电引信
电子引信是什么原理的应用
电子引信是什么原理的应用1. 引言电子引信是一种用于引爆炮弹、火箭弹等军事武器的装置。
它是通过一种特殊的原理来实现引爆的。
本文将介绍电子引信的原理及其应用。
2. 电子引信的原理电子引信的原理主要包括以下几个方面：2.1 电子元器件电子引信内部包含了多种电子元器件，例如微处理器、传感器、计时器等。
这些元器件通过精密的电路连接在一起，协同工作来实现引爆控制。
2.2 传感器电子引信内部的传感器可以感知外部环境的变化，例如重力、温度、压力等。
通过传感器的数据，电子引信可以判断炮弹是否处于合适的条件下进行引爆。
2.3 计时器电子引信中的计时器用于设定引爆的时间。
根据需求，可以将引爆时间设置为延时引爆或者即时引爆，以适应不同的作战需求。
2.4 电路控制电子引信中的电路控制模块负责控制元器件的工作，根据传感器的数据和计时器的设定来判断是否需要引爆。
当满足引爆条件时，电路控制模块会触发引爆装置进行引爆。
3. 电子引信的应用电子引信广泛应用于军事领域，特别是用于炮弹、火箭弹等武器。
以下是一些常见的应用场景：3.1 炮弹引爆电子引信可以控制炮弹在特定时间或特定位置上引爆，以达到破坏敌人目标的目的。
通过调整引爆时间和位置，可以使炮弹在空中爆炸，形成杀伤效果，或者在接触地面时引爆，形成爆破冲击波。
3.2 火箭弹引爆类似于炮弹，电子引信也可以用于控制火箭弹的引爆。
火箭弹通常携带更大的威力，可以攻击更远距离的目标。
通过电子引信的精确控制，可以提高火箭弹的命中率和杀伤力。
3.3 舰艇武器系统电子引信还可以被应用于舰艇的武器系统中，例如舰炮、导弹等。
通过电子引信的引爆控制，可以提高舰艇的作战能力和火力打击效果。
3.4 爆破工程除了军事应用，电子引信还可以用于民用爆破工程中。
例如，在建筑拆除、矿山爆破等领域，电子引信被用于控制爆炸的时间和位置，确保爆破工作安全、高效。
4. 结论电子引信通过使用电子元器件、传感器、计时器和电路控制等技术，实现了精确、可靠的引爆控制。
无线电引信干扰与防护
中图分 类号 ： ｊ ３ Ｏ４ １ Ｔ４ ； ４ ． ４
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ６ ２ ９ ４ （０ ９ ０ — ０ １ ０ １７ — ２ ２ ２ ０ ）５ ０ ７ — ３
Ｉ ｅｒ ｅｒ ｎｔ ｆ ｅｎｃ ｅ ａｎｄ ｏｔ ｃ ｉ ｎ ｅｔ Ｐｒ ｅ ｔ ｏ Ｍ ｈｏｄｓ ｆ ｒ Ｒａｄｉ ｏ ｏ Ｆｕｚ ｅ
（ Ｍ） 超 宽带 （ ＷＢ 等人 为 强 电磁 源 产 生 的 高 功 塞 干 扰 和规 则 调 制 的 扫频 干 扰 等 ， 率 与 引 信 工作 ＨＰ 、 Ｕ ） 频
率 电磁环境ｕ 。无线 电引信是现代武器系统终端效 频率接近 ， 平均干扰功率通常较小 ， 只能在引信发射
能 的倍增 器 ， 它本 身 就是 一 部小 型雷 达 ， 由大量 复杂 后 接收机工作阶段 内起作用 ， 通过天线“ 前门” 耦合
复 杂 多 变 电 磁 环 境 外 ， 会 有 雷 电 电 磁 脉 冲 防护 加 固方法 具有 重要 军事 意 义 。 还 （Ｅ Ｐ 、 电放 电 电磁 脉 冲 （ Ｓ ＭＰ 等 自然 强 电 Ｌ Ｍ ）静 Ｅ ＤＥ ） 电磁 波 对 引 信 的干 扰 通 常有 ２ 形式 ： 息 型 种 信 磁 源 以 及 核 电 电 磁 脉 冲 （ Ｅ ） 高 功 率 微 波 干 扰 ； 率 （ Ｎ ＭＰ 、 功 能量 ） 干扰 。信 息 型 干扰 包 括 杂 波 阻 型
ｉ ｔｏ ｃ ｄ．Ｔｈ ｎｔｒｅ ｅ ｅ ｓ ｒ ｅ，ｎｔｒｅ ｅ ｅ ｍ ｅ ｈａ ｉｍ ，ａ ｄ ｅ ｅ ａ ｒ ｅ ｔｏｎ ｍ ｅｈ ｎ ｒ ｄｕ ｅ ｅ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｏｕ ｃ ｉ ｅ ｒ ｎｃ ｃ ｎ ｓ ｆ ｎ ｒ ｌ ｖ ｎｔｐ ｏｔｃ ｉ ｔ ｏｄｓｏｆｒ ｄｉ ｕｚ ｒ ａ ｙ ｅ ａ ｏ ｆ ｅ ｗｅ ｅ ａ ｌ ｚ ｄ．Ｓｏ ｅ ｎ ｍ ｄ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｔｓ ｅ ｅｏ ｎ ｕｇｇ ｓｉ ｎｓｏｎｔ ｅ ｉ ｅ ｅ ｅ ｅａ ｄ ｏ ｅ ｔｏ ｅ ｈ ｄｓｆ ｒｒ ｄ ｏｆ ｅｗ ｅ ｅｐ ｏｐｏ ｅｄ ｅ ｔｏ ｈ ｎｔｒ ｒ ｎｃ ｎ ｐｒ ｔ ｃｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｏ ａ ｉ ｕｚ ｒ ｒ ｆ ｓ ．
毫米波调频无线电引信干扰技术研究
D O I :10.3969/j.i s s n .1003-0972.2024.02.021 文章编号:1003-0972(2024)02-0264-10毫米波调频无线电引信干扰技术研究刘学敏1*,朱捷伟2(1.南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京210094;2.中国联通有限公司苏州市分公司政企部,江苏苏州215100)摘 要:针对毫米波调频引信的数字射频存储转发㊁正弦调幅扫频㊁噪声调幅和噪声调频,提出了干扰方法㊂采用滤波分离差频信号,并从差频信号中提取多普勒信号参数的方法,将毫米波调频引信信号的差频测距结果以及多普勒信号作为引信启动的联合判决条件㊂仿真结果表明,对该体制引信施加正弦调幅扫频干扰和间隔转发干扰的欺骗效果明显,覆盖接收机的大功率噪声信号均能有效压制回波信号㊂关键词:无线电引信;毫米波调频;欺骗性干扰;压制性干扰中图分类号:T N 974 文献标识码:A开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):R e s e a r c h o n M i l l i m e t e r -w a v e F r e q u e n c y Mo d u l a t e d R a d i o P r o x i m i t y F u z e J a m m i n g T e c h n i qu e s L I U X u e m i n 1*,Z H U J i e w e i2(1.S c h o o l o f E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g a n d O p t o e l e c t r o n i c T e c h n o l o g y ,N a n j i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,N a n j i n g 210094,C h i n a ;2.C h i n a U n i c o m L i m i t e d S u z h o u B r a n c h ,E n t e r p r i s e B u s i n e s s D e pa r t m e n t ,S u z h o u 215100,C h i n a )Ab s t r ac t :T h e j a mm i n g t e c h n i q u e s o fd i g i t a l r a d i o f re q u e n c y s t o r a g e a n df o r w a r d ,s i n u s o i d a l a m pl i t u d e m o d u l a t i o n s w e e p ,n o i s e a m p l i t u d e a n d n o i s e f r e q u e n c y f o r m i l l i m e t e r -w a v e f r e q u e n c y m o d u l a t e d p r o x i m i t yf u z e s w e r e p r o p o s e d .T h e a p p r o a c h i n v o l v e d f i l t e r i ng a n d s e p a r a t i n g th e b e a t -f r e q u e n c y si g n a l s ,f o l l o w e d b yt h e e x t r