 导引头刚性地固定在导弹主体上，并观察与导弹相同的运动 • 更便宜、图像/信号质量更低、视场更小 • 有限的啮合几何形状第 2 节 - 卡罗尔

13 微波雷达导引头/传感器优势 • 全天候 • 范围和范围速率信息 • 长工作范围 • 由于战场上的破坏物，低降解 • 移动目标的多普勒检测 • 低阻力鼻子形状缺点 • 大型部件 • 大孔径 • 有源模式 • 大角分辨率 • 高成本最先进的技术 • 相控阵雷达 • 多普勒波束锐化 • 合成孔径雷达 • 辐射测量 • 多传感器/传感器融合微波雷达最适合大型导弹或陆基系统分会场 2 - Carroll

14 毫米波导引头/传感器优势 • 全天候都有一定的退化 • 范围和范围速率信息 • 小组件 • 小角分辨率 • 移动目标的多普勒检测 • 低阻力鼻子形状缺点 • 有源模式 • 成本高 • 相对较短的工作范围最先进的技术 • 小部件 • 多普勒波束锐化 • 捷联配置 • 辐射测量 • 多传感器/传感器融合毫米波波雷达非常适合小型导弹和短距离探测第二节 - 卡罗尔

15 红外导引头/传感器优点 • 小组件 • 小孔径 • 非常小的角分辨率 • 被动模式 • 小失误距离 • 瞄准点偏置能力缺点 • 天气退化 - 中度 • 战场遮蔽物退化 - 中等 • 没有范围或范围速率信息 • 成本高 • 需要高阻力的鼻子形状最先进的技术 • 焦平面阵列 • 非制冷红外传感器 • 捷联配置 • 多传感器/传感器融合红外导引头非常适合小型导弹和短距离探测需要精确命中位置的范围第 2 节 - 卡罗尔

16 视觉导引头/传感器优点 • 小组件 • 小孔径 • 非常小的角度分辨率 • 被动模式 • 小失误距离 • 瞄准点偏置能力缺点 • 天气退化 - 高 • 战场遮蔽物退化 - 高 • 没有范围或范围速率信息 • 成本高 • 需要高阻力的鼻子形状 • 不能在夜间操作最先进的技术 • 捷联配置 • 多传感器/传感器融合由于缺乏夜视和缺乏夜视能力，视觉导引头不再被广泛使用在模糊环境中的能力第 2 节 - 卡罗尔

17 激光导引头/传感器优点 • 小组件 • 小光圈 • 范围和范围速率信息 • 小未命中距离 • 瞄准点偏置能力缺点 • 天气退化 - 高 • 战场遮蔽物退化 - 高 • 对指示符的依赖性（半主动） • 高成本 • 无即发即弃能力 • 小搜索区域最先进的技术 • 激光雷达 • 侧视光束仪 • 多传感器/传感器融合激光导引头用于有指定资产的半主动导弹分会场 2-卡罗尔