一种导引头姿态模拟装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种导引头姿态模拟装置，包括：接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、自动驾驶单元、弹上控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统、姿态元件；接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统依次连接；所述导弹测量系统与制导控制单元连接；另一路，制导指令形成单元又依次通过自动驾驶单元、弹上控制单元与弹体模拟单元连接，弹体模拟单元通过姿态元件与自动驾驶单元连接。
【专利说明】一种导引头姿态模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种导引头姿态模拟装置，属于电子对抗应用【技术领域】，主要用模拟弹道导弹、地空导弹、空地导弹和巡航导弹的弹体运动和姿态控制分析和制导；通常用于雷达仿真试验中模拟各类导弹在战场环境中的运动，用于测试制导雷达的性能，并通过模拟各种环境参数下的导弹运动和姿态控制，为各类制导系统的研制提供参考。
【背景技术】
[0002]目前，随着电子对抗的升级，对雷达导引头的抗干扰性能提出了巨大的挑战。进行实弹试验固然可以获得精确的测量数据，但是其试验周期较长，成本也非常高昂，一般也只有在研制完成后进行较少的试验。在研制过程中，各种试验数据通常都是通过导引头仿真试验来得到。因此，仿真试验的结论将会对研制的各种武器的各种性能产生重要的影响，因此研制优良的仿真设备具有重要的意义。导引头需要在各种复杂的电子对抗环境中跟踪快速机动的目标，且要跟随着弹体做复杂高速的运动，控制系统非常复杂，研制难度较大。目前已有的一些相关导引头模拟装置功能非常有限，只能满足仿真试验的部分需求，研制功能完善且性能优良的导引头模拟装置具有重要意义。
实用新型内容
[0003]目的:为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种导引头姿态模拟装置，具有能够模拟各种环境参数下常见类型的导弹对目标的跟踪、弹体运动的控制和导弹的制导的实现等功能。
[0004]技术方案:为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:
[0005]一种导引头姿态模拟装置，其特征在于；包括:接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、自动驾驶单元、弹上控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统、姿态元件；
[0006]所述接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统依次连接；所述导弹测量系统与制导控制单元连接；
[0007]另一路，制导指令形成单元又依次通过自动驾驶单元、弹上控制单元与弹体模拟单元连接，弹体模拟单元通过姿态元件与自动驾驶单元连接。
[0008]所述高度控制单元包括高度测量仪、俯仰通道控制单元和固有积分电路。
[0009]所述接收天线单元包括雷达接收天线，用于接收目标的雷达回波信号；所述发射天线单元包括一个定向发射天线，用于将制导指令形成单元发送过来的控制指令发送给制导指令接收单元。
[0010]所述下变频器包括可编程DDC和频综单元；频综单元包含一个数控振荡器，通过控制参数控制产生本振信号，再由可编程DDC控制产生相参信号，将接收天线收到的雷达探测信号下变频器到中频，送给中频信号处理单元。
[0011]所述中频信号处理单元包括A/D变换器和FPGA信号处理板；中频信号处理单元将下变频器后的模拟信号转换为数字信号，并通过FPGA处理，提取目标信号的特征参数信肩、O
[0012]所述目标航迹滤波单元包括存储器、FIR数字电路、反馈控制单元；存储器用于存储目标数据库中的数据和滤波跟踪中建立起的各种航迹，FIR数字电路和反馈控制单元用于实现目标的航迹滤波和目标运动预测更新。
[0013]所述制导控制单元:包括一组做动放大装置、校正网络电路和积分电路；用于将导弹测量系统解算得到的弹体的位置信息、速度信息、目标的位置信息、速度信息综合分析，采用相应的制导规律去解算，得到弹体控制参数，发送给制导指令形成单元；
[0014]所述制导指令形成单元:包括一个小型的信号源和调制单元；用于将制导控制单元发送过来的控制参数，通过调制单元调制到信号中，送给发射天线单元；
[0015]所述制导指令接收单元:由信号接收机和解调单元组成，解调参数预先存储于制导指令接收单元中；用于将接收机收到的制导信号通过解调电路，得到制导控制参数。
[0016]所述自动驾驶单元由一个闭环控制系统组成，将收到的制导指令接收单元运动控制参数和姿态元件测量得到的俯仰角、偏航角和横滚角误差数据转换成控制信号，传送给弹上控制单元；
