非大气窗口毫米波引信探索性研究
摘要
本文是国防科研基金项目“非大气窗口毫米波引信探索性研究”的重要组成部分。由于非大气窗口毫米波波段是指大气衰减严重的毫米波波段，所以本文首先讨论了此波段在各种气候条件下的传输衰减特性，以确定其在理论上的可行性。根据分析所得到的各种衰减量，可以推导出工作于此波段的近程雷达受作用距离的影响及抗干扰性能。
在完成了以上的理论准备后，下一阶段的工作是实际样机的设计及工作体制分析研究。主要完成了三角波调频体制下的差频信号在时域和频域两方面的特性分析，并采集了5mm波段实际的三角波调制差频波形，通过将理论值与实测值的比较分析，表明5mm样机前端部分的可靠性，为后面的信号处理电路设计作准备。
最后讨论了此波段近程雷达在引信中的应用。由于非大气窗口毫米波的特殊性，它能增强引信工作的隐蔽性，使敌人难以侦察及干扰，并且大气衰减不影响毫米波近炸引信的正常工作。所以将非大气窗口毫米波近程雷达应用于引信是一个十分重要的方向。
This paper is an important part of Native Defense scientific research fund task "non-atmosphere window millimeter wave fuse exploring study". First, this paper discusses the transmitting attenuation property of non-atmosphere window millimeter wave, because of the great atmosphere attenuation in this band. It confirms this task is feasible in the theory. Based on the all attenuation , we can find the short range radar worked in this band is affected by action distance and interfere.
After completed theory analysis, next work is the design of actual instrument and theory analysis of working system. This paper mainly analyses dispersion frequency signals' time and frequency property of triangle wave modulation. Real 5mm dispersion frequency signal is collected. The theory data and real data are compared and analyzed. It shows 5mm radar forepart is practicable, it also supplies theory base to design back signal processing circuit.
At last , the paper discusses this radar's application in the fuse. Because of the extraordinary property of non-atmosphere window millimeter wave, it can make fuse work covertly. The enemy spies and disturbs it difficultly. The atmosphere attenuation don't affect the natural work of millimeter wave fuse. So it is an important direction that non-atmosphere window millimeter wave short range radar is applied in the fuse.
在完成了以上的理论准备后，下一阶段的工作是实际样机的设计及工作体制分析研究。主要完成了三角波调频体制下的差频信号在时域和频域两方面的特性分析，并采集了5mm波段实际的三角波调制差频波形，通过将理论值与实测值的比较分析，表明5mm样机前端部分的可靠性，为后面的信号处理电路设计作准备。
最后讨论了此波段近程雷达在引信中的应用。由于非大气窗口毫米波的特殊性，它能增强引信工作的隐蔽性，使敌人难以侦察及干扰，并且大气衰减不影响毫米波近炸引信的正常工作。所以将非大气窗口毫米波近程雷达应用于引信是一个十分重要的方向。
This paper is an important part of Native Defense scientific research fund task "non-atmosphere window millimeter wave fuse exploring study". First, this paper discusses the transmitting attenuation property of non-atmosphere window millimeter wave, because of the great atmosphere attenuation in this band. It confirms this task is feasible in the theory. Based on the all attenuation , we can find the short range radar worked in this band is affected by action distance and interfere.
After completed theory analysis, next work is the design of actual instrument and theory analysis of working system. This paper mainly analyses dispersion frequency signals' time and frequency property of triangle wave modulation. Real 5mm dispersion frequency signal is collected. The theory data and real data are compared and analyzed. It shows 5mm radar forepart is practicable, it also supplies theory base to design back signal processing circuit.
At last , the paper discusses this radar's application in the fuse. Because of the extraordinary property of non-atmosphere window millimeter wave, it can make fuse work covertly. The enemy spies and disturbs it difficultly. The atmosphere attenuation don't affect the natural work of millimeter wave fuse. So it is an important direction that non-atmosphere window millimeter wave short range radar is applied in the fuse.
