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基于起爆概率的无线电引信抗箔条干扰能力的量化表征方法

李冉 郝新红 栗苹

李冉, 郝新红, 栗苹等 . 基于起爆概率的无线电引信抗箔条干扰能力的量化表征方法[J]. 北京航空航天大学学报, 2021, 47(6): 1210-1219. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0128
引用本文: 李冉, 郝新红, 栗苹等 . 基于起爆概率的无线电引信抗箔条干扰能力的量化表征方法[J]. 北京航空航天大学学报, 2021, 47(6): 1210-1219. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0128
LI Ran, HAO Xinhong, LI Pinget al. Quantitative characterization method for anti-chaff-jamming performance of radio fuze based on probability of ignition[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2021, 47(6): 1210-1219. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0128(in Chinese)
Citation: LI Ran, HAO Xinhong, LI Pinget al. Quantitative characterization method for anti-chaff-jamming performance of radio fuze based on probability of ignition[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2021, 47(6): 1210-1219. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0128(in Chinese)

基于起爆概率的无线电引信抗箔条干扰能力的量化表征方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0128
基金项目: 

装备预研领域基金 61406190101

详细信息
    通讯作者:

    郝新红, E-mail: haoxinhong@bit.edu.cn

  • 中图分类号: TN911.23

Quantitative characterization method for anti-chaff-jamming performance of radio fuze based on probability of ignition

Funds: 

Weapons and Equipment Pre-Research Fund 61406190101

More Information
  • 摘要:

    针对现有量化无线电引信抗箔条干扰方法的缺少,以防空导弹引信为例,结合箔条云运动轨迹模型和概率统计手段,提出基于起爆概率的无线电引信抗箔条干扰能力的量化表征方法。首先,在对单根箔条丝的螺旋下降运动进行分析的基础上,结合6-DOF非线性差分方程迭代计算得到箔条云的运动轨迹。其次,通过拟蒙特卡罗算法推导出箔条云的动态体密度函数,以箔条云的运动模型和动态体密度函数分别计算引信在箔条云近区干扰和远区干扰2种干扰作用下的不起爆概率。基于MATLAB构建箔条云轨迹模型,详细分析后得到箔条云动态的点分布模型,在此基础上利用拟蒙特卡罗方法得到箔条云的动态体密度函数,利用八叉树算法及最小二乘曲面法得到箔条云体积。最后,根据概率定义公式计算出箔条云干扰引信起爆概率。结果表明:所提方法客观、合理,为今后设计无线电引信抗箔条云干扰算法的启动条件提供了理论依据。

     

  • 图 1  单根箔条丝的螺旋下降运动

    Figure 1.  Spiral descending motion of single chaff dipole

    图 2  箔条云运动轨迹的迭代计算流程图

    Figure 2.  Iterative calculation flowchart of chaff cloud motion trajectory

    图 3  箔条云细分规则示意图

    Figure 3.  Schematic diagram of chaff cloud subdivision rules

    图 4  随机点内外分类示意图

    Figure 4.  Schematic diagram of inner and outer classification of random points

    图 5  单位长度弹道干扰区示意图

    Figure 5.  Schematic diagram of unit-length ballistic interference zone

    图 6  引信天线方向图

    Figure 6.  Fuze antenna pattern

    图 7  箔条云单位体积示意图

    Figure 7.  Schematic diagram of unit volume in chaff cloud

    图 8  箔条云运动特性示意图

    Figure 8.  Schematic diagram of chaff cloud motion characteristics

    图 9  箔条云分布图

    Figure 9.  Distribution of chaff cloud

    图 10  箔条丝姿态角变化示意图

    Figure 10.  Schematic diagram of orientation change of chaff dipoles

    图 11  箔条云平均体密度变化示意图

    Figure 11.  Schematic diagram of average volume density change of chaff cloud

    图 12  近区箔条干扰引信不起爆概率

    Figure 12.  Fuze non-initiation probability of near-zone chaff jamming

    图 13  近区动态箔条干扰引信不起爆概率

    Figure 13.  Fuze non-initiation probability of near-zone dynamic chaff jamming

    图 14  远区箔条干扰引信不起爆概率

    Figure 14.  Fuze non-initiation probability of far-zone chaff jamming

    图 15  远区动态箔条干扰引信不起爆概率

    Figure 15.  Fuze non-initiation probability of far-zone dynamic chaff jamming

    表  1  箔条丝在不同姿态下的法向力因子和轴向力因子

    Table  1.   Normal force factor and axial force factor of chaff dipoles at different attitude angles

    姿态角/(°) 法向力因子CN 轴向力因子CA
    10 7.6 21.7
    20 15.9 31.8
    30 29.1 43.9
    40 39.8 44.3
    50 40.3 33.3
    60 41.4 22.6
    70 43.8 15.1
    80 45.2 10.3
    90 45.9 1
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    表  2  不同时刻的QMCV计算结果

    Table  2.   Calculation results of QMCV at different moments

    仿真时刻/
    s
    八叉树层级
    深度/NLevel
    单元个数/
    NGroup
    箔条云
    体积/m3
    0.002 5 875 2.2
    0.016 6 2 385 5.3
    0.052 7 3 412 41
    0.082 8 3 816 260
    0.114 9 4 233 1.1×103
    0.162 10 4 621 7.6×103
    0.228 11 5 169 5.9×104
    0.322 12 5 645 4.6×105
    0.454 13 6 231 3.6×106
    0.642 14 6 805 2.9×107
    0.908 15 7 432 2.3×108
    1.284 16 8 031 4.4×108
    1.816 17 8 736 6.7×108
    2.568 18 9 432 1.0×109
    3.63 19 10 229 1.4×109
    下载: 导出CSV
  • [1] WANG B, HUANG H S, YANG Y J. Calculation and experimental verification of radiation characteristics of spontaneous chaff clouds in high-speed flows[J]. Journal of Zhejiang University-Science A, 2019, 20(6): 458-474. doi: 10.1631/jzus.A1900020
    [2] 曾涛, 李晓, 金桂玉. 空空导弹无线电引信箔条干扰风险分析方法[J]. 航空兵器, 2015, 22(6): 21-23. doi: 10.3969/j.issn.1673-5048.2015.06.005

