浅析直升机机载毫米波防撞雷达技术2. 中国人民解放军 61150 部队摘要:直升机在进行低空或者山谷间飞行时,极易与地面山体、建筑物、高 压线等相撞能规避地面障碍物的机载防撞雷达作用突现,本文就直升机机载毫 米波防撞雷达技术进行简要分析关键词:直升机 ;防撞; 毫米波雷达引言直升机机载毫米波防撞雷达是指直升机上用于探测前方视界航线上飞行员难 以观察到的电力线、天线等障碍物,以确保直升机超低空安全飞行的雷达通常 安装在直升机鼻椎下部,是一种前向二维扫描的主动成像雷达,可获得障碍物的 视频图像,以及障碍物相对直升机的距离和方位角数据,并提示飞行员操纵直升 机避开障碍物1. 概述直升机机载毫米波防撞雷达主要用于主要用于探测载机前方一定空域内的地 形、地物,并形成三维地形图像当存在危及载机飞行安全的障碍物(地形、地 物、建筑物和架空绞股电缆等)时,及时向载机提供防撞告警信息直升机飞行面临的危险主要功能要求:a)地形探测具有探测载机飞行前方一定空域内地形、地物的能力,并输出地形、地物分 布的三维图像信息b)障碍物探测与告警具有探测载机飞行前方一定空域内障碍物的能力,并能向载机提供相应的防 撞告警信息。
2. 工作原理所谓的毫米波是无线电波中的一段,我们把波长为 1——10 毫米的电磁波称 毫米波,它位于微波与远红外波相交叠的波长范围,因而兼有两种波谱的特点 毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展所谓的毫米波雷达,就是指工作频段在毫米波频段的雷达,测距原理跟一般 雷达一样,也就是把无线电波(雷达波)发出去,然后接收回波,根据收发之间 的时间差测得目标的位置数据毫米波雷达就是这个无线电波的频率是毫米波频 段雷达体制:目前,工程上常用的雷达体制包括脉冲体制和连续波体制脉冲体制对目标具有测距和测速的能力普通连续波雷达体制对目标具有测距能力,但不具有测速能力需达 电Hiit炮韩万向 A^ixtiW',.丫伽'■. ; I. JU甜ft愉 匕财抽电昨 :「丫 ■■■■■« 州,为了使发射连续波的雷达具有对目标的测距能力在发射波形上需要采用能 提取目标距离信息的发射波形其中线性调频连续波(LFMCW)是比较常见的波 形毫米波防撞雷达采用单天线调频连续波技术体制收发组件产生L波段的线 性调频连续波信号,经混频放大后形成功率不小于200mW的Ka波段信号,经射 频对消网络至天线向外辐射,天线接收的回波信号,经下混频、滤波、放大后, 输出包含距离信息的差频信号,经A/D采样、FFT、门限判决后,由数据和图像 处理单元对目标参数进行处理,形成三维图像信号,送至载机显示系统的显示。
伺服单元控制天线对预定空域进行快速扫描雷达目标识别:雷达目标识别主要依靠雷达回波携带的目标特征信息进行识别防撞雷达对架空绞股电缆线的识别,根据绞股电缆线的毫米波布拉格散射特 性来进行一方面电缆线的 RCS 比其它障碍物小许多,回波较弱,探测本身就比 较困难;另一方面,电缆线的布拉格散射点不是连续的,在8mm频段,基本上只 在垂直入射角的±20°之内有 3 个点雷达体制对比:项目35GHz(8mm)94GHz(3mm)2.天线加工精度适中,加工容精度要求高,加工困3. 技术成熟度4. 研制周期5. 可靠性6. 成本脉冲体制和调频连续波体制的特点 :项目脉冲体制调频连续波体制1.收发隔离度双/单2.天线4.探测距离中远5.发射峰值功率6.可靠性低(电真空管)7.工作准备时间需预热3分钟8.体积/重量9.功耗近程低高(固态)无预热时间小低3. 发展现状目前在用的防撞雷达有以下:法国达索公司的SAIGA 35GHz防撞雷达;德国AEG-德律风根公司的59.1GHz防撞雷达;美国NASA成功试飞一种8mm毫米波防撞雷达;加拿大阿姆菲泰克公司的Oasys直升机毫米波防撞雷达;欧直公司研制的Heliradar 8mm障碍物探测雷达;俄罗斯法扎特伦公司研制的劲弩-Ka直升机火控雷达目前的机载毫米波防撞雷达有优缺点,但是随着科技的不断发展进步,防撞 雷达技术会越来越成熟,也会有新的雷达类型出现,为保证直升机的飞行安全提 供更有利的技术支持。
参考文献:[1]向敬成、张明友,毫米波雷达及其应用,国防工业出版社,2005。