利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置及方法。裝置包括無(wú)線(xiàn)電引信裝置和數(shù)據(jù)記錄裝置；所述天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊依次連接，所述控制模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊相連；所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置的數(shù)據(jù)采集模塊相連；通過(guò)四步在具體工作中能夠滿(mǎn)足空投產(chǎn)品著地速度精確測(cè)量的需求。本發(fā)明對(duì)空投產(chǎn)品的改進(jìn)可以保證本發(fā)明提供裝置的可靠工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]著地速度對(duì)空投產(chǎn)品的電性能、機(jī)械性能影響均很大，是空投產(chǎn)品關(guān)注的重要參數(shù)之一。著地速度產(chǎn)生的沖擊過(guò)載是部分組部件如觸發(fā)引信設(shè)計(jì)的直接依據(jù)，同時(shí)也是產(chǎn)品機(jī)械、電子等元器件抗過(guò)載設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此，在產(chǎn)品研制過(guò)程中需要對(duì)產(chǎn)品著地速度進(jìn)行精確測(cè)量。著地速度的測(cè)量通?？梢越柚谕鉁y(cè)和內(nèi)測(cè)兩種手段。外測(cè)一般采用電視跟蹤測(cè)量?jī)x進(jìn)行線(xiàn)路測(cè)試，該測(cè)試方式通過(guò)兩臺(tái)電視經(jīng)緯儀對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤和高速拍攝，經(jīng)圖像分析后得到整個(gè)空投過(guò)程的線(xiàn)路，并解算出速度曲線(xiàn)。這種測(cè)量方式程序復(fù)雜且與環(huán)境能見(jiàn)度有關(guān)，容易受天氣狀況影響，同時(shí)由于測(cè)試角度與投執(zhí)方向的相對(duì)不確定性，其測(cè)試精度也會(huì)受到一定的影響。內(nèi)測(cè)通常采用慣性測(cè)量組合進(jìn)行速度測(cè)量，但由于儀器設(shè)備昂貴成本很高，且在高沖擊過(guò)載下慣性測(cè)量組合容易導(dǎo)致?lián)p壞而造成巨大損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，該裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、體積小、測(cè)量精度高、可靠性高、成本低而且抗沖擊過(guò)載能力強(qiáng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，包括無(wú)線(xiàn)電引信裝置和數(shù)據(jù)記錄裝置；
[0005]其中，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置包括天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊；所述數(shù)據(jù)記錄裝置包括電源轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊；其外部設(shè)施為空投產(chǎn)品；在所述空投產(chǎn)品頭部開(kāi)有凹槽，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置安裝在所述空投產(chǎn)品頭部凹槽內(nèi)并使所述天線(xiàn)模塊的高度低于凹槽周沿的高度；所述數(shù)據(jù)記錄裝置安裝在所述空投產(chǎn)品內(nèi)部；
[0006]所述天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊依次連接，所述控制模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊相連；所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置的數(shù)據(jù)采集模塊相連。
[0007]還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊為所述數(shù)據(jù)記錄裝置供電。
[0008]所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置的數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)電纜連接。
[0009]所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置安裝在空投產(chǎn)品頭部的凹槽并通過(guò)聚氨酯泡沫封裝，可以保證封裝后使彈頭整體外形與產(chǎn)品保持一致。
[0010]所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置與所述數(shù)據(jù)記錄裝置所用電纜穿過(guò)空投產(chǎn)品頭部的孔用硅橡膠進(jìn)行防水密封。[0011]所述空投產(chǎn)品快著地時(shí)的狀態(tài)?？胀懂a(chǎn)品中軸線(xiàn)與地面夾角α在45°?90°之間時(shí)，系統(tǒng)正常工作?？胀懂a(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)電引信裝置天線(xiàn)發(fā)射電磁波并接收地面回波信號(hào)。天線(xiàn)電磁波發(fā)射角β與無(wú)線(xiàn)電引信裝置自身性能有關(guān)，本實(shí)施例β約為90°。數(shù)據(jù)記錄裝置記錄無(wú)線(xiàn)電引信裝置輸出的多普勒頻率。數(shù)據(jù)回收后解算出空投產(chǎn)品的著地速度。
[0012]其測(cè)量方法為:
[0013]步驟一，所述天線(xiàn)模塊向空中發(fā)射電磁波，當(dāng)空投產(chǎn)品頭部接近地面時(shí)，電磁波遇到地面產(chǎn)生回波信號(hào)，所述天線(xiàn)模塊接收該回波信號(hào)，將該回波信號(hào)傳送至所述高頻自差模塊；