    ZENG T, LI X, JING G Y. Chaff jamming risk analysis method of air-to-air missile radio fuze[J]. Aero Weaponry, 2015, 22(6): 21-23(in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1673-5048.2015.06.005
    [3] 刘景萍, 赵惠昌. 伪码引信抗箔条干扰仿真[J]. 探测与控制学报, 2007, 29(5): 48-51. doi: 10.3969/j.issn.1008-1194.2007.05.012

    LIU J P, ZHAO H C. Study on chaff jamming to pseudonoise code fuze[J]. Journal of Detection & Control, 2007, 29(5): 48-51(in Chinese). doi: 10.3969/j.issn.1008-1194.2007.05.012
    [4] 刘景萍, 赵惠昌, 黄文良. 箔条对引信的干扰研究[J]. 兵工学报, 2001, 22(2): 182-184. doi: 10.3321/j.issn:1000-1093.2001.02.010

    LIU J P, ZHAO H C, HUANG W L. Research on the chaff interference of fuze[J]. Acta Armamentarii, 2001, 22(2): 182-184(in Chinese). doi: 10.3321/j.issn:1000-1093.2001.02.010
    [5] 蔡万勇, 李侠, 万山虎, 等. 大气环境下箔条运动轨迹及箔条幕扩散模型[J]. 系统工程与电子技术, 2009, 31(3): 565-569. doi: 10.3321/j.issn:1001-506X.2009.03.020

    CAI W Y, LI X, WAN S H, et al. Model of chaff motion trajectory and curtain wall diffusion in air environment[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2009, 31(3): 565-569(in Chinese). doi: 10.3321/j.issn:1001-506X.2009.03.020
    [6] 李志辉, 王鹿受. 箔条云整体运动性能建模研究[J]. 系统仿真学报, 2009, 21(4): 928-935. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTFZ200904003.htm

    LI Z H, WANG L S. Modeling study on holistic kinetic performance of chaff cloud[J]. Journal of System Simulation, 2009, 21(4): 928-935(in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTFZ200904003.htm
    [7] 于新源, 许波, 熊坤, 等. 箔条云团雷达回波建模与仿真[J]. 系统工程与电子技术, 2017, 39(1): 79-85. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTYD201701013.htm

    YU X Y, XU B, XIONG K, et al. Modeling and simulation of the radar echo of chaff cloud[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2017, 39(1): 79-85(in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTYD201701013.htm
    [8] 李金梁, 李永祯, 王雪松, 等. 低轨道空间箔条干扰的扩散模型[J]. 宇航学报, 2010, 31(4): 1237-1243. doi: 10.3873/j.issn.1000-1328.2010.04.048

    LI J L, LI Y Z, WANG X S, et al. Chaff jamming diffusion model in low orbit space[J]. Journal of Astronautics, 2010, 31(4): 1237-1243(in Chinese). doi: 10.3873/j.issn.1000-1328.2010.04.048
    [9] 崔占忠, 宋世和, 徐立新. 近炸引信原理[D]. 北京: 北京理工大学, 2005: 125-132.

    CUI Z Z, SONG S H, XU L X. The theory of proximity fuze[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2005: 125-132(in Chinese).
    [10] 栗苹. 无线电引信抗干扰理论[D]. 北京: 北京理工大学, 2019: 51-67.

    LI P. Using quasi-Monte Carlo method to compute volume of point set[D]. Beijing: Beijing Institute of Technology Press, 2019: 51-67(in Chinese).
    [11] JAMES B, DENNIS M, PETER J. Chaff aerodynamics[D]. California: University of California, 1975.
    [12] SEO D W, NAM H J, KWON O J, et al. Dynamic RCS estimation of chaff clouds[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2012, 48(3): 2114-2127. doi: 10.1109/TAES.2012.6237582
    [13] HESONG H, ZHONG X T, SHI J C, et al. Experimental and numerical study of chaff cloud kinetic performance under the impact of high speed airflow[J]. Chinese Journal of Aeronautics, 2018, 31(11): 2080-2092. doi: 10.1016/j.cja.2018.08.002
    [14] 刘玉身, 雍俊海, 张慧, 等. 使用拟蒙特卡罗方法计算点模型的体积[J]. 计算机辅助设计与图形学学报, 2006, 18(3): 410-415. doi: 10.3321/j.issn:1003-9775.2006.03.015

    LIU Y S, YONG J H, ZHANG H, et al. Using quasi-Monte Carlo method to compute volume of point set[J]. Journal of Computer-aided Design & Computer Graphics, 2006, 18(3): 410-415(in Chinese). doi: 10.3321/j.issn:1003-9775.2006.03.015
    [15] KORAH N M. Principle of radar fuze[M]. HUA G, XING H, translated. Beijing: National Defense Industry Press, 1980: 189-195(in Chinese).
    [16] 杜汉卿. 无线电引信抗干扰技术[J]. 兵工学报, 1980(1): 96-122. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDYX198001006.htm

    DU H Q. Anti-jamming technology of radio fuze[J]. Acta Armamentarii, 1980(1): 96-122(in Chinese). https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDYX198001006.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-07
  • 录用日期:  2020-08-17
  • 网络出版日期:  2021-06-20

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