[0017]所述弹上控制单元:由舵回路组成，通过自动驾驶单元传送过来的制导控制信号，控制舵回路运转，以此来控制伺服系统，驱动弹体完成各向运动调整。
[0018]所述弹体模拟单元:包括一个三轴转台和导弹弹体模型；三轴转台由弹上控单元的伺服系统控制其运动，以此来模拟弹体在空中各个时刻的机动，导弹弹体模型中装载上述各种单元，即导引头，并且弹体具有和真实导弹相比拟的RCS，供仿真雷达试验使用。
[0019]所述导弹测量系统:包括一个接收单元和信号处理单元；用于实时测算弹体当前的位置和速度；和/或；所述姿态元件位于弹体内，跟随弹体一起运动，感知弹体当前的姿态信息，解算生成误差控制信号后送给自动驾驶控制单元。
[0020]有益效果:本实用新型提供的一种导引头姿态模拟装置，用于模拟弹道导弹、地空导弹、空地导弹和巡航导弹的弹体运动和姿态控制分析和制导，具有能够模拟各种环境参数下常见类型的导弹对目标的跟踪、弹体运动的控制和导弹的制导的实现等功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。
[0023]如图1所示，一种导引头姿态模拟装置，包括:接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、自动驾驶单元、弹上控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统、姿态元件；
[0024]所述接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统依次连接；所述导弹测量系统与制导控制单元连接；
[0025]另一路，制导指令形成单元又依次通过自动驾驶单元、弹上控制单元与弹体模拟单元连接，弹体模拟单元通过姿态元件与自动驾驶单元连接。
[0026]所述高度控制单元包括高度测量仪、俯仰通道控制单元和固有积分电路。
[0027]该导引头运动模拟装置用于模拟弹道导弹、地空导弹、空地导弹和巡航导弹的弹体运动和姿态控制分析和制导，具有能够模拟各种环境参数下常见类型的导弹对目标的跟踪、弹体运动的控制和导弹的制导的实现等功能。其系统主要包括以下几个部分:
[0028]接收天线单元:由雷达接收天线构成，用于接收目标的雷达回波信号；
[0029]下变频器:由可编程DDC和频综单元组成。频综单元包含一个数控振荡器，通过控制参数控制产生本振信号，再由DDC控制产生相参信号，将接收天线收到的雷达探测信号下变频器到中频，送给A/D组合；
[0030]中频信号处理单元:由A/D变换器和FPGA信号处理板组成。该处理组合将下变频器后的模拟信号转换为数字信号，并通过FPGA处理，提取目标信号的特征参数信息；
[0031]目标航迹滤波单元:主要由存储器、FIR数字电路、反馈控制单元组成，存储器用于存储目标数据库中的数据和滤波跟踪中建立起的各种航迹，FIR数字电路和反馈控制单元用于实现目标的航迹滤波和目标运动预测更新。目标航迹滤波单元主要对中频处理后的信号进行航迹滤波跟踪，解算目标的运动参数，并预测目标航迹，向制导控制单元提供目标信息；
[0032]制导控制单元:包括一组做动放大装置、校正网络电路和积分电路组成。制导控制单元用于将导弹测量系统解算得到的弹体的位置信息、速度信息、目标的位置信息、速度信息综合分析，采用相应的制导规律去解算，得到弹体控制参数，发送给制导指令形成单元；
[0033]制导指令形成单元:该单元由一个小型的信号源和调制单元组成，用于将制导控制单元发送过来的控制参数，通过调制单元调制到信号中，送给发射天线；
[0034]发射天线单元:由一个普通定向发射天线组成，该单元用于将制导指令形成单元发送过来的控制指令发送给制导指令接收单元；
[0035]制导指令接收单元:由信号接收机和解调单元组成，解调参数事先存储于该单元中。该单元将接收机收到的制导信号通过解调电路，得到制导控制参数；
[0036]高度控制单元:该单元只在模拟巡航导弹时才使用，主要由高度测量仪、俯仰通道控制单元和固有积分电路组成。工作时，该单元事先装订给定高度数据，通过高度测量仪实时计算当前弹体高度信息，生成控制信号，送给俯仰通道控制单元、控制弹体的俯仰角，固有积分单元测算弹体当前的高度误差信号，送给高度测量仪，通过一个闭合控制回路来实时控制导弹巡航高度；
[0037]自动驾驶单元:自动驾驶单元由一个闭环控制系统组成，它将收到的制导指令接收单元运动控制参数和姿态元件测量得到的俯仰角、偏航角和横滚角误差数据转换成控制信号，传送给弹上控制单元；
[0038]弹上控制单元:由舵回路组成，通过自动驾驶单元传送过来的制导控制信号，控制舵回路运转，以此来控制伺服系统，驱动弹体完成各向运动调整；
[0039]弹体模拟单元:由一个三轴转台和导弹弹体模型构成。三轴转台由弹上控单元的伺服系统控制其运动，以此来模拟弹体在空中各个时刻的机动，导弹弹体模型中装载上述各种单元，即导引头，并且弹体具有和真实导弹相比拟的RCS，供仿真雷达试验使用；
