利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置及方法
【专利摘要】本发明属于测试【技术领域】，具体涉及一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置及方法。装置包括无线电引信装置和数据记录装置；所述天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块依次连接，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块相连；所述无线电引信装置的带通放大模块输出端与所述数据记录装置的数据采集模块相连；通过四步在具体工作中能够满足空投产品着地速度精确测量的需求。本发明对空投产品的改进可以保证本发明提供装置的可靠工作。
【专利说明】利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测试【技术领域】，具体涉及一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置及方法。
【背景技术】
[0002]着地速度对空投产品的电性能、机械性能影响均很大，是空投产品关注的重要参数之一。着地速度产生的冲击过载是部分组部件如触发引信设计的直接依据，同时也是产品机械、电子等元器件抗过载设计的基础。因此，在产品研制过程中需要对产品着地速度进行精确测量。着地速度的测量通常可以借助于外测和内测两种手段。外测一般采用电视跟踪测量仪进行线路测试，该测试方式通过两台电视经纬仪对目标进行跟踪和高速拍摄，经图像分析后得到整个空投过程的线路，并解算出速度曲线。这种测量方式程序复杂且与环境能见度有关，容易受天气状况影响，同时由于测试角度与投执方向的相对不确定性，其测试精度也会受到一定的影响。内测通常采用惯性测量组合进行速度测量，但由于仪器设备昂贵成本很高，且在高冲击过载下惯性测量组合容易导致损坏而造成巨大损失。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，该装置设计简单、体积小、测量精度高、可靠性高、成本低而且抗冲击过载能力强。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，包括无线电引信装置和数据记录装置；
[0005]其中，所述无线电引信装置包括天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块；所述数据记录装置包括电源转换模块、控制模块、数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块；其外部设施为空投产品；在所述空投产品头部开有凹槽，所述无线电引信装置安装在所述空投产品头部凹槽内并使所述天线模块的高度低于凹槽周沿的高度；所述数据记录装置安装在所述空投产品内部；
[0006]所述天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块依次连接，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块相连；所述无线电引信装置的带通放大模块输出端与所述数据记录装置的数据采集模块相连。
[0007]还包括电源转换模块，所述电源转换模块为所述数据记录装置供电。
[0008]所述无线电引信装置的带通放大模块输出端与所述数据记录装置的数据采集模块通过电缆连接。
[0009]所述无线电引信装置安装在空投产品头部的凹槽并通过聚氨酯泡沫封装，可以保证封装后使弹头整体外形与产品保持一致。
[0010]所述无线电引信装置与所述数据记录装置所用电缆穿过空投产品头部的孔用硅橡胶进行防水密封。[0011]所述空投产品快着地时的状态。空投产品中轴线与地面夹角α在45°?90°之间时，系统正常工作。空投产品的无线电引信装置天线发射电磁波并接收地面回波信号。天线电磁波发射角β与无线电引信装置自身性能有关，本实施例β约为90°。数据记录装置记录无线电引信装置输出的多普勒频率。数据回收后解算出空投产品的着地速度。
[0012]其测量方法为:
[0013]步骤一，所述天线模块向空中发射电磁波，当空投产品头部接近地面时，电磁波遇到地面产生回波信号，所述天线模块接收该回波信号，将该回波信号传送至所述高频自差模块；
[0014]步骤二，所述高频自差模块接收回波信号，并与高频自差模块的振荡信号相混频，产生差拍信号，该差拍信号经检波、滤波和带通放大后形成多普勒信号并由带通放大模块输出端输出；
[0015]步骤三，所述数据采集模块接收多普勒信号，通过控制模块将该多普勒信号保存到数据存储模块；
[0016]步骤四，所述串口通讯模块通过控制模块读取所述数据存储模块的多普勒信号，并通过多普勒信号得出所述空投产品相对于地面的速度。
[0017]本发明的优点和有益效果在于:
[0018]一、本发明提供的装置使用简易、制造成本低且具有高可靠性和高测量精度。
[0019]二、本发明提供的方法在具体工作中能够满足空投产品着地速度精确测量的需求。
[0020]三、本发明对空投产品的改进可以保证本发明提供装置的可靠工作。
[0021]四、本发明还包括电源转换模块，可以直接为本发明提供的装置进行整体供电，不需要借助外在电源，使用更加便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明的安装结构示意图；
[0023]图2为本发明无线电引信装置安装示意图；
[0024]图3为本发明工作示意图。
[0025]其中，1-无线电引信装置；2_数据记录装置；3-电缆；4_空投产品头部；5_空投产品；6_泡沫垫；7_聚氨酯泡沫；8_硅橡胶。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0027]如图1至图3所示，本发明具体实施的技术方案是:一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，包括无线电引信装置I和数据记录装置2 ；