a c t i o n o f D o p p l e r s i g n a l p a r a m e t e r s f r o m t h e s e b e a t -f r e q u e n c y s i g n a l s .T h e b e a t -f r e q u e n c y r a n ge m e a s u r e m e n t r e s u l t s a n d D o p p l e r s i gn a l p a r a m e t e r s w e r e u s e d a s j o i n t d e c i s i o n c r i t e r i a f o r f u z e s i n i t i a t i o n .S i m u l a t i o n r e s u l t s d e m o n s t r a t e d t h e s i g n i f i c a n t d e c e p t i v e e f f e c t s o f a p p l y i n g s i n u s o i d a l a m pl i t u d e m o d u l a t i o n s w e e p a n d s p a c e d r e t r a n s m i s s i o n j a mm i n g t o t h i s f u z e s y s t e m.M o r e o v e r ,h i g h -p o w e r n o i s e s i g n a l s c o v e r i n gt h e r e c e i v e r c o u l d e f f e c t i v e l y s u p p r e s s e c h o s i gn a l s .K e y wo r d s :r a d i o p r o x i m i t y f u z e ;m i l l i m e t e r -w a v e f r e q u e n c y m o d u l a t i o n ;d e c e p t i v e j a mm i n g ;s u p p r e s s i v e j a mm i n g0 引言电子对抗在现代化战争中,对战略攻防起到重要作用,电子干扰是能使敌方电子设备和系统丧失或降低效能所采取的电波扰乱措施,是电子对抗的组成部分[1]㊂电子干扰直接制约无线电引信发挥作用,因此无线电引信干扰研究已成为电子对抗领域的重要部分[2]㊂文献[3]从连续波多普勒引信㊁伪随机码调相引信和伪码调相脉冲多普勒复合引信等3种具有代表性的无线电引信入手,选择不同的干扰波形,分析其对相关引信的作用过程㊂文献[4]采用基于差频测距测速和谐波比较定距的方法,研究线性调频引信的干扰和抗干扰技术㊂文献[5]基于深度学习,对无线电引信干扰信号识别技术进行研究㊂文献[6]在分析超宽带引信㊁瞄准式干扰与扫频式干 收稿日期:2023-03-06;修回日期:2023-07-15;*.通信联系人,E -m a i l :l i u x m@n ju s t .e d u .c n 基金项目:国家自然科学基金项目(61801220,61971226);江苏省优秀青年科学基金项目(B K 20200075) 作者简介:刘学敏(1987 ),男,福建建瓯人,实验师,硕士,主要从事电路与系统㊁电子对抗㊁通信信号处理研究㊂ 引用格式:刘学敏,朱捷伟.毫米波调频无线电引信干扰技术研究[J ].信阳师范学院学报(自然科学版),2024,37(2):264-273.L I U X u e m i n ,Z HU J i e w e i .R e s e a r c h o n M i l l i m e t e r -W a v e F r e q u e n c y M o d u l a t e d R a d i o P r o x i m i t y F u z e J a mm i n g T e c h n i qu e s [J ].J o u r n a l o f X i n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ),2024,37(2):264-273.462信阳师范学院学报(自然科学版)J o u r n a l o f X i n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y第37卷 第2期 2024年4月N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n V o l .37N o .2A pr .2024扰信号特征基础上,构建了干扰信号与超宽带无线电引信交互作用模型㊂文献[7-11]在引信信号调制方式识别方面对双谱切片㊁神经网络和深度残差学习等方面进行了深入的研究,这给引信干扰从对抗信号识别方面带来了新的思路,将引信干扰技术与神经网络㊁高阶谱分析等相结合[12-14],有望促进电子对抗的成效㊂毫米波调频引信频段具有较高的频率,因此具有较大的带宽和较高的分辨率㊂这使得毫米波引信能够在复杂的环境中准确地探测目标,并且对于不同类型的干扰具有较强的抵抗能力㊂对于拥有优良抗干扰性能的对地毫米波调频无线电引信,研究正弦调幅扫频和间隔转发这两种欺骗性干扰㊁噪声调幅和噪声调频这两种压制性干扰施加在该种引信时的干扰效果,对探究对地调频无线电引信干扰这一课题具有重要的意义㊂1毫米波调频引信系统分析及仿真毫米波调频引信通过毫米波调频信号发生器产生锯齿波调制信号,在压控振荡器V C O中进行频率调制,从而得到锯齿波调频信号㊂该信号通过引信发射天线向外辐射前需经过功率放大,遇到目标后反射回来,得到延迟随距离变化的毫米波调频回波信号,由引信系统接收端接收,将其通过低噪放后与本振信号混频,进行低通滤波便可得到差频信号[15],再经信号处理后提取所需目标距离㊁速度等信息,并作为系统输出的依据,进行门限判决后,向执行级输出启动指令㊂引信系统框图见图1㊂图1毫米波调频引信工作原理示意图F i g.1W o r k i n g p r i n c i p l e d i a g r a m o fm i l l i m e t e r w a v e F M f u z e1.1毫米波调频引信系统信号分析毫米波调频引信发射信号u t(t)为u t(t)=U t c o s(2π(f0t+k t22)),(1)式中:k表示调频斜率,f0表示发射信号中心频率,U t表示发射信号的幅度㊂引信与目标存在相对运动的回波信号延时,τ=2(R-v t)c,(2)式中:τ为回波信号,c表示光速,v表示弹目相对速度,R表示弹目相对距离㊂回波信号u r(t)可表示为u r(t)=U r c o s(2π(f0(t-τ)+k(t-τ)22)),(3)式中:U r表示回波信号的幅度㊂将本振信号与规则区内回波信号进行混频,通过低通滤波后输出的信号u I(t)为u I(t)=12U t U r c o s(2π(kτ22-k tτ-f0τ))㊂(4)考虑到回波信号延时在几百纳秒以内,因此τ的二次项可忽略不计,随后对信号归一化处理: u i(t)=u I c o s(2π(kτ-f d)t-φ)=u I c o s(2πf i t-φ),(5)式中:f d=2v/λ=2v f0/c为多普勒频率[5],λ为发射信号中心频率对应信号的波长,相位φ= 4πR0f0/c,f i为差频信号频率㊂可推导多普勒信号频率与弹目相对速度之间的关系为v=f d㊃c2f0㊂(6)差频信号频率与弹目相对距离R的关系为Rʈ(f i+f d)2k c㊂(7) 1.2毫米波调频引信信号处理方法及系统仿真通过时域欠采样,得到多普勒信号,然后进行频率测量,从而推算出速度信息㊂多普勒信号进行F F T时,拥有较多的采样点数,因此,选定毫米波调频引信参数时,多普勒信号频率与差频信号频率至少需要存在一个数量级的差距,测速结果才相对准确㊂由式(7)可知,引信信号处理模块从目标回波信号中测出差频信号频率,随后补偿多普勒频率就可以获得实时弹目距离信息㊂如果采用F F T测频,那么在对差频信号中的不规则区测频时结果不准确,会导致测距结果出现误差㊂为了避免这种情况,应尽量避开差频信号的不规则区㊂通常选择对单个调制周期内的差频信号进行F F T采样,但是这会导致测频分辨率较低,所以采用C Z T算法[6]对差频信号进行频谱细化处理,提高测距精度㊂毫米波调频引信系统设定启动判断条件为: 1)距离门限设置:测距结果为6~12m;2)速度门限设置:多普勒频率在引信门限范围内,即测562刘学敏,朱捷伟.