[0014]步驟二，所述高頻自差模塊接收回波信號(hào)，并與高頻自差模塊的振蕩信號(hào)相混頻，產(chǎn)生差拍信號(hào)，該差拍信號(hào)經(jīng)檢波、濾波和帶通放大后形成多普勒信號(hào)并由帶通放大模塊輸出端輸出；
[0015]步驟三，所述數(shù)據(jù)采集模塊接收多普勒信號(hào)，通過(guò)控制模塊將該多普勒信號(hào)保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；
[0016]步驟四，所述串口通訊模塊通過(guò)控制模塊讀取所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的多普勒信號(hào)，并通過(guò)多普勒信號(hào)得出所述空投產(chǎn)品相對(duì)于地面的速度。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:
[0018]一、本發(fā)明提供的裝置使用簡(jiǎn)易、制造成本低且具有高可靠性和高測(cè)量精度。
[0019]二、本發(fā)明提供的方法在具體工作中能夠滿(mǎn)足空投產(chǎn)品著地速度精確測(cè)量的需求。
[0020]三、本發(fā)明對(duì)空投產(chǎn)品的改進(jìn)可以保證本發(fā)明提供裝置的可靠工作。
[0021]四、本發(fā)明還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，可以直接為本發(fā)明提供的裝置進(jìn)行整體供電，不需要借助外在電源，使用更加便捷。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明無(wú)線(xiàn)電引信裝置安裝示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明工作示意圖。
[0025]其中，1-無(wú)線(xiàn)電引信裝置；2_數(shù)據(jù)記錄裝置；3-電纜；4_空投產(chǎn)品頭部；5_空投產(chǎn)品；6_泡沫墊；7_聚氨酯泡沫；8_硅橡膠。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]如圖1至圖3所示，本發(fā)明具體實(shí)施的技術(shù)方案是:一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，包括無(wú)線(xiàn)電引信裝置I和數(shù)據(jù)記錄裝置2 ；
[0028]其中，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置I包括天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊；所述數(shù)據(jù)記錄裝置2包括電源轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊；其外部設(shè)施為空投產(chǎn)品5 ;在所述空投產(chǎn)品頭部4開(kāi)有凹槽，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置I安裝在所述空投產(chǎn)品頭部4凹槽內(nèi)并使所述天線(xiàn)模塊的高度低于凹槽周沿的高度；所述數(shù)據(jù)記錄裝置2安裝在所述空投產(chǎn)品5內(nèi)部；
[0029]所述天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊依次連接，所述控制模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊相連；所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置I的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置2的數(shù)據(jù)采集模塊相連。
[0030]還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊為所述數(shù)據(jù)記錄裝置2供電。
[0031]如圖1所示，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置I的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置2的數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)電纜3連接。
[0032]在所述數(shù)據(jù)記錄裝置2和空投產(chǎn)品5之間粘接有泡沫墊6?？梢云鸬奖阌跀?shù)據(jù)記錄裝置2的粘接穩(wěn)固。
[0033]如圖2所示，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置I安裝在空投產(chǎn)品頭部4的凹槽并通過(guò)聚氨酯泡沫7封裝，可以保證封裝后使彈頭整體外形與產(chǎn)品保持一致。
[0034]如圖2所示，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置I與所述數(shù)據(jù)記錄裝置2所用電纜3穿過(guò)空投產(chǎn)品頭部4的孔用硅橡膠8進(jìn)行防水密封。
[0035]如圖3所示，所述空投產(chǎn)品5快著地時(shí)的狀態(tài)?？胀懂a(chǎn)品5中軸線(xiàn)與地面夾角α在45°?90°之間時(shí)，系統(tǒng)正常工作。空投產(chǎn)品5的無(wú)線(xiàn)電引信裝置I天線(xiàn)發(fā)射電磁波并接收地面回波信號(hào)。天線(xiàn)電磁波發(fā)射角β與無(wú)線(xiàn)電引信裝置I自身性能有關(guān)，本實(shí)施例β約為90°。數(shù)據(jù)記錄裝置2記錄無(wú)線(xiàn)電引信裝置I輸出的多普勒頻率。數(shù)據(jù)回收后解算出空投產(chǎn)品5的著地速度。
[0036]其測(cè)量方法為:
[0037]步驟一，所述天線(xiàn)模塊向空中發(fā)射電磁波，當(dāng)空投產(chǎn)品頭部4接近地面時(shí)，電磁波遇到地面產(chǎn)生回波信號(hào)，所述天線(xiàn)模塊接收該回波信號(hào)，將該回波信號(hào)傳送至所述高頻自差模塊；
