一种高超声速合作目标快速截获与跟踪方法

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2026.02.008

摘要/Abstract

摘要：

针对高烈度空地对抗环境下，制导雷达引导高超声速拦截武器打击来袭目标的迫切需求，开展针对高超声速合作目标的快速截获与跟踪技术研究，从雷达体制、波形设计、跟踪模型3方面着手，解决高超声速导弹/炮弹雷达散射截面积（radar cross section，RCS）小不易截获，飞行速度快且速度分布范围广难以检测跟踪等问题。通过基于窄带信号和脉冲多普勒(pulse Doppler，PD)处理的雷达工作体制设计，降低距离单元走动的影响，提升强杂波背景下弱小目标的检测能力；通过基于双脉组参差的制导波形设计，提升可利用的多普勒空间，实现目标的广速度域检测；通过基于先验信息引导的截获屏搜索与基于速度域判决的航迹起始与航点关联模型构建，实现对高超声速合作目标的快速截获与稳定跟踪，并在半实物仿真实验中对模型的有效性进行了充分验证。

关键词: 雷达, 高超声速合作目标, 脉冲多普勒处理, 脉组参差, 快速截获, 跟踪

Abstract:

Aiming at the urgent requirements of guidance radar to guide hypersonic weapons to intercept incoming targets in fiercely air-to-ground military confrontation， rapid acquisition and tracking technologies are studied. There are several problems need to be solved： one is the RCS of hypersonic missiles/shells is small that not easy to acquire， the second is the hypersonic missiles/shells flight speed is high and has a wide speed distribution that difficult to detect and track. The problems are solved from three aspects： radar system design， waveform design and tracking model design. Through the design of radar operating system based on narrowband signal processing and PD processing， the influence of range migration is reduced， and the detectability of dim target under strong clutter background is improved. Through the design of guidance waveform based on double PRF（pulse repetition frequency） sets， the velocity ambiguity in Doppler is resolved. Through the design of search interception screen based on prior information and the design of taking velocity into track initiation and track correlation model， the rapid acquisition and stable tracking of hypersonic cooperative targets are realized. The effectiveness of the proposed model is fully verified in the semi-physical simulation test.

Key words: radar, hypersonic cooperative target, pulse Doppler processing, multiple pulse repetition frequency （PRF） sets, fastly acquiring, tracking

中图分类号:

TN95

李京效, 田格格, 徐光辉, 赵成璐, 罗静. 一种高超声速合作目标快速截获与跟踪方法[J]. 现代防御技术, 2026, 54(2): 92-99.

Jingxiao LI, Gege TIAN, Guanghui XU, Chenglu ZHAO, Jing LUO. A Method for Rapid Acquiring and Tracking Hypersonic Cooperative Targets[J]. Modern Defense Technology, 2026, 54(2): 92-99.

图/表 11

图1 一种针对高超声速合作目标的雷达系统处理架构

Fig. 1 Radar system processing architecture for hypersonic cooperative targets

图2 单脉组PD滤波器速度综合响应

Fig. 2 Amplitude-velocity response of PD filter for single pulse set

表1 双脉组参差波形参数

Table 1 Waveform parameters based on double PRF sets

脉组号	PRT/μs	脉冲积累数
1	36	64
2	39	64

图3 基于双脉组参差波形的速度综合响应图

Fig. 3 Amplitude-velocity response of PD filter for double PRF sets

图4 搜索截获中心几何关系

Fig. 4 Geometric diagram of search and interception center

图5 本文设计的椭圆形截获屏

Fig. 5 Oval-shaped beam interception screen designed in this paper

图6 常见的波束截获屏

Fig. 6 Common beam interception screen

图7 基于速度域判决的航迹起始与航点关联算法流程

Fig. 7 Processing flow for track initiation and track correlation algorithm based on velocity information

图8 半实物仿真实验搜索点和确认点的脉压、PD处理、CFAR检测结果

Fig. 8 Semi-physical simulation test results of Pulse compression, PD processing and CFAR detection for search points and confirmation points

图9 雷达航迹测量曲线

Fig. 9 Radar track measurement curve

表2 航迹测量精度

Table 2 Track measurement accuracy

误差项	方位差/（°）	距离差/m	俯仰差/（°）
系统差	0.073 8	-11.447 5	0.025 9
起伏差	0.016 1	7.932 2	0.021 4
总误差	0.075 5	13.911 4	0.033 5

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