毫米波调频无线电引信干扰技术研究速结果在设定门限范围内;3)当速度㊁距离同时满足门限要求时,引信输出启动信号㊂毫米波调频引信仿真参数如表1所示㊂表1 毫米波调频引信仿真参数表T a b .1 S i m u l a t i o n p a r a m e t e r s o f m i l l i m e t e r w a v e F M f u z e仿真运行距离/m 采样频率/MH z 载波频率/G H z调制周期/μs 29100242调频频偏/MH z 初始相对距离/m相对速度/(m ㊃s -1)起爆距离/m 100305008 确定系统参数以及特征参量门限如下:1)低通滤波器参数:混频后经过低通滤波器提取多普勒信号,因此低通滤波器的截止频率f b 应大于f dm a x ,此处设置为200k H z ㊂2)判决门限:引信落速范围100~1200m /s,对应多普勒频率范围是16~192k H z㊂根据表1参数,当引信竖直落速v =500m /s㊁引信信号处理模块在弹目相对距离为30m 时,开始工作㊂当测距结果㊁测速结果同时满足引信启动门限时,引信在距目标7.8m 处输出启动信号㊂毫米波调频引信基于差频信号的测距测速算法仿真结果如图2所示㊂图2 基于差频信号的测距测速算法仿真结果F i g .2 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f r a n g i n g a n d v e l o c i t y m e a s u r e m e n t a l g o r i t h m b a s e d o n d i f f e r e n t i a l f r e q u e n c y s i gn a l 由图2可知,随着炮弹向目标靠近,测距结果也随之减小,图2(d )显示引信的测距误差,在弹目相对距离为30~5m 的过程中,最大相对误差小于0.5m ㊂此处系统仿真采样率设置为100MH z ,延迟τ为10n s ,理论测距精度为ΔR =c ㊃τ/2=1.5m ㊂图2(e)为测速误差波形图,可以看出测速误差小,测速结果稳定,测速误差保持在1m /s 左右㊂引信在距目标7.8m 处输出启动信号㊂测距测速模块的设计可以满足毫米波调频引信的需求㊂2 毫米波调频引信干扰在地面作战中,根据敌我火力和待掩护目标位置,干扰机通常位于我方阵地前方,并分布在弹道两侧以确保安全㊂干扰机以20ʎ 40ʎ仰角发射干扰信号,形成一个圆锥形区域,覆盖炮弹的弹道轨迹[16]㊂图3展示了干扰机与弹道轨迹的几何位置关系㊂图3 干扰机与弹道轨迹的几何位置关系F i g.3 G e o m e t r i c p o s i t i o n r e l a t i o n b e t w e e n j a m m e r a n d t r a j e c t o r y2.1 欺骗性干扰2.1.1 正弦调幅扫频干扰毫米波调频引信施加的扫频式[17]干扰,其频率范围较宽,ΔF j =(2~5)ΔF r ,f s =F j (t ), t ɪ[0,T ],(8)662第37卷 第2期信阳师范学院学报(自然科学版) h t t p ://j o u r n a l .x yn u .e d u .c n 2024年4月式中:ΔF r表示引信接收机带宽;ΔF j表示干扰机干扰带宽;f s表示干扰的中心频率,是以T为周期的连续函数㊂干扰机中心频率以某一固定的频率发生跳变,在每个频率点会停留一段时间,干扰信号在该时间段内可视为受幅度调制的单频信号,表示为J(t)=U j c o s(2πf a(t-τj)+φa)ˑc o s(2πf j(t-τj)+φj),(9)式中:U j表示干扰信号的幅度,f a表示调制信号的频率,τj表示干扰信号延时,φj表示干扰信号载波的初始相位,φa表示调制信号初始相位㊂设毫米波调频引信的本振信号s(t)为s(t)=U t c o s(2πf0t+φt(t)),(10)式中:U t为本振信号幅度,f0为中心频率,φt(t)表示相位函数㊂引信本振信号与干扰信号混频得到差频信号u j(t):u j(t)=U t U j2c o s(2πf a(t-τj)+φa)ˑc o s(2π(Δf-fd j)t+φt(t)+φj),(11)式中:f d j为干扰信号产生的欺骗性多普勒频率,Δf=f i-f0为干扰信号中心频率与引信本振信号中心频率之差㊂此时,差频信号仍是毫米波调频信号,测频处理时,Δf和引信调制频偏ΔF M的大小关系㊁C Z T 算法采样点数的选取,都会影响测频的准确性㊂2.1.2间隔转发干扰改变干扰延时是成功进行距离欺骗的关键[18]㊂为了进行速度欺骗,干扰机通常对干扰信号进行多普勒频率调制,以匹配引信的门限[19]㊂图4为引信发射信号和转发式干扰信号的时频图㊂图4引信发射信号和转发式干扰信号时频图F i g.4T i m e-f r e q u e n c y d i a g r a m o f f u z e t r a n s m i t t i n gs i g n a l a n d f o r w a r d j a m m i n g s i g n a l图4中实线和虚线分别表示发射信号㊁转发式干扰信号的时频曲线,f i j表示干扰信号产生的差频频率,τj e表示干扰延时㊂f i j能否成功通过引信信号处理模块的低通滤波器,与干扰信号延时有关㊂当干扰延时τj e匹配到引信延时,才能得到理想的差频信号频率㊂设引信距离门限为(R p1, R p2),则干扰延时范围如式(12)㊂τj eɪ(n T M-τp1,n T M-τp2)ɣ(n T M+τp1,n T M+τp2),(12)式中:n表示间隔转发次数,T M表示调制信号周期㊂将式(12)中的区间称为 起爆延时区间 ,由式(2)可得τp1和τp2,τp1=2(R p1-v t)c,τp2=2(R p2-v t)c㊂(13)若对截获的引信发射信号片段直接转发一次,则信号处理过程中,干扰信号模拟回波信号的时延固定且很小,使干扰延时控制在上述两个区间内的概率很小㊂所以这里采用基于D R F M的间隔转发式干扰[20](图5)㊂假设干扰方侦察到引信发射的毫米波调频信号后,并已识别出信号类型㊁参数等关键信息㊂干扰机截取长度为N T M的引信信号进行采样存储,最后将截取的信号进行多次重复,并以固定间隔时间Δτ进行转发㊂图5基于D R F M的间隔转发式干扰示意图F i g.5S c h e m a t i c d i a g r a m o f i n t e r v a l f o r w a r d i n gj a m m i n g b a s e d o n D R F M引信本振信号与干扰信号之间的延时为τ1=2R j c+τs+n(N T M+Δτ),(14)式中:n表示间隔转发次数,R j表示干扰机与引信的实时距离,Δτ表示转发间隔,τs为干扰机处理信号所需时间㊂同样可以用l T M+τj表示τ1,其中l为正整数,τj<T M㊂引信接收端接收的干扰信号u j(t)为u j(t)=U j c o s(2π(f0(t-l T M-τj)+k(t-l T M-τj)22))㊂(15)信号延时为l T M+τj和延时为τj的信号差频相同,因此可将式(15)转化为u j1(t)=U j c o s(2π(f0(t-τj)+k(t-τj)22))㊂(16)将引信本振信号与u j1(t)混频,经过低通滤波762刘学敏,朱捷伟.