一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块及方法

技术领域

本发明属于炸点控制技术领域，涉及一种基于差频信号的炸点精确控制方法，尤其涉及一种用于引信的炸点精确控制方法。

背景技术

提高炸点控制精度是近炸引信发展的一个永恒的主题。对于调频连续波引信，是利用回波信号与发射信号之间的频率差确定引信到目标的距离，调频连续波引信具有定距精度较高，抗干扰性能好等特点，在无线电引信中具有良好的应用前景。在精确定距的基础上，在软件上对算法进行实现具有重要意义。采用全数字化信号处理，炸点精确控制由专用集成电路灵活配置和编程实现，可大大提高计算精度，方便进行炸高分选等炸点精确控制。同时具有可编程可修改的灵活性，适合现代引信灵巧化和智能化需求。

发明内容

本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块及方法，要解决的技术问题是根据雷达收到的信号把距离等间隔分为多个炸高档位，实现炸高分选,能够实现精确控制炸点，此外，具有仅改变软件参数而不改变硬件设计即能够实现上述目的的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块，包括锁相环电路子模块、滤波器、A－D转换子模块、加和子模块、除法子模块和分档子模块。外部模块包括前端射频雷达和档位控制器。锁相环电路用于进行分频，通过外部控制的时钟产生一个与内部晶振频率一致的时钟信号，所述的时钟信号用于加和子模块的触发时钟。A-D转换模块用于把差频信号的频率模拟量转换成计算机能处理的数字量，即差频信号从最低频f₁到最高频f₂按照信号强度被转换成十进制整数字量。加和子模块用于对A－D转换子模块输出的数字化量进行加和处理，在每个采样时钟对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和，输出两个数字量adds和addc。除法子模块用于对两个数字量进行除法运算得到商值Q。分档子模块用于根据不同的商值Q范围不同，进行档位分选，精确控制炸高。

基于所述的一种精确控制炸点、实现炸高分档的模块，本发明还公开一种精确控制炸点、实现炸高分选的方法，包括如下步骤：

步骤一：前端射频雷达发射对称三角线性调频连续波信号U_t。

步骤二：探测到目标后，雷达接收端得到来自目标的回波信号U_r，混频后经滤波器去除噪音干扰得到差频信号S_b(t)，差频信号S_b(t)中包含目标的距离信息。

步骤三：A-D转换模块把步骤二得到的差频信号的频率模拟量转换成计算机能处理的数字量。

步骤四：通过锁相环模块产生与内部晶振频率一致的时钟信号，加和模块在每个采样时钟对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和得到两个数字量adds和addc。

步骤五：除法器对步骤四得到的两个数字量adds和addc进行除法运算，得到反映距离信息的商Q，即建立炸高h与商值Q的一一对应关系如下：

其中：T_m是调制周期，Δf是最大调制频偏，c为光速，K为尺度系数。

通过调整尺度系数K能够改变反映距离信息的商Q的精度。根据所需要的炸高制定档位，按照误差限确定各档位对应的Q范围。

步骤六：分档子模块根据计算得到的各炸高档位在预设精度的Q范围，判别实现炸高分选。

所述的在预设精度的Q范围优选在精度为±1m时对应的Q范围。

步骤七：精确控制炸高。

当档位控制器所给炸高档位与Q所在区间判断出的档位一致时，输出起爆信号。在非定义档位区，不输出起爆信号，即实现精确控制炸高的目的。

还包括步骤八：将所述的一种精确控制炸点、实现炸高分选的方法应用于引信设计，能够精确实施不同的炸点控制指令，对目标实现实时、精准打击。

步骤四所述的对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和优选如下方法实现：

采样点的时间间隔为T，原差频信号S_b(t)＝S_b(nT),S_b′(t)是原差频信号的后向差分，表示为S_b′(t)＝S_b′(nT)＝S_b(nT)-S_b[(n-1)T]，通过计算机快速计算等价于积分的求和过程，从而保证电路的实时性。

有益效果：

1、本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块及方法，根据雷达收到的信号把距离等间隔分为多个炸高档位，实现炸高分选,能够实现精确控制炸点。

2、本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块及方法，在外部硬件的T_m和Δf一定时，改变尺度系数K可以提高精度，因此，具有仅改变软件参数而不改变硬件设计即能够实现上述目的的优点。

3、本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块及方法，炸高档位能够根据实际需要灵活设定，且可按需要对炸高精度进行调整。

4、本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块及方法，应用于引信设计，能够精确实施不同的炸点控制指令，对目标实现实时、精准打击。