引文
1．刁育才，左凤琴．毫米波技术及其军事应用．第1版．北京：兵器工业出版社，1991
2．李兴国．毫米波近感技术及其应用．第1版．北京：国防工业出版社，1991
3．谢益溪等编著．电波传播．第1版．北京：电子工业出版社，1990．10
4．薛良金编著．毫米波工程基础．第1版．北京：国防工业出版社，1998．9
5．[美] K．J．巴顿，J．C．威尔茨．毫米波系统．第1版．北京：国防工业出版社，1989．10
6．黎滨洪，周希朗．毫米波技术及其应用．第1版．上海：上海交通大学出版社，1959
7．阮成礼．毫米波理论与技术．第1版．成都：电子科技大学出版社，2000，12
8．崔占忠 宋世和．近感引信原理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1998，8
9．许建中．无线电近感系统．第1版．南京理工大学，2000．9
10．陈桂明，张明照，戚红雨．应用matlab语言处理数字信号与数字图像．第1版．科学出版社，2000，1
11．徐天成，钱冬宁，张胜付．信号与系统．第1版．南京：南京理工大学，1998，11
12．丁玉美，高西全．数字信号处理．第2版．西安：西安电子科技大学出版社，2001
13．彭玉华．小波变换与工程应用．第2版．北京：科学出版社，2000
14．崔锦泰，程正兴．小波分析导论．第1版．西安：西安交通大学出版社，1995
15．程正兴．小波分析算法与应用．第1版．西安：西安交通大学出版社，1998
16．陈逢时．子波变换理论及其在信号处理中的应用．第1版．北京：国防工业出版社，1998，3
17．胡昌华，张军波，夏军，张伟．基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，1999
18．萝珊智慧型科技工作室．MATLAB 5.X入门与应用．第1版．北京：科学出版社．1999
19．伯晓晨，李涛，刘路等．MATLAB工具箱应用指南——信息工程篇．第1版．北京：电子工业出版社，2000．4
20. Peter F.M. Smulders, Senior Member, IEEE, and Matti H.A. Herben, Senior Member, IEEE. A Shaped Reflector Antenna for 60—GHz Radio Access Points. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL, 49, NO. 7, JULY 2001
21. Tat-Soon Yeo, Senior Member, IEEE, Pang-Shyan Kooi, Member IEEE, Mook-Seng Leong, Senior Member, IEEE, and Le-Wei Li, Senior Member, IEEE. Tropical
Raindrop Size Distribution for the Prediction of Rain Attenuation of microwaves in the 10-40 GHz Band. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 49. NO. 1, JANUARY 2001
22. Der-phone Lin and Hsing-Yi Chen, Member, IEEE. Yolumn Integral Equation Solution of extincton Cross Section by Raindrops in the Range 0.6-100 GHz.IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 49, NO. 3, MARCH 2001
23. HANS J. LIEBE, SENIOR MEMBER, IEEE. Atmospheric EHF Window Transparencies near 35, 90,140, and 220 GHz. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNNAS AND PROPAGATION, VOL. AP-31, NO. 1, JANUARY 1983
24. Boris Z. Petrenko, Member IEEE. Retrieval of Parameters of a Horizontal Hydrometeor Distrubition within the Field of View of a satellite Microwave Radiometer, IEEE transactions on geoscience and remote sensing, VOL. 39. NO. 9. September 2001
25. Bryan W. Singer. Automating the Modeling and Optimization of the Performance of Signal processing algorithms. Ph.D. Dissertation:Computer Science Department of Carnegic Mellon University, 2001, 9
26. LI Fengliang, LI Ling, LI Yuxing, and GE Junxiang. A new Doppler radar of velocity measuring at millimeterwaves. Beijing University of Aeronautics and Astronautics. IN: IEEE MTT-S Digest, 1998, PP:435-438
27．刘黎平，葛润生等．双线偏振多谱勒天气雷达遥测降水强度和液态含水量的方法和精度研究．大气科学，第26卷第5期，2002，9
28．刘黎平．双线偏振多谱勒天气雷达估测混合区降雨和降雹方法的理论研究．大气科学，第26卷第6期，2002，11
29．周克平．无线电引信干扰技术研究．电子对抗技术，第1期，1996
30．阮颖峥译．用于灵巧弹头近炸引信的毫米波雷达．电子科技大学学报．第20卷 增刊1，1991，6
31．侯光明，王健，郭巧，闫绪娴．全国降雨率累积分布R_1(0.01)的研究．北京理工大学学报，第22卷第2期，2002，4
32．赵振维，林乐科，董庆生，吴振森．雾的雷达后向散射特性研究．电波科学学报，第16卷第4期，2001，12
33．盛怀茂，李玉芳等．FMCW毫米波雷达中频滤波器的研究．红外与毫米波学报，第20卷第6期，2001，12
34．陈祝明，丁义元等．提高线性调频连续波雷达测距精度的最大值估值算法．系统工程与电子技术，第21卷第6期，1999
35．胡汉南．线性FMCW雷达中频信号的采样准则和频谱特性．中国航海．2000年第1期
36．杨建宇．线性调频连续波雷达接收机性能分析．系统工程与电子技术，第23卷第10期，2001
37．丁前军，杨峰等．基于取样平均的UWB雷达时域去噪原理及仿真．现代雷达，2003年1月第1期
38．范玉芳，梁甸农．子脉冲线性调频步进雷达信号分析．信号处理，第17卷第4期，2001，8
39．申崇江．小波分析和神经网络在毫米波系统信号处理中的应用．南京理工大学硕士论文．1998．1