毫米波调频无线电引信干扰技术研究器后输出为u i j(t)=U t U j2c o s(2πkτj t-φ0),(17)式中:φ0为输出信号的相位㊂2.2压制性干扰2.2.1噪声调幅干扰在对毫米波调频引信施加压制性干扰时,接收端会同时接收干扰信号和回波信号㊂此时差频信号为干扰信号㊁回波信号共同与引信信号本振混频滤波后的输出㊂引信以瞄准式噪声调幅干扰[21]为例,研究施加噪声调幅干扰时毫米波调频引信的工作状态㊂噪声调幅干扰信号可表示为J(t)=(U j+u n(t))c o s(2πf j t+φj),(18)式中:f j表示噪声调幅信号的中心频率,U j表示干扰信号幅度,u n(t)是方差为σ2n㊁均值为零的噪声,瞄准式干扰下f jʈf0,φj表示调幅干扰信号初始相位㊂毫米波调频引信本振信号为s(t)=U t c o s(2πf0t+φt(t)),(19)式中:U t为本振信号幅度,φt(t)=πΔF M f M t2,f M 表示调制信号频率㊂引信本振与噪声调幅干扰信号混频得到u j(t)=U t2(U j+u n(t))c o s(φt(t)-φj)㊂(20)干扰信号的频谱表达式为U j(f)=U j U t2ð+肀n=-肀F nδ(f-n f M)+U t2ð+肀n=-肀F n U n(f-n f M),(21)式中:F n为u j(t)的相位部分进行傅里叶级数展开的傅里叶级数值,δ(f)为本振信号频频,U n(f)为调制噪声信号u n(t)的频谱㊂由式(21)可知,引信本征信号与噪声调幅干扰信号混频后,频谱为离散锯齿调频信号频谱和调制噪声频谱的累加㊂要提高压制干扰效率,干扰信号要尽可能地对准毫米波调频引信系统的中心频率f0,在确保噪声带宽覆盖引信接收机带宽时,尽可能减小噪声带宽㊂2.2.2噪声调频干扰根据上文,噪声调频干扰信号[22]表达式为J(t)=U j c o s(2πf j t+2πk F Mʏt0u(τ)dτ+φ)㊂(22)调制噪声u(τ)的功率谱为G n(f)=σ2nΔF n,0ɤfɤΔF n,0,其他㊂(23)令m f e=k F Mσn/ΔF n,m f e为有效调频系数,ΔF n为噪声的调制带宽㊂有效调频系数m f e的大小与干扰信号的功率谱G j(f)变化规律如图6所示㊂图6噪声调频干扰频谱示意图F i g.6S p e c t r u m d i a g r a m o f n o i s e F M i n t e r f e r e n c e调制系数越大,带宽越大,功率越小;调制系数越小,带宽越小,功率越大㊂为了得到更好的干扰效果,取参数m f e=0.2㊂噪声调频信号与毫米波调频引信发射信号的下混频信号为S j(t)=U m U j2c o s(2πΔf t+φ(t)-2πk F Mʏt0u(τ)dτ-φ),(24)式中:U m为调频引信发射信号的幅度,Δf为差频,φ(t)-φ为相位差㊂同理,可以求出下混频信号频谱表达式为S(f)=U m U j2ð肀n=-肀F n F(f-Δf-n f M),(25)式中:F(f)是调制信号2πk F Mʏt0u(τ)dτ的频谱㊂由表达式可知,毫米波调频引信在被施加噪声调频干扰时,调制信号的频谱经过频谱搬移形成混频信号的频谱,频谱搬移间隔为毫米波调频引信的调制频率f M㊂3干扰仿真实验与分析3.1欺骗性干扰仿真分析3.1.1正弦调幅扫频干扰仿真分析根据2.1.1节的分析,取毫米波调频引信正弦调幅扫频干扰参数如表2㊂干扰机采用正弦调幅扫频欺骗性干扰时,干扰机特征参数设置为:干扰机发射功率P j=45 d B m,干扰机天线增益G j=10d B,欺骗性干扰仿862第37卷第2期信阳师范学院学报(自然科学版)h t t p://j o u r n a l.x y n u.e d u.c n2024年4月真距离R j =20m ㊂引信系统特征参数设置同1.2节,干扰信号功率远大于引信发射信号,接收时部分干扰信号会由引信接收天线旁瓣接收㊂欺骗性干扰下,毫米波调频引信正弦调幅扫频干扰仿真结果如图7所示㊂表2 毫米波调频引信正弦调幅扫频干扰参数表T a b .2 S i n u s o i d a l a m -s w e e pi n t e r f e r e n c e p a r a m e t e r s o f m i l l i m e t e r w a v e F M f u z e参数取值仿真运行距离20m仿真初始距离100m 干扰机方位X 轴0m干扰机方位Y 轴100m干扰机方位Z 轴0m参数取值调幅频率50k H z扫频带宽430MH z 扫频步长500k驻留时间1m s相对速度500m /s图7 毫米波调频引信正弦调幅扫频干扰仿真结果F i g .7 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f s i n u s o i d a l a m pl i t u d e -m o d u l a t e d s w e e pi n t e r f e r e n c e o f m i l l i m e t e r w a v e F M f u z e 扫频驻留时间为1m s ,引信运动0.5m ,如图7(a )中每一格 小阶梯 的宽度即为0.5m ㊂测距结果总体趋势符合向目标靠近的规律,并按一定周期出现重复㊂多普勒信号被正弦调幅扫频信号干扰,速度在150~800m /s 之间来回跳变,符合多普勒门限㊂由仿真结果可知,当对毫米波调频引信施加正弦调幅扫频干扰㊁距离门限和多普勒门限同时满足启动条件时,引信在距目标97.99m 处输出启动信号㊂因此,正弦调幅扫频干扰对毫米波调频引信干扰有效㊂3.1.2 间隔转发干扰仿真分析根据2.1.2节的分析,将τs 视为定值,此时干扰信号产生的差频信号频率主要由τj 决定,而干扰距离R j 和间隔转发次数n 决定干扰延时τj 的大小,R j 的变化产生了欺骗多普勒频率f d j ㊂干扰机若要完成一个完整的干扰延时周期,则此时的递增量n Δτ应该覆盖一整个调制周期T M ㊂在每个转发干扰周期内,理论上存在一次或多次干扰延时满足引信起爆延时门限㊂干扰机采用间隔转发欺骗性干扰时,干扰机特征参数设置为:干扰机发射功率P j =45d B m ,干扰机天线增益G j =10d B ㊂引信系统特征参数设置同1.2节,干扰信号功率远大于引信发射信号㊂设置毫米波调频引信间隔转发干扰参数如表3㊂表3 毫米波调频引信间隔转发干扰参数T a b .3 I n t e r f e r e n c e p a r a m e t e r s o f m i l l i m e t e rw a v e F M f u z e i n t e r v a l f o r w a r d i n g参数取值仿真运行距离10m仿真初始距离100m干扰机方位X 轴0m干扰机方位Y 轴100m参数取值转发间隔时间2n s单次转发信号周期10干扰机方位Z 轴0m相对速度500m /s毫米波调频引信间隔转发干扰仿真结果如图8所示㊂在干扰机工作时间内,转发多个干扰周期信号,测距结果显示弹目距离变小,呈周期性变化,说明干扰延时τj 满足欺骗性干扰对延时的要求,并随着弹目的靠近,多普勒信号受干扰信号影响,速度也呈现一定规律起伏变化㊂由仿真结果可知,当对毫米波调频引信施加间隔转发干扰㊁弹目距离满足距离门限,同时多普勒信号幅度满足多普勒门限,引信在距目标98.2m 处输出启动信号,因此间隔转发干扰对毫米波调频引信干扰有效㊂962刘学敏,朱捷伟.毫米波调频无线电引信干扰技术研究图8 毫米波调频引信间隔转发干扰仿真结果F i g.8 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f m i l l i m e t e r w a v e F M f u z e i n t e r v a l f o r w a r d i n gi n t e r f e r e n c e 3.2 压制性干扰仿真分析3.2.1 噪声调幅干扰仿真分析噪声调幅干扰仿真如图9所示㊂信干比为-5d B 时毫米波调频引信受噪声调幅干扰,测距测速[23]结果会发生抖动,但是抖动点数很小,不影响测速结果和测距结果整体规律,测距测速结果依然满足引信启动门限,引信在9.6m 处起爆,压制性干扰失效㊂如图10所示,信干比为-10d B 时毫米波调频引信受噪声调幅干扰,测距测速结果会发生剧烈抖动,测速结果和测距结果整体规律被破坏,测距测速结果无法同时满足引信启动门限,引信 哑火 ,压制性干扰成功㊂3.2.2 噪声调频干扰仿真分析如图11所示,信干比为-5d B 时毫米波调频引信受噪声调频干扰,测距测速结果会发生抖动,但是抖动点数有限,不影响测速结果和测距结果整体规律,测距测速结果依然满足引信启动门限,引信在9.6m 处起爆,压制性干扰失效㊂图9 信干比为-5d B 时毫米波调频引信噪声调幅干扰仿真结果F i g .9 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f