目录时间鉴别器的工作原理与数学模型一、时间鉴别器的基本功能二、自动距离跟踪系统的闭环结构三、时间鉴别器的数学模型与波形分析3.1 波门结构的基本定义3.2 时间鉴别器的电路组成与信号流程3.3 积分与比较输出四、时间鉴别器的特性曲线五、关于系数 k1​ 的深入分析六、跟踪状态的判断与注意事项65.P65目标距离测量(四三、自动距离跟踪系统的工作原理3.1 控制器的数学模型3.2 跟踪脉冲产生器的数学模型3.3 系统闭环工作过程3.4 跟踪系统的前提条件四、自动距离跟踪的工作步骤4.1 第一步搜索过程4.2 第二步跟踪过程4.3 系统状态转换总结时间鉴别器的工作原理与数学模型一、时间鉴别器的基本功能二、自动距离跟踪系统的闭环结构三、时间鉴别器的数学模型与波形分析3.1 波门结构的基本定义3.2 时间鉴别器的电路组成与信号流程参考教材第188页图6.17时间鉴别器组成方框图及各点波形分析信号处理流程信号定义与关系因果时序分析选通放大与信号合成波形(4)经过前选通放大器波形(5)经过后选通放大器选通放大器的功能类似于逻辑与运算时域相与前选通放大器和后选通放大器均为两输入一输出前选通输入为波形(4)和波形(3)输出为波形(6)后选通输入为波形(5)和波形(3)输出为波形(7)波形(3)的来源回波信号经回波处理电路整形得到。具体流程为波形(2)为接收到的回波信号呈包络形态回波中心时刻 t 定义为回波最大值位置相对于起始时刻波形(2)经过回波处理电路整形为波形(3)即宽度为 τ 的方波信号波形(3)的中心时刻即为 t波形合成原理选通输出分析3.3 积分与比较输出波形(6)和波形(7)分别经过积分电路波形(6)积分得到波形(8)波形(7)积分得到波形(9)积分过程说明实际积分从零点开始线性爬升图示的波形(8)和波形(9)为积分电路的稳态输出暂态过程未画出。比较电路 比较电路计算波形(9)与波形(8)的差值即四、时间鉴别器的特性曲线。五、关于系数 k1​ 的深入分析六、跟踪状态的判断与注意事项65.P65目标距离测量(四三、自动距离跟踪系统的工作原理自动距离跟踪系统的工作原理是将各组成部分的数学模型串联起来形成完整的闭环控制系统。已知时间鉴别器的数学模型为3.1 控制器的数学模型控制器和跟踪脉冲产生器的数学模型相对时间鉴别器较为简单直接给出如下控制器的输出控制电压 e 由以下积分关系描述对该积分的理解积分运算可视为一个累加过程。将上式离散化理解即当前时刻的控制电压等于前一时刻的控制电压加上与当前 u1​ 相关的增量需要明确e 不一定是正值或负值而是相对于原值的增减关系。积分本质是累加概念理解这一点有助于掌握控制器的工作机制。3.2 跟踪脉冲产生器的数学模型控制电压 e 最终用于控制跟踪脉冲时刻其关系为其中为大于零的系数。3.3 系统闭环工作过程整个系统构成反馈控制回路信号流向如下稳态分析实际跟踪过程中存在动态调节该数学模型本质上是一个反馈动态控制系统。3.4 跟踪系统的前提条件前述分析建立在重要前提之上时间差必须满足满足该条件时系统处于跟踪系统工作状态。关键问题自动距离跟踪并非直接进入跟踪状态而是遵循先搜索、后跟踪的原则。四、自动距离跟踪的工作步骤类比人工跟踪过程在操场上寻找并跟踪某位同学时首先需要在视野范围内扫描寻找发现目标后再向其移动并不断校正路径。雷达自动距离跟踪同样分为两个阶段4.1 第一步搜索过程坐标系建立搜索范围定义 根据先验知识设定搜索的时间距离范围扫描方式搜索终止条件4.2 第二步跟踪过程进入跟踪过程后系统按照前述三个数学模型时间鉴别器、控制器、跟踪脉冲产生器进行闭环反馈控制持续使 t1′​ 跟踪 t 的变化。失锁与重新搜索 跟踪过程中可能出现目标距离快速变化的情况导致系统进入失锁状态。失锁后的处理策略系统暂停跟踪等待2至3个搜索周期或若干个脉冲重复周期确认目标确实丢失后重新启动搜索过程返回第一步在范围内重新扫描失锁的典型场景场景一距离拖引干扰Range Gate Pull Off, RGPO这是雷达对抗中的一种常见干扰手段其原理如下雷达发射脉冲后真实目标回波位于时刻对应距离 r 干扰机首先发射与真实目标重合的假目标信号但幅度远大于真实目标由于假目标幅度占优跟踪波门被套在假目标上干扰机逐步增大假目标的时延使其远离真实目标跟踪波门跟随假目标移动逐渐远离真实目标当假目标远离至足够距离时干扰机关闭假目标消失系统同时丢失真假目标进入失锁状态被迫重新搜索该过程称为拖引干扰目的是将雷达跟踪波门从真实目标处引开达到保护目标的目的。场景二目标机动目标本身发生剧烈的距离方向机动导致跟踪波门无法及时跟上同样会造成失锁。4.3 系统状态转换总结自动距离跟踪系统的完整工作流程为课后说明本节内容在教材和板书中呈现得较为简练更多概念和细节通过课堂讲授进行传达。建议课后结合板书公式与课堂讲解深入理解自动距离跟踪系统的搜索-跟踪-失锁-再搜索的完整工作循环特别是时间鉴别器特性、闭环控制原理以及干扰环境下的系统响应机制。