一种超宽带引信距离探测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种超宽带引信距离探测方法及装置，属于无线电引信技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带引信距离探测方法及装置


[0001]本专利技术涉及无线电引信
，具体是涉及一种超宽带引信距离探测方法及装置
。

技术介绍

[0002]超宽带引信具有定距精度高
、
抗干扰能力强和功耗低的特点，已经成为无线电引信中的一种主流技术体制
。
在对空引信使用场景下存在引战配合需求，即要求引信实时输出探测距离，由弹载控制单元根据战斗部特点自主决定起爆时机，以提高弹药毁伤效能
。
[0003]常规的超宽带引信取样脉冲相对于发射信号的延时时间根据定距高度进行设定，定距高度一旦确定，相对于发射信号的延时时间便保持不变，因此常规的超宽带引信为定距引信
。
在常规超宽带引信的基础上，实时调整取样脉冲相对于发射信号的延时时间，以实现距离动态探测功能
。
[0004]在此基础上，发射脉冲信号经可编程延时电路延时后生成取样脉冲，通过动态调整可编程延时电路的延时值实现距离探测
。
[0005]超宽带引信采用随机脉冲位置调制技术，其功率谱密度很低，发射信号淹没在白噪声中，具有极强的抗截获特性，从而使得以信号存储处理转发为特点的第四代干扰机失效
。
但是如果敌方提前获取超宽带引信工作频段等敏感信息，以增加成本的代价采取压制式干扰方式，则可能导致超宽带引信近炸失效
。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题是：常规的超宽带引信距离探测方法存在超宽带引信近炸失效的可能性
。<br/>[0007]为解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：一种超宽带引信距离探测方法，包括以下步骤：
S1、
确定探测距离扫描范围；
S2、
基于探测距离扫描范围计算可编程延时电路的延时扫描范围；
S3、
根据可编程延时电路的延时最小步进和延时调整时间间隔对延时电路进行配置；
S4、
基于可编程延时电路的延时最小步进和延时调整时间间隔，将可编程延时电路的延时值在延时扫描范围的最小值到最大值之间来回扫描；
S5、
超宽带天线发送的电磁波信号经目标散射后再次被超宽带天线接收，接收信号与取样脉冲信号经等效采样后得到检波信号；
S6、
检波信号经放大滤波以及信号判决，符合目标回波特征时计算得到探测距离；
S7、
根据引信应用场景，确定引信起爆时间点
。
[0008]进一步地，可编程延时电路的延时扫描范围的计算公式如下：
，上式中，为可编程延时电路的延时扫描范围，
R
为探测距离扫描范围，
c
为电磁波在空气中的传播速度，为发射链路延时与接收链路延时差
。
[0009]进一步地，来回扫描的方法为：将可编程延时电路的延时值从延时扫描范围的最小值起，每延时调整时间间隔按照延时最小步进递增，直至达到延时扫描范围的最大值；达到延时扫描范围的最大值后，可编程延时电路的延时值每延时调整时间间隔按照延时最小步进递减，直至达到延时扫描范围的最小值；持续重复上述过程
。
[0010]进一步地，探测距离的计算公式为：，上式中，为探测距离，为检测到目标回波时可编程延时电路的延时扫描瞬时值，为发射链路延时与接收链路延时差，
c
为电磁波在空气中的传播速度
。
[0011]更进一步地，步骤
S7
包括以下内容：若引信应用于引战配合需求场景，直接输出探测距离；若引信应用于定距引信抗干扰需求场景，在获取探测距离后，多次重复步骤
S1
至步骤
S6
，得到多个探测距离，当多个探测距离中，每前后两个探测距离的差距在平均探测距离的
20%
内时，输出近炸启动信号
。
[0012]本专利技术还提供一种超宽带引信距离探测装置，用于实现前述的一种超宽带引信距离探测方法，包括：
FPGA
电路和与
FPGA
电路电性连接的超宽带天线，
FPGA
电路包括振荡时钟产生单元，与荡时钟产生单元依次电性连接的：随机数产生单元
、
第一可编程延时单元
、
第一窄脉冲产生单元；荡时钟产生单元还电性连接有延时范围控制单元，延时范围控制单元依次电性连接有：第二可编程延时单元
、
第二窄脉冲产生单元
、
等效采样单元
、
放大滤波单元
、
信号识别单元和近炸判决单元；其中，第一可编程延时单元与第二可编程延时单元电性连接，第一窄脉冲产生单元和等效采样单元均与超宽带天线电性连接；第一可编程延时单元