[0038]步驟二，所述高頻自差模塊接收回波信號(hào)，并與高頻自差模塊的振蕩信號(hào)相混頻，產(chǎn)生差拍信號(hào)，該差拍信號(hào)經(jīng)檢波、濾波和帶通放大后形成多普勒信號(hào)并由帶通放大模塊輸出端輸出；
[0039]步驟三，所述數(shù)據(jù)采集模塊接收多普勒信號(hào)，通過(guò)控制模塊將該多普勒信號(hào)保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；
[0040]步驟四，所述串口通訊模塊通過(guò)控制模塊讀取所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的多普勒信號(hào)，并通過(guò)多普勒信號(hào)得出所述空投產(chǎn)品5相對(duì)于地面的速度。
[0041]得出所述空投產(chǎn)品5相對(duì)于地面的速度的方式根據(jù)多普勒測(cè)速公式' =cfd/2f0(其中fo為無(wú)線(xiàn)電引信裝置發(fā)射連續(xù)波的頻率，\為目標(biāo)相對(duì)無(wú)線(xiàn)電引信裝置運(yùn)動(dòng)的速度，即徑向速度，C為電磁波傳播速度)。
[0042]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，包括無(wú)線(xiàn)電引信裝置(I)和數(shù)據(jù)記錄裝置(2); 其特征在于:其中，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置(I)包括天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊；所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2)包括電源轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊；其外部設(shè)施為空投產(chǎn)品(5);在所述空投產(chǎn)品頭部(4)開(kāi)有凹槽，所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置(I)安裝在所述空投產(chǎn)品頭部(4)凹槽內(nèi)并使所述天線(xiàn)模塊的高度低于凹槽周沿的高度；所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2)安裝在所述空投產(chǎn)品(5)內(nèi)部； 所述天線(xiàn)模塊、高頻自差模塊、檢波模塊、濾波模塊和帶通放大模塊依次連接，所述控制模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和串口通訊模塊相連；所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置(O的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2)的數(shù)據(jù)采集模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，其特征在于:還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊為所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2 )供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置(I)的帶通放大模塊輸出端與所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2)的數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)電纜(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，其特征在于:在所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2)和空投產(chǎn)品(5)之間粘接有泡沫墊(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置(I)安裝在空投產(chǎn)品頭部(4)的凹槽并通過(guò)聚氨酯泡沫(7)封裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用無(wú)線(xiàn)電引信測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置，其特征在于:所述無(wú)線(xiàn)電引信裝置(I)與所述數(shù)據(jù)記錄裝置(2)所用電纜(3)穿過(guò)空投產(chǎn)品頭部(4)的孔用硅橡膠(8)進(jìn)行防水密封。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的測(cè)量空投產(chǎn)品著地速度的裝置的測(cè)量方法，其特征在于: 步驟一，所述天線(xiàn)模塊向空中發(fā)射電磁波，當(dāng)空投產(chǎn)品頭部(4)接近地面時(shí)，電磁波遇到地面產(chǎn)生回波信號(hào)，所述天線(xiàn)模塊接收該回波信號(hào)，將該回波信號(hào)傳送至所述高頻自差模塊； 步驟二，所述高頻自差模塊接收回波信號(hào)，并與高頻自差模塊的振蕩信號(hào)相混頻，產(chǎn)生差拍信號(hào)，該差拍信號(hào)經(jīng)檢波、濾波和帶通放大后形成多普勒信號(hào)并由帶通放大模塊輸出端輸出； 步驟三，所述數(shù)據(jù)采集模塊接收多普勒信號(hào)，通過(guò)控制模塊將該多普勒信號(hào)保存到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊； 步驟四，所述串口通訊模塊通過(guò)控制模塊讀取所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的多普勒信號(hào)，并通過(guò)多普勒信號(hào)得出所述空投產(chǎn)品(5)相對(duì)于地面的速度。
【文檔編號(hào)】G01S13/88GK103543450SQ201310518462
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】王志剛, 王國(guó)博, 蔣平, 袁日 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一〇研究所