[0040]导弹测量系统:用于实时测算弹体当前的位置和速度。由一个接收单元和信号处理单元组成，接收机收到导引头反射的信号好，通过信号处理单元计算出弹体此时的位置信息和速度信息。在仿真试验中，该数据也可以通过战情单元根据目标航迹解算后直接下发。
[0041]姿态元件:由姿态敏感元件组成。该单元位于弹体内，跟随弹体一起运动，感知弹体当前的姿态信息，解算生成误差控制信号后送给自动驾驶控制单元。
[0042]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出:对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种导引头姿态模拟装置，其特征在于；包括:接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、自动驾驶单元、弹上控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统、姿态元件； 所述接收天线单元、下变频器，中频信号处理单元、目标航迹滤波单元、制导控制单元、制导指令形成单元、发射天线单元、制导指令接收单元、高度控制单元、弹体模拟单元、导弹测量系统依次连接；所述导弹测量系统与制导控制单元连接； 另一路，制导指令形成单元又依次通过自动驾驶单元、弹上控制单元与弹体模拟单元连接，弹体模拟单元通过姿态元件与自动驾驶单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述高度控制单元包括高度测量仪、俯仰通道控制单元和固有积分电路。
3.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述接收天线单元包括雷达接收天线，用于接收目标的雷达回波信号；所述发射天线单元包括一个定向发射天线，用于将制导指令形成单元发送过来的控制指令发送给制导指令接收单元。
4.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述下变频器包括可编程DDC和频综单元；频综单元包含一个数控振荡器，通过控制参数控制产生本振信号，再由可编程DDC控制产生相参信号，将接收天线收到的雷达探测信号下变频器到中频，送给中频信号处理单元。
5.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述中频信号处理单元包括A/D变换器和FPGA信号处理板；中频信号处理单元将下变频器后的模拟信号转换为数字信号，并通过FPGA处理，提取目标信号的特征参数信息。
6.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述目标航迹滤波单元包括存储器、FIR数字电路、反馈控制单元；存储器用于存储目标数据库中的数据和滤波跟踪中建立起的各种航迹，FIR数字电路和反馈控制单元用于实现目标的航迹滤波和目标运动预测更新。
7.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述制导控制单元:包括一组做动放大装置、校正网络电路和积分电路；用于将导弹测量系统解算得到的弹体的位置信息、速度信息、目标的位置信息、速度信息综合分析，采用相应的制导规律去解算，得到弹体控制参数，发送给制导指令形成单元； 和/或；所述制导指令形成单元:包括一个小型的信号源和调制单元；用于将制导控制单元发送过来的控制参数，通过调制单元调制到信号中，送给发射天线单元； 和/或；所述制导指令接收单元:由信号接收机和解调单元组成，解调参数预先存储于制导指令接收单元中；用于将接收机收到的制导信号通过解调电路，得到制导控制参数。
8.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述自动驾驶单元由一个闭环控制系统组成，将收到的制导指令接收单元运动控制参数和姿态元件测量得到的俯仰角、偏航角和横滚角误差数据转换成控制信号，传送给弹上控制单元； 和/或；所述弹上控制单元:由舵回路组成，通过自动驾驶单元传送过来的制导控制信号，控制舵回路运转，以此来控制伺服系统，驱动弹体完成各向运动调整。
9.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述弹体模拟单元:包括一个三轴转台和导弹弹体模型；三轴转台由弹上控单元的伺服系统控制其运动，以此来模拟弹体在空中各个时刻的机动，导弹弹体模型具有和真实导弹相比拟的RCS，供仿真雷达试验使用。
10.根据权利要求1所述的一种导引头姿态模拟装置，其特征在于，所述导弹测量系统:包括一个接收单元和信号处理单元；用于实时测算弹体当前的位置和速度；和/或；所述姿态元件位于弹体内，跟随弹体一起运动，感知弹体当前的姿态信息，解算生成误差控制信号后送给自动驾驶控制单元。
【文档编号】G05B17/02GK204116836SQ201420576418
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】尹光, 钱宇光 申请人:南京长峰航天电子科技有限公司