、
第二可编程延时单元均位于
FPGA
芯片内
。
[0013]优选地，振荡时钟产生单元由依次电性连接的晶体振荡器
、
全局时钟网络和锁相环组成
。
[0014]优选地，第一窄脉冲产生单元和第二窄脉冲产生单元均由阶跃恢复二极管
、
与阶跃恢复二极管电性连接的外围电感和电容组成
。
[0015]优选地，等效采样单元由混频二极管及与其电性连接的外围积分微分阻容电路组成
。
[0016]进一步优选地，信号识别单元的硬件部分包括依次电性连接的模数转换器和数字带通滤波单元，软件部分包括模板匹配算法；数字带通滤波单元和模板匹配算法均搭载在所述
FPGA
芯片内
。
[0017]说明：模板匹配算法的计算逻辑为：将数字滤波后信号与
FPGA
芯片内存储的模板匹配信号进行相关运算得到相关系数，相关系数的计算公式为：，上式中，为相关系数，为数字滤波后信号，为模板信号
。
[0018]本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在超宽带引信定距功能基础上进行拓展，实现超宽带引信实时测距功能，在多个距离位置进行多次判决，以提高引信在压制式干扰条件下的生存能力；（2）本专利技术在对空引信等引战配合需求场景下，超宽带引信实时输出探测距离，弹载控制单元结合实时弹目距离
、
弹目速度和战斗部破片飞散角等信息选择起爆时机，以提高毁伤效能
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1一种超宽带引信距离探测方法流程图；图2是本专利技术实施例1中延时扫描范围示意图；图3是本专利技术实施例2中振荡时钟产生单元的器件连接关系图；图4是本专利技术实施例2中等效采样单元的器件连接关系图；图5是本专利技术实施例2中放大滤波单元的器件连接关系图；图6是本专利技术实施例2中随机数产生的逻辑电路
。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超宽带引信距离探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
确定探测距离扫描范围；
S2、
基于探测距离扫描范围计算可编程延时电路的延时扫描范围；
S3、
根据可编程延时电路的延时最小步进和延时调整时间间隔对延时电路进行配置；
S4、
基于可编程延时电路的延时最小步进和延时调整时间间隔，将可编程延时电路的延时值在延时扫描范围的最小值到最大值之间来回扫描；
S5、
超宽带天线发送的电磁波信号经目标散射后再次被超宽带天线接收，接收信号与取样脉冲信号经等效采样后得到检波信号；
S6、
检波信号经放大滤波以及信号判决，符合目标回波特征时计算得到探测距离；
S7、
根据引信应用场景，确定引信起爆时间点
。2.
如权利要求1所述的一种超宽带引信距离探测方法，其特征在于，所述可编程延时电路的延时扫描范围的计算公式如下：，上式中，为可编程延时电路的延时扫描范围，
R
为探测距离扫描范围，
c
为电磁波在空气中的传播速度，为发射链路延时与接收链路延时差
。3.
如权利要求1所述的一种超宽带引信距离探测方法，其特征在于，所述来回扫描的方法为：将可编程延时电路的延时值从延时扫描范围的最小值起，每延时调整时间间隔按照延时最小步进递增，直至达到延时扫描范围的最大值；达到延时扫描范围的最大值后，可编程延时电路的延时值每延时调整时间间隔按照延时最小步进递减，直至达到延时扫描范围的最小值；持续重复上述过程
。4.
如权利要求1所述的一种超宽带引信距离探测方法，其特征在于，所述探测距离的计算公式为：，上式中，为探测距离，为检测到目标回波时可编程延时电路的延时扫描瞬时值，为发射链路延时与接收链路延时差，
c
为电磁波在空气中的传播速度
。5.
如权利要求1所述的一种超宽带引信距离探测方法，其特征在于，所述步骤
S7
包括以下内容：若引信应用于引战配合需求场景，直接输出探测距离；若引信应用于定距引信抗干扰需求场景，在获取探测距离后，多次重复步骤
S1
至步骤
S6

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志林，刘炎景，常德旭，彭浩，王超敏，
申请(专利权)人：北京宏动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：