MMW F M f u z e n o i s e a m pl i t u d e -m o d u l a t e d i n t e r f e r e n c e w h e n s i g n a l -t o -d r y ra t i o i s -5d B 图10 信干比为-10d B 时毫米波调频引信噪声调幅干扰仿真结果F i g.10 S i m u l a t i o n r e s u l t s o f MMW F M f u z e n o i s e a m pl i t u d e -m o d u l a t e d i n t e r f e r e n c e w h e n s i g n a l -t o -d r y ra t i o i s -10d B 072第37卷 第2期信阳师范学院学报(自然科学版) h t t p ://j o u r n a l .x yn u .e d u .c n 2024年4月图11信干比为-5d B时毫米波调频引信噪声调频干扰仿真结果F i g.11S i m u l a t i o n r e s u l t s o f F M n o i s e i n t e r f e r e n c e o fm i l l i m e t e r w a v e F M f u z e w h e n s i g n a l-t o-d r yr a t i o i s-5d B如图12所示,信干比为-10d B时毫米波调频引信受噪声调频干扰,测距测速结果会发生抖动,但是测距测速结果依然有一定概率满足引信启动门限,引信在9.6m处起爆,压制性干扰失效㊂如图13所示,信干比为-15d B时毫米波调频引信受噪声调频干扰,测距测速结果会发生剧烈抖动,整体规律被破坏,无法同时满足引信启动门限,引信 哑火 压制性干扰成功㊂基于以上分析,对引信进行100次噪声调幅㊁调频干扰对比实验,控制信干比为变量,模拟在不同信干比下的引信启动情况,结合毁伤效果探究噪声调幅㊁调频干扰对毫米波调频引信的作用规律和效果㊂图12信干比为-10d B时毫米波调频引信噪声调频干扰仿真结果F i g.12S i m u l a t i o n r e s u l t s o f F M n o i s e i n t e r f e r e n c e o f m i l l i m e t e r w a v e F M f u z e w h e n s i g n a l-t o-d r y r a t i o i s-10d B图13信干比为-15d B时毫米波调频引信噪声调频干扰仿真结果F i g.13S i m u l a t i o n r e s u l t s o f F M n o i s e i n t e r f e r e n c e o f m i l l i m e t e r w a v e F M f u z e w h e n s i g n a l-t o-d r y r a t i o i s-15d B172刘学敏,朱捷伟.毫米波调频无线电引信干扰技术研究图14为不同信干比下噪声调幅㊁调频干扰对毫米波调频引信干扰成功概率㊂图14不同信干比下噪声调幅㊁调频干扰对毫米波调频引信干扰成功概率F i g.14P r o b a b i l i t y o f j a m m i n g s u c c e s s o f MMW F M f u z ew i t h a m p l i t u d e m o d u l a t i o n a n d f r e q u e n c y m o d u l a t i o nn o i s e a t d i f f e r e n t s i g n a l-t o-d r y r a t i o由图14可知,当毫米波调频引信被施加同样功率的噪声调幅㊁调频干扰信号时,相同信干比下的噪声调幅干扰信号对毫米波调频引信的干扰效果更好;干扰成功率会随着干扰信号功率的增大而变高,即信干比变低,干扰成功概率越大㊂所以噪声调幅干扰信号的干扰效率要高于噪声调频信号㊂信干比越低,干扰功率越大,干扰成功率越高㊂4结束语针对毫米波调频引信的数字射频存储转发㊁正弦调幅扫频㊁噪声调幅和噪声调频,提出了干扰方法㊂仿真结果表明:虽然毫米波调频引信由于工作频段优势具备较强的抗干扰性能,但也正是基于这一点,其往往忽略了抗干扰方法的研究设计,本文仿真结果验证了所提干扰波形和干扰方法对其干扰的有效性㊂后续将继续探究所提干扰方法的工程实现方法,解决其中涉及的瞬时带宽㊁存储深度及干扰策略等问题,为引信干扰机的设计提供指导思路㊂参考文献:[1]赵惠昌,张淑宁.电子对抗理论与方法[M].北京:国防工业出版社,2010.Z HA O H u i c h a n g,Z HA N G S h u n i n g.T h e o r y a n d m e t h o d s o f e l e c t r o n i c c o u n t e r m e a s u r e s[M].B e i j i n g:N a t i o n a lD e f e n s e I n d u s t r y P r e s s,2010.[2]赵惠昌.无线电引信设计原理与方法[M].北京:国防工业出版社,2012.Z HA O H u i c h a n g.D e s i g n p r i n c i p l e s a n d m e t h o d s o f r a d i o f u z e[M].B e i j i n g:N a t i o n a l D e f e n s e I n d u s t r y P r e s s,2012.[3]余成.干扰信号构建及其对无线电引信干扰效能分析[D].太原:中北大学,2021.Y U C h e n g.C o n s t r u c t i o n o f j a mm i n g s i g n a l a n d a n a l y s i s o f j a mm i n g e f f i c i e n c y t o r a d i o f u z e[D].T a i y u a n:N o r t h U n i v e r s i t y o f C h i n a,2021.[4]蒋旭峰.线性调频引信干扰与抗干扰技术研究[D].南京:南京理工大学,2020.J I A N G X u f e n g.R e s e a r c h o n l i n e a r f r e q u e n c y m o d u l a t i o n f u z e j a mm i n g a n d a n t i-j a mm i n g t e c h n i q u e s[D].N a n j i n g: N a n j i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2020.[5]王旭.基于深度学习的无线电引信干扰识别技术研究[D].沈阳:沈阳理工大学,2022.WA N G X u.R e s e a r c h o n r a d i o f u z e i n t e r f e r e n c e i d e n t i f i c a t i o n t e c h n o l o g y b a s e d o n d e e p l e a r n i n g[D].S h e n y a n g: S h e n y a n g L i g o n g U n i v e r s i t y,2022.[6]董二娃,郝新红,闫晓鹏,等.扫频式干扰对超宽带无线电引信干扰机理[J].兵工学报,2023,44(4):1006-1014.D O N GE r w a,HA O X i n h o n g,Y A N X i a o p e n g,e t a l.R e s e a r c h o n i n t e r f e r e n c e m e c h a n i s m o f s w e p t-f r e q u e n c yj a mm i n g t o UW B r a d i o f u z e[J].A c t a A r m a m e n t a r i i,2023,44(4):1006-1014.