[发明专利]远距离探测近炸起爆控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种远距离探测近炸起爆控制装置，它的电源转换模块用于完成电压转换功能，将接收的外部供电输入电压转换为FPGA芯片所需要的工作电压；通信收发模块用于将从FPGA芯片处接收的起爆控制信号传输给遥测系统进行起爆控制；FPGA芯片的探测波发射信号输出端通过数模转换模块连接射频信号发射链路的控制信号输入端，射频信号接收链路的信号输出端通过模数采样模块连接FPGA芯片的回波信号输入端，FPGA芯片根据探测波经过目标反射回来的时间差得到所探测的目标距离，并与预设的起爆门限距离进行比较，并根据比较的结果发送起爆控制信号。本发明具有探测距离远、动态范围大、精度高、可靠性高、体积小的特点。

技术领域

本发明涉及引爆控制技术领域，具体地指一种远距离探测近炸起爆控制装置及方法。

背景技术

传统近炸起爆装置一般采用单发单收的喇叭线性系统，工作于毫米波或声波波段，它在工作中存在探测距离近，近距离盲区远的缺点。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种远距离探测近炸起爆控制装置及方法，该装置及方法解决了传统的测距组件抗干动态范围小、扰能力差、精度不高的问题。

为实现此目的，本发明所设计的远距离探测近炸起爆控制装置，其特征在于：它包括对外接口、电源转换模块、通信收发模块、FPGA(FPGA，Field-Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)芯片、模数采样模块、数模转换模块、射频信号接收链路、射频信号发射链路、第一天线和第二天线；

所述电源转换模块的输入端通过对外接口连接外部电源，电源转换模块的输出端连接FPGA芯片的供电端，所述电源转换模块用于完成电压转换功能，将接收的外部供电输入电压转换为FPGA芯片所需要的工作电压；

所述通信收发模块的输出端通过对外接口连接遥测系统的通信端，通信收发模块的输入端连接FPGA芯片的起爆控制信号输出端，通信收发模块用于将从FPGA芯片处接收的起爆控制信号传输给遥测系统进行起爆控制；

所述FPGA芯片的探测波发射信号输出端通过数模转换模块连接射频信号发射链路的信号输入端，射频信号接收链路的信号输出端通过模数采样模块连接FPGA芯片的回波信号输入端，所述FPGA芯片根据探测波经过目标反射回来的时间差得到所探测的目标距离，并与预设的起爆门限距离进行比较，如果所探测的目标距离小于等于起爆门限距离，则FPGA芯片向遥测系统发送起爆控制信号；

所述射频信号发射链路的信号输出端连接第一天线的第一发射天线和第二天线的第二发射天线，所述射频信号接收链路的信号输入端连接第一天线的第一接收天线和第二天线的第二接收天线。

一种利用上述装置的远距离探测近炸起爆控制方法，它包括如下步骤：

步骤1：FPGA芯片产生线性调频三角波信号，该线性调频三角波信号与FPGA芯片产生的中频信号相乘进行三角波线性调频；

步骤2：三角波线性调频信号经过数模转换模块转换成三角波线性调频模拟信号，三角波线性调频模拟信号在射频信号发射链路中实现数字上变频；

步骤3：射频信号发射链路将数字上变频后的三角波线性调频模拟信号传输给第一天线的第一发射天线和第二天线的第二发射天线进行发射；

步骤4：第一天线的第一接收天线和第二天线的第二接收天线将接收到的回波信号发送给射频信号接收链路，射频信号接收链路对回波信号进行数字下变频后输出回波中频信号传输给模数采样模块，模数采样模块将接收的回波中频信号转换成回波数字中频信号；

步骤5：模数采样模块将回波数字中频信号传输给FPGA芯片，FPGA芯片将接收的回波数字中频信号与本地中频信号相乘，再经过快速傅里叶变换及低通滤波后得到差拍信号频率，并将差拍信号频率换算成探测波发射后经过目标反射回来的时间差，即可得到所探测的目标距离；