附图说明

图1为本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块原理框图。

图2为本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的方法的流程图。

具体实施例：

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

选用“当外部档位控制器给出的炸高指令(5m)与实际弹目距离(20m)不一致时”为具体应用实例对本发明的可行性和有益效果做进一步说明。

本实施例公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块，包括锁相环电路子模块、滤波器、A－D转换子模块、加和子模块、除法子模块和分档子模块。外部模块包括前端射频雷达和档位控制器。锁相环电路用于进行分频，通过外部控制的时钟产生一个与内部晶振频率一致的时钟信号，所述的时钟信号用于加和子模块的触发时钟。A-D转换模块用于把差频信号的频率模拟量转换成计算机能处理的数字量，即差频信号从最低频f₁到最高频f₂按照信号强度被转换成十进制整数字量。加和子模块用于对A－D转换子模块输出的数字化量进行加和处理，在每个采样时钟对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和，输出两个数字量adds和addc。除法子模块用于对两个数字量进行除法运算得到商值Q。分档子模块用于根据不同的商值Q范围不同，进行档位分选，精确控制炸高。

基于所述的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块，本实施例还公开一种精确控制炸点、实现炸高分选的方法，包括如下步骤：

步骤一：前端射频雷达发射对称三角线性调频连续波信号U_t。

步骤二：探测到20m处的目标后，雷达接收端得到来自目标的回波信号U_r，混频后经滤波器去除噪音干扰得到差频信号S_b(t)，差频信号S_b(t)中包含目标的距离信息。

步骤三：A-D转换子模块把步骤二得到的差频信号的频率模拟量转换成相应的的数字量。

步骤四：通过锁相环电路产生与内部晶振频率一致的时钟信号，加和子模块在每个采样时钟对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和，为了保证数据的准确性，排除前500个采样点对中间500个采样点进行加和得到两个数字量adds和addc。

步骤五：除法器对adds和addc进行除法运算得到反映距离信息的商Q，为187。

步骤六：分档子模块根据在Quartus中计算得到的各炸高档位精度为±1m时对应的Q范围，如表1所示。查表可得187在174-199的区间内，判断其属于20m档。

表1误差在1m以内各炸高档位要求的Q范围

步骤七：实际弹目距离20m外部档位控制器给出的炸高指令5m不一致，不输出起爆信号。

实施例2：

选用“当外部档位控制器给出的炸高指令(20m)与实际弹目距离(20m)一致时”为具体应用实例对本发明的可行性和有益效果做进一步说明。

本实施例公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块，包括锁相环电路子模块、滤波器、A－D转换子模块、加和子模块、除法子模块和分档子模块。外部模块包括前端射频雷达和档位控制器。锁相环电路用于进行分频，通过外部控制的时钟产生一个与内部晶振频率一致的时钟信号，所述的时钟信号用于加和子模块的触发时钟。A-D转换模块用于把差频信号的频率模拟量转换成计算机能处理的数字量，即差频信号从最低频f₁到最高频f₂按照信号强度被转换成十进制整数字量。加和子模块用于对A－D转换子模块输出的数字化量进行加和处理，在每个采样时钟对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和，输出两个数字量adds和addc。除法子模块用于对两个数字量进行除法运算得到商值Q。分档子模块用于根据不同的商值Q范围不同，进行档位分选，精确控制炸高。

基于所述的一种精确控制炸点、实现炸高分选的模块，本实施例还公开一种精确控制炸点、实现炸高分选的方法，包括如下步骤：

步骤一：前端射频雷达发射对称三角线性调频连续波信号U_t。

步骤二：探测到20m处的目标后，雷达接收端得到来自目标的回波信号U_r，混频后经滤波器去除噪音干扰得到差频信号S_b(t)，差频信号S_b(t)中包含目标的距离信息。

步骤三：A-D转换子模块把步骤二得到的差频信号的频率模拟量转换成范围相应的的数字量。

步骤四：通过锁相环电路产生与内部晶振频率一致的时钟信号，加和子模块在每个采样时钟对差频信号S_b(t)及差频信号的后向差分S_b′(t)进行加和，为了保证数据的准确性，排除前500个采样点对中间500个采样点进行加和得到两个数字量adds和addc。

步骤五：除法器对adds和addc进行除法运算得到反映距离信息的商Q，为187。

步骤六：分档子模块根据在Quartus中计算得到的各炸高档位精度为±1m时对应的Q范围，如表1所示。查表可得187在174-199的区间内，判断其属于20m档。

表1误差在1m以内各炸高档位要求的Q范围

步骤七：实际弹目距离20m与外部档位控制器给出的炸高指令20m一致，输出起爆信号。

本发明公开的一种精确控制炸点、实现炸高分选的方法炸高档位可以根据实际需要灵活调节，例如，不改变硬件设计，仅改变软件参数设置，设置如表2所示的与实施例1、2不同的档位设置下精度为±1m时对应的Q范围。

表2误差在1m以内各炸高档位要求的Q范围

需要重点说明的，各炸高档位要求的Q范围、档位及误差阈值设定不局限于表1、2给出的具体实例，而是根据实际需要灵活调节，即具有仅改变软件参数而不改变硬件设计即能够实现炸高分选、精确控制炸点的优点。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。