[7] L I U X u e m i n,S O N G Y a o l i a n g,C H E N K u i y u,e t a l.M o d u l a t i o n r e c o g n i t i o n o f l o w-S N R U A V r a d a r s i g n a l s b a s e d o nb i s p ec t r a l s l i c e s a nd G A-B P ne u r a l n e t w o r k[J].D r o n e s,2023,7(7):472.[8] C H E N K u i y u,Z HA N G S h u n i n g,Z HU L i n g z h i,e t a l.M o d u l a t i o n r e c o g n i t i o n o f r a d a r s i g n a l s b a s e d o n a d a p t i v es i n g u l a r v a l u e r e c o n s t r u c t i o n a n d d e e p r e s i d u a l l e a r n i n g[J].S e n s o r s,2021,21(2):449.[9] C H E N K u i y u,Z HA N G J i n g y i,C H E N S i,e t a l.A u t o m a t i c m o d u l a t i o n c l a s s i f i c a t i o n o f r a d a r s i g n a l s u t i l i z i n g X-n e t[J].D i g i t a l S i g n a l P r o c e s s i n g,2022,123:103396.[10] T A N Y a w e n,WA N G J i a d a i,L I U J i a j i a,e t a l.B l o c k c h a i n-a s s i s t e d d i s t r i b u t e d a n d l i g h t w e i g h t a u t h e n t i c a t i o n s e r v i c ef o r i n d u s t r i a l u n m a n n e d a e r i a l v e h i c l e s[J].I E E E I n t e r n e t o f T h i ng s J o u r n a l,2022,9(18):16928-16940.[11] C H E N K u i y u,Z HU L i n g z h i,C H E N S i,e t a l.D e e p r e s i d u a l l e a r n i n g i n m o d u l a t i o n r e c o g n i t i o n o f r a d a r s i g n a l su s i n g h i g h e r-o r d e r s p e c t r a l d i s t r i b u t i o n[J].M e a s u r e m e n t,2021,185:109945.272第37卷第2期信阳师范学院学报(自然科学版)h t t p://j o u r n a l.x y n u.e d u.c n2024年4月刘学敏,朱捷伟.毫米波调频无线电引信干扰技术研究[12]李艳灵,王莎莎,杨志鹏.一种改进的多任务级联卷积神经网络人脸检测算法[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2022,35(4):651-655.L I Y a n l i n g,WA N G S h a s h a,Y A N G Z h i p e n g.A n i m p r o v e d m u l t i-t a s k c a s c a d e c o n v o l u t i o n n e u r a l n e t w o r k f a c ed e t e c t i o n a l g o r i t h m[J].J o u r n a l o f X i n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n),2022,35(4):651-655.[13]肖立志,张争.基于递归卷积神经网络的行人检测方法[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2021,34(4):655-660.X I A O L i z h i,Z HA N G Z h e n g.P e d e s t r i a n d e t e c t i o n m e t h o d b a s e d o n r e c u r r e n t c o n v o l u t i o n a l n e u r a l n e t w o r k s[J].J o u r n a l o f X i n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n),2021,34(4):655-660.[14]郭华平,王锐,王敬,等.面向人群计数的对偶卷积神经网络[J].信阳师范学院学报(自然科学版),2021,34(4):650-654.G U O H u a p i n g,WA N G R u i,WA N G J i n g,e t a l.D u a l c o n v o l u t i o n a l n e u r a l n e t w o r k s f o r c r o w d c o u n t i n g[J].J o u r n a lo f X i n y a n g N o r m a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n),2021,34(4):650-654.[15]黄亮.锯齿波调频探测系统信号处理研究与实现[D].南京:南京理工大学,2016.HU A N G L i a n g.R e s e a r c h a n d i m p l e m e n t a t i o n o f s i g n a l p r o c e s s i n g f o r s a w t o o t h w a v e f r e q u e n c y m o d u l a t e d d e t e c t i o n s y s t e m[D].N a n j i n g:N a n j i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2016.[16]侯平.对地无线电引信干扰模式及干扰效果研究[D].南京:南京理工大学,2018.HO U P i n g.S t u d y o n g r o u n d r a d i o p r o x i m i t y f u z e j a mm i n g m o d e s a n d j a mm i n g e f f e c t[D].N a n j i n g:N a n j i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2018.[17]韩晨,牛英滔,夏志,等.线性扫频干扰检测算法及抗干扰方法研究[J].计算机应用研究,2020,37(1):267-270,274.HA N C h e n,N I U Y i n g t a o,X I A Z h i,e t a l.D e t e c t i o n a l g o r i t h m a n d a n t i-j a mm i n g m e t h o d f o r l i n e a r s w e e p i n g j a mm i n g w i t h l o w c o m p l e x i t y[J].A p p l i c a t i o n R e s e a r c h o f C o m p u t e r s,2020,37(1):267-270,274.