2．李兴国．毫米波近感技术及其应用．第1版．北京：国防工业出版社，1991
3．谢益溪等编著．电波传播．第1版．北京：电子工业出版社，1990．10
4．薛良金编著．毫米波工程基础．第1版．北京：国防工业出版社，1998．9
5．[美] K．J．巴顿，J．C．威尔茨．毫米波系统．第1版．北京：国防工业出版社，1989．10
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8．崔占忠 宋世和．近感引信原理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1998，8
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10．陈桂明，张明照，戚红雨．应用matlab语言处理数字信号与数字图像．第1版．科学出版社，2000，1
11．徐天成，钱冬宁，张胜付．信号与系统．第1版．南京：南京理工大学，1998，11
12．丁玉美，高西全．数字信号处理．第2版．西安：西安电子科技大学出版社，2001
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14．崔锦泰，程正兴．小波分析导论．第1版．西安：西安交通大学出版社，1995
15．程正兴．小波分析算法与应用．第1版．西安：西安交通大学出版社，1998
16．陈逢时．子波变换理论及其在信号处理中的应用．第1版．北京：国防工业出版社，1998，3
17．胡昌华，张军波，夏军，张伟．基于MATLAB的系统分析与设计——小波分析．第1版．西安：西安电子科技大学出版社，1999
18．萝珊智慧型科技工作室．MATLAB 5.X入门与应用．第1版．北京：科学出版社．1999
19．伯晓晨，李涛，刘路等．MATLAB工具箱应用指南——信息工程篇．第1版．北京：电子工业出版社，2000．4
20. Peter F.M. Smulders, Senior Member, IEEE, and Matti H.A. Herben, Senior Member, IEEE. A Shaped Reflector Antenna for 60—GHz Radio Access Points. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL, 49, NO. 7, JULY 2001
21. Tat-Soon Yeo, Senior Member, IEEE, Pang-Shyan Kooi, Member IEEE, Mook-Seng Leong, Senior Member, IEEE, and Le-Wei Li, Senior Member, IEEE. Tropical
Raindrop Size Distribution for the Prediction of Rain Attenuation of microwaves in the 10-40 GHz Band. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 49. NO. 1, JANUARY 2001
22. Der-phone Lin and Hsing-Yi Chen, Member, IEEE. Yolumn Integral Equation Solution of extincton Cross Section by Raindrops in the Range 0.6-100 GHz.IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 49, NO. 3, MARCH 2001
23. HANS J. LIEBE, SENIOR MEMBER, IEEE. Atmospheric EHF Window Transparencies near 35, 90,140, and 220 GHz. IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNNAS AND PROPAGATION, VOL. AP-31, NO. 1, JANUARY 1983
24. Boris Z. Petrenko, Member IEEE. Retrieval of Parameters of a Horizontal Hydrometeor Distrubition within the Field of View of a satellite Microwave Radiometer, IEEE transactions on geoscience and remote sensing, VOL. 39. NO. 9. September 2001
25. Bryan W. Singer. Automating the Modeling and Optimization of the Performance of Signal processing algorithms. Ph.D. Dissertation:Computer Science Department of Carnegic Mellon University, 2001, 9
26. LI Fengliang, LI Ling, LI Yuxing, and GE Junxiang. A new Doppler radar of velocity measuring at millimeterwaves. Beijing University of Aeronautics and Astronautics. IN: IEEE MTT-S Digest, 1998, PP:435-438
27．刘黎平，葛润生等．双线偏振多谱勒天气雷达遥测降水强度和液态含水量的方法和精度研究．大气科学，第26卷第5期，2002，9
28．刘黎平．双线偏振多谱勒天气雷达估测混合区降雨和降雹方法的理论研究．大气科学，第26卷第6期，2002，11
29．周克平．无线电引信干扰技术研究．电子对抗技术，第1期，1996
30．阮颖峥译．用于灵巧弹头近炸引信的毫米波雷达．电子科技大学学报．第20卷 增刊1，1991，6
31．侯光明，王健，郭巧，闫绪娴．全国降雨率累积分布R_1(0.01)的研究．北京理工大学学报，第22卷第2期，2002，4
32．赵振维，林乐科，董庆生，吴振森．雾的雷达后向散射特性研究．电波科学学报，第16卷第4期，2001，12
33．盛怀茂，李玉芳等．FMCW毫米波雷达中频滤波器的研究．红外与毫米波学报，第20卷第6期，2001，12
34．陈祝明，丁义元等．提高线性调频连续波雷达测距精度的最大值估值算法．系统工程与电子技术，第21卷第6期，1999
35．胡汉南．线性FMCW雷达中频信号的采样准则和频谱特性．中国航海．2000年第1期
36．杨建宇．线性调频连续波雷达接收机性能分析．系统工程与电子技术，第23卷第10期，2001
37．丁前军，杨峰等．基于取样平均的UWB雷达时域去噪原理及仿真．现代雷达，2003年1月第1期
38．范玉芳，梁甸农．子脉冲线性调频步进雷达信号分析．信号处理，第17卷第4期，2001，8
39．申崇江．小波分析和神经网络在毫米波系统信号处理中的应用．南京理工大学硕士论文．1998．1