[发明专利]基于加速度传感器的毫米波近炸引信定高修正方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于加速度传感器的毫米波近炸引信定高修正方法及系统，系统由调频测距模块、姿态测量模块、数字信号处理与定高修正模块以及引爆装置组成；所述调频测距模块和姿态测量模块将采集到的信号传输到数字信号处理模块，进行定高修正并判断是否产生点火信号，引爆装置接收到点火信号后引爆战斗部。目前大多数常规弹药引信不提供弹体姿态信息，其在弹体倾斜状态会导致定高误差，本发明提出的基于加速度传感器的毫米波近炸引信定高方法能够根据姿态测量模块获取弹体下落时的角度信息，从而对毫米波引信定高误差进行修正；本发明能够精准控制炸高，准确修正因弹体倾斜导致的引信定高误差，有效提高弹药的毁伤性能。

技术领域

本发明涉及弹药引信领域，具体涉及一种基于加速度传感器的毫米波调频近炸引信定高修正方法。

背景技术

与常规化弹药相比，精确制导弹药精度高，但其造价昂贵，装备数量有限。考虑目前大多数常规弹药引信的情况，当引信天线主瓣对准目标时，其测距结果为弹体与目标之间的距离。而实际情况下，子弹在下落过程中，受气流影响一般呈倾斜降落姿态，导致弹头方向与目标地面发生倾斜。参见图1，此时测距得到的是弹体与目标之间的距离R而非弹体真实高度H。常规弹药不提供姿态信息，因此，在同等高度上引起引信的探测距离加长，导致实际空炸高度低于所设置的最佳空炸高度。这将产生引信误触发，对弹体毁伤效果有很大程度的影响。若能够获取弹体姿态，对所测弹目距离进行修正，从而得到真实弹体高度才能获得最佳毁伤效果。因此，如何把姿态测量系统应用到常规弹药上是引信精确定高研究的重点和难点。

传统惯性导航技术在姿态测量技术方面精度高，但是系统体积过大，成本也相对较高；国外正逐步采用GPS进行弹载高程测量，这种方式方便、直接，但对接收机性能要求高，且输出为海拔高度，需依靠地理信息转化为相对地面的高度，会引入较大误差。基于MEMS加速度传感器的姿态测量技术虽然在精度方面不如传统惯性导航技术高，但其体积小、成本低、抗冲击能力强、功耗小等特点非常适合其在常规弹药领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于加速度传感器的毫米波近炸引信定高修正方法及系统，在兼具体积小、成本低等优点的同时，能够精确控制炸高，提升弹药毁伤性能。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于加速度传感器的毫米波近炸引信定高修正系统，包括调频测距模块、姿态测量模块、数字信号处理与定高修正模块和引爆装置；

所述调频测距模块用于产生发射信号，探测到目标后接收携带距离信息的回波信号；调频测距模块包括波形生成器、射频收发模块和中频信号处理模块，所述波形生成器用于调制VCO产生连续波调频信号，所述射频收发组件包括发射通道和接收通道，用于发射连续波调频信号，接收目标反射的回波信号，实现目标高度的探测；所述中频信号处理模块用于中频信号检测与处理；

所述姿态测量模块用于获取MEMS加速度传感器的三轴加速度输出值；

所述数字信号处理与定高测距模块解算出弹目距离以及弹轴倾角，得到弹体实际高度，然后与预先设定的距离进行比较，判断是否产生发火信号；引爆装置接收到点火信号后引爆战斗部。

进一步的，所述的调频测距模块、姿态测量模块、数字信号处理与定高修正模块以及引爆装置均通过PCB固定于壳体腔内，数字信号处理及定高修正模块包括FPGA及DSP，FPGA接收并处理实时数据，再由DSP完成算法运算。

进一步的，所述姿态测量模块包括MEMS加速度传感器、信号调理模块和A/D转换模块，将MEMS加速度传感器接收到的信号进行放大调理、A/D转换后送入数字信号处理模块与定高测距模块。

进一步的，所述MEMS加速度传感器令z轴沿弹轴方向布置，x、y轴所构成的平面垂直于z轴布置。

本发明还提供一种基于加速度传感器的毫米波近炸引信定高修正方法，包括如下步骤：

调频测距模块采集接收携带目标距离信息的回波信号；