[18]谌睿.间歇采样转发干扰特性研究与抗干扰波形设计[D].长沙:国防科技大学,2017.C H E N R u i.R e s e a r c h o n c h a r a c t e r i s t i c s o f i n t e r m i t t e n t s a m p l i n g r e t r a n s m i s s i o n j a mm i n g a n d a n t i-j a mm i n g w a v e f o r md e s i g n[D].C h a n g s h a:N a t i o n a l U n i v e r s i t y o f D e f e n s e T e c h n o l o g y,2017.[19]周健,孙芸,孙晓玮.毫米波探测器多普勒信号分析与目标识别方法研究[J].红外,2019,40(12):22-27,43.Z HO U J i a n,S U N Y u n,S U N X i a o w e i.R e s e a r c h o n d o p p l e r s i g n a l a n a l y s i s a n d t a r g e t r e c o g n i t i o n m e t h o d o f m i l l i m e t e r w a v e d e t e c t o r[J].I n f r a r e d,2019,40(12):22-27,43.[20]侯晓宇.高性能D R F M干扰机研究与实现[D].杭州:中国计量大学,2020.HO U X i a o y u.R e s e a r c h a n d i m p l e m e n t a t i o n o f h i g h p e r f o r m a n c e D R F M j a mm e r[D].H a n g z h o u:C h i n a J i l i a n g U n i v e r s i t y,2020.[21]路翠华,周洪庆,刘华章.调频引信中噪声调幅干扰的自适应抑制[J].海军航空工程学院学报,2015,30(4):341-344.L U C u i h u a,Z HO U H o n g q i n g,L I U H u a z h a n g.A d a p t i v e n o i s e AM i n t e r f e r e n c e s u p p r e s s i o n i n f r e q u e n c y-m o d u l a t e df u z e[J].J o u r n a l o f N a v a l A v i a t i o n U n i v e r s i t y,2015,30(4):341-344.[22]李永松,吕昊,刘玉娇.噪声调频干扰技术研究及F P G A实现[J].电子科技,2015,28(4):139-141,165.L I Y o n g s o n g,L Y U H a o,L I U Y u j i a o.R e s e a r c h o n n o i s e F M j a mm i n g a n d i t s r e a l i z a t i o n o n F P G A[J].E l e c t r o n i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2015,28(4):139-141,165.[23]郭晨曦,郝新红,栗苹,等.毫米波调频引信的优化二维F F T信号处理算法[J].北京航空航天大学学报,2020,46(1):220-228.G U O C h e n x i,HA O X i n h o n g,L I P i n g,e t a l.O p t i m i z e d t w o-d i m e n s i o n a l F F T s i g n a l p r o c e s s i n g a l g o r i t h m f o rm i l l i m e t e r-w a v e F M f u z e[J].J o u r n a l o f B e i j i n g U n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n d A s t r o n a u t i c s,2020,46(1):220-228.责任编辑:任长江372。
调频无线电引信课程设计
调频无线电引信课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解调频无线电引信的基本原理，掌握调频无线电引信的关键技术参数。
2. 学生能描述调频无线电引信在无线电通信中的应用，了解其在无线电信号传输中的重要性。
3. 学生能掌握调频无线电引信系统的组成，了解各部分功能及其相互关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决调频无线电引信在实际应用中出现的问题。
2. 学生能够独立完成调频无线电引信的组装和调试，提高实际操作能力。
3. 学生能够通过实际操作，学会使用相关仪器和设备进行调频无线电引信的测试。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习调频无线电引信，培养对无线电通信技术的兴趣和热情，提高创新意识和实践能力。
2. 学生在学习过程中，树立团队协作意识，培养良好的沟通能力和合作精神。
3. 学生能够认识到调频无线电引信在军事、航空航天等国家战略领域的重要作用，增强国家意识和责任感。
课程性质：本课程为无线电通信技术领域的一门专业课程，具有理论性和实践性。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合课程性质、学生特点，通过理论教学和实践活动，使学生掌握调频无线电引信的相关知识，提高实际操作能力，培养良好的情感态度价值观。
在教学过程中，注重将目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 调频无线电引信基础知识：介绍调频无线电引信的基本原理、工作方式及其分类，对应教材第一章内容。
- 调频技术原理- 无线电引信的工作过程- 调频无线电引信的分类及特点2. 调频无线电引信关键技术：学习调频无线电引信的关键技术参数及其影响，对应教材第二章内容。
- 调频无线电引信的频率稳定性- 灵敏度与抗干扰性能- 信号处理与识别技术3. 调频无线电引信系统组成：分析调频无线电引信系统的各部分组成、功能及相互关系，对应教材第三章内容。
- 发射器与接收器- 调制器与解调器- 电源与控制单元4. 调频无线电引信应用与实际操作：探讨调频无线电引信在无线电通信领域的应用，并进行实际操作练习，对应教材第四章内容。
无线电引信电磁环境效应与作用机理
无线电引信电磁环境效应与作用机理引信是一种能够引爆炸药或弹药的装置，是现代军事和民用领域中广泛使用的一种关键性组件。
而无线电引信是指利用无线电信号进行引爆的一种引信。
无线电引信的电磁环境效应是指在无线电通信环境中，无线电引信受到的电磁干扰和电磁辐射对其正常工作的影响。
本文将对无线电引信的电磁环境效应和作用机理进行探讨。
无线电引信的电磁环境效应主要包括电磁干扰和电磁辐射两个方面。
电磁干扰是指无线电引信受到外界无线电信号的干扰，导致引信内部电路受到干扰，无法正常工作。
电磁辐射是指无线电引信在其工作过程中产生的电磁辐射，可能对周围的电子设备和人体产生不良影响。
无线电引信的电磁环境效应是由于引信内部电路和无线电信号之间的相互作用而产生的。
在无线电通信环境中，存在大量的无线电信号，包括广播电台、电视台、雷达等。
这些无线电信号会通过空间传播到无线电引信所在的区域，并与引信内部电路发生相互作用。
这种相互作用可能导致电磁干扰和电磁辐射的产生。
对于电磁干扰而言，无线电信号会通过电磁感应作用，诱发引信内部电路中的感应电流和感应电压，从而对引信的正常工作产生干扰。
这种干扰可能导致引信无法准确判断外部触发信号，或者干扰引信内部的计时和控制电路，影响引信的引爆精度和可靠性。
为了减小电磁干扰对无线电引信的影响，可以采取屏蔽措施，如在引信周围设置屏蔽罩或采用特殊材料来减小电磁感应。
对于电磁辐射而言，无线电引信在工作过程中会产生电磁波，这些电磁波可能对周围的电子设备和人体产生不良影响。
特别是对于敏感的电子设备而言，无线电引信的电磁辐射可能导致设备的故障或失效。
因此，在设计无线电引信时，需要合理选择电磁辐射源的位置和功率，以减小对周围设备的干扰。
此外，可以采用屏蔽措施或者远离敏感设备的方式来降低电磁辐射对周围环境的影响。
无线电引信的电磁环境效应是一个复杂的问题，需要综合考虑引信本身的特点和无线电信号的特性。
在设计和使用无线电引信时，需要充分考虑电磁环境效应对引信工作的影响，采取合适的措施来减小电磁干扰和电磁辐射的影响。
软件无线电引信的实现方法及关键技术
究 内容
软 件无线 电的基本概 念是把硬件 作为无 线通
信 的基 本 平 台 ，将 尽 可 能 多 的 无 线 及 个 人 通 信 功 能 用 软 件 实 现 。 其 核 心 是 将 宽 带 Ａ／ 和 Ｄ／ 变 Ｄ Ａ 换 器 尽 可 能 靠 近 天 线 ．即 把 Ａ 和 Ｄ／ 由 基 带 移 Ｄ Ａ 到 中频 甚 至 射 频 ，使 接 收 到 的 模 拟 信 号 尽 早 数 字 化 ； 后 用 实 时 高速 Ｄ ｕ 代 替传 统 的专 用 数 然 ｓＰ ｃＰ
置 自己 的 信 号 波 形 、调制 方 式 、编码 方 式 以及 信 息
对系统硬件进行 改动 的条件 下 ． 仅需 更新 引信系
统 软 件 就 可 以 改 变 系 统 的 结 构 ．增 加 新 的 抗 干 扰 软 电 路 功 能 ．从 而 大 幅 度 提 高 对 抗 新 型 干 扰 的 能 力 。使 用 软 件 代 替 传 统 的模 拟 电路 及 数 字 电 路 也
软 件 无 线 电 是 近 几 年 提 出 的 一 种 实 现 无 线 通 信 的 新 体 系 结 构 它 引人 一 种 全 新 的无 线 通 信 系
统 设计 概 念 ，即 在 通用 ＤＳ Ｐ或 ＣＰ 芯 片构 筑 的硬 Ｕ
件 平 台 上 ．利 用 可 重 复 配 置 的 不 同 软 件 来 完 成 以 前 由专 用 数 字 电 路 实 现 的 多 种 数 字 信 号 处 理 功 能 软 件 无 线 电 系 统 通 过 运 行 不 同 的算 法 ，可 实 时 配
设计 的新 一代软件无 线电引 信可使 引信系统 性能
无线电引信干扰机侦察和干扰性能分析
第 １ 期
弹
箭
与
制
导
学
报
Ｖｏ １ ． ３３ ＮＯ． １
２ ０ １ ３年 ２月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｅ ｔ ｉ ｌ ｅ ｓ ，Ｒｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｓ ，Ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｇｕ ｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ
ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．Ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｄ ｏ ｐ ｐ ｌ ｅ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ｆ ｕ ｚ ｅ ｗａ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｎ ａ ｉ ｓ ｓ ａ ｎ ｃ ｅ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ｆ ｕ ｚ ｅ ｊ ａ ｍｍｅ ｒ
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｊ ４ ３ 文献 标 志 码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ Ｐｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｒｅ ｃ ｏ ｎ ｎ ａ ｉ ｓ ｓ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｒａ ｄ ｉ ｏ Ｆ ｕ ｚ ｅ Ｊ ａ ｍｍｅ ｒ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｒａ ｄｉ ｏ ｆ ｕ ｚ ｅ ｉ ｓ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐｌ ｉ ｅ ｒ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ ｗｅ ａ ｐ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ｆ ｕｚ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎｔ ｉ— ｉ ｎ ｔ ｅ ｆｅ ｒ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｒ ｅ ａ ｔ —
无线电引信设计原理与方法
无线电引信设计原理与方法无线电引信是一种利用无线电信号来引爆炸药的装置。
它在军事、矿业、火灾救援等领域有着广泛的应用。
本文将介绍无线电引信的设计原理和方法。
一、设计原理无线电引信的设计原理是利用无线电波传输信号，通过无线电信号的接收与解码，控制电路完成对炸药的引爆。
其主要包括以下几个方面的原理：1. 无线电信号传输原理：无线电引信利用无线电波传输信号，通过无线电信号的发射、传播和接收，实现与引信的通信。
2. 电路控制原理：无线电引信的电路控制部分包括接收电路、解码电路和触发电路。
接收电路负责接收无线电信号，解码电路将接收到的信号解码为控制信号，触发电路根据控制信号来控制炸药的引爆。
3. 引信设计原理：无线电引信的设计需要考虑引信的结构、电路和材料等因素。
引信应具有稳定可靠的工作性能，能够适应各种恶劣环境和工作条件。
二、设计方法无线电引信的设计方法主要包括以下几个步骤：1. 系统需求分析：根据具体的应用需求，确定无线电引信的工作频率、传输距离、数据传输速率等关键参数。
2. 电路设计：根据系统需求，设计引信的接收电路、解码电路和触发电路。
接收电路需要选择合适的无线电接收器，解码电路需要根据信号格式设计解码算法，触发电路需要选择合适的触发器。
3. 引信结构设计：根据引信的应用场景和要求，设计引信的物理结构。
引信应具有防水、防尘、抗震动等特性，以保证在恶劣环境下的可靠工作。
4. 材料选择：根据引信的工作环境和要求，选择合适的材料。
引信的材料应具有良好的耐高温、耐腐蚀和抗冲击性能。
5. 信号测试与优化：完成引信的组装后，进行信号测试与优化。
通过测试，对引信的性能进行评估，并进行相应的优化。
6. 安全性评估：对设计的无线电引信进行安全性评估，确保引信在工作过程中不会出现误操作或其他安全隐患。
7. 生产制造：完成设计和测试后，进行引信的生产制造。
制造过程中需要严格控制生产工艺，确保引信的质量和性能。
8. 现场测试与应用：将生产好的无线电引信进行现场测试与应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章电引信：是利用电子技术获取目标信息并实现引爆控制的引信，包括电子触发引信、电子时间引信、近炸引信。
电引信特点：（1）瞬发度高，能在感受目标存在之后的几十微秒到一百微秒的时间内引爆炮弹（2）敏感组件和引爆组件可以分开配置（3）提供了一种准确计时和延期的手段（4）备有电源，可以实现电发火、电延期的新手段（5）微电子技术的应用可以采用多路发火、延期解除保险、计时、自毁电路。
即实现了冗余储备技术（6）在仓库堆放情况下可进行检验（7）运动零件少，可靠性高，安全性高电引信电路设计的基本要求：（1）应符合引信战术技术指标中的有关规定（2）应优先采用成熟电路（3）应优先采用