[0028]其中，所述无线电引信装置I包括天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块；所述数据记录装置2包括电源转换模块、控制模块、数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块；其外部设施为空投产品5 ;在所述空投产品头部4开有凹槽，所述无线电引信装置I安装在所述空投产品头部4凹槽内并使所述天线模块的高度低于凹槽周沿的高度；所述数据记录装置2安装在所述空投产品5内部；
[0029]所述天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块依次连接，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块相连；所述无线电引信装置I的带通放大模块输出端与所述数据记录装置2的数据采集模块相连。
[0030]还包括电源转换模块，所述电源转换模块为所述数据记录装置2供电。
[0031]如图1所示，所述无线电引信装置I的带通放大模块输出端与所述数据记录装置2的数据采集模块通过电缆3连接。
[0032]在所述数据记录装置2和空投产品5之间粘接有泡沫垫6。可以起到便于数据记录装置2的粘接稳固。
[0033]如图2所示，所述无线电引信装置I安装在空投产品头部4的凹槽并通过聚氨酯泡沫7封装，可以保证封装后使弹头整体外形与产品保持一致。
[0034]如图2所示，所述无线电引信装置I与所述数据记录装置2所用电缆3穿过空投产品头部4的孔用硅橡胶8进行防水密封。
[0035]如图3所示，所述空投产品5快着地时的状态。空投产品5中轴线与地面夹角α在45°?90°之间时，系统正常工作。空投产品5的无线电引信装置I天线发射电磁波并接收地面回波信号。天线电磁波发射角β与无线电引信装置I自身性能有关，本实施例β约为90°。数据记录装置2记录无线电引信装置I输出的多普勒频率。数据回收后解算出空投产品5的着地速度。
[0036]其测量方法为:
[0037]步骤一，所述天线模块向空中发射电磁波，当空投产品头部4接近地面时，电磁波遇到地面产生回波信号，所述天线模块接收该回波信号，将该回波信号传送至所述高频自差模块；
[0038]步骤二，所述高频自差模块接收回波信号，并与高频自差模块的振荡信号相混频，产生差拍信号，该差拍信号经检波、滤波和带通放大后形成多普勒信号并由带通放大模块输出端输出；
[0039]步骤三，所述数据采集模块接收多普勒信号，通过控制模块将该多普勒信号保存到数据存储模块；
[0040]步骤四，所述串口通讯模块通过控制模块读取所述数据存储模块的多普勒信号，并通过多普勒信号得出所述空投产品5相对于地面的速度。
[0041]得出所述空投产品5相对于地面的速度的方式根据多普勒测速公式' =cfd/2f0(其中fo为无线电引信装置发射连续波的频率，\为目标相对无线电引信装置运动的速度，即径向速度，C为电磁波传播速度)。
[0042]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，包括无线电引信装置(I)和数据记录装置(2); 其特征在于:其中，所述无线电引信装置(I)包括天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块；所述数据记录装置(2)包括电源转换模块、控制模块、数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块；其外部设施为空投产品(5);在所述空投产品头部(4)开有凹槽，所述无线电引信装置(I)安装在所述空投产品头部(4)凹槽内并使所述天线模块的高度低于凹槽周沿的高度；所述数据记录装置(2)安装在所述空投产品(5)内部； 所述天线模块、高频自差模块、检波模块、滤波模块和带通放大模块依次连接，所述控制模块分别与数据采集模块、数据存储模块和串口通讯模块相连；所述无线电引信装置(O的带通放大模块输出端与所述数据记录装置(2)的数据采集模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，其特征在于:还包括电源转换模块，所述电源转换模块为所述数据记录装置(2 )供电。
3.根据权利要求1所述的一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，其特征在于:所述无线电引信装置(I)的带通放大模块输出端与所述数据记录装置(2)的数据采集模块通过电缆(3)连接。
4.根据权利要求1所述的一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，其特征在于:在所述数据记录装置(2)和空投产品(5)之间粘接有泡沫垫(6)。
5.根据权利要求1所述的一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，其特征在于:所述无线电引信装置(I)安装在空投产品头部(4)的凹槽并通过聚氨酯泡沫(7)封装。
6.根据权利要求1所述的一种利用无线电引信测量空投产品着地速度的装置，其特征在于:所述无线电引信装置(I)与所述数据记录装置(2)所用电缆(3)穿过空投产品头部(4)的孔用硅橡胶(8)进行防水密封。
7.一种根据权利要求1至6所述的测量空投产品着地速度的装置的测量方法，其特征在于: 步骤一，所述天线模块向空中发射电磁波，当空投产品头部(4)接近地面时，电磁波遇到地面产生回波信号，所述天线模块接收该回波信号，将该回波信号传送至所述高频自差模块； 步骤二，所述高频自差模块接收回波信号，并与高频自差模块的振荡信号相混频，产生差拍信号，该差拍信号经检波、滤波和带通放大后形成多普勒信号并由带通放大模块输出端输出； 步骤三，所述数据采集模块接收多普勒信号，通过控制模块将该多普勒信号保存到数据存储模块； 步骤四，所述串口通讯模块通过控制模块读取所述数据存储模块的多普勒信号，并通过多普勒信号得出所述空投产品(5)相对于地面的速度。
【文档编号】G01S13/88GK103543450SQ201310518462
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】王志刚, 王国博, 蒋平, 袁日 申请人:中国船舶重工集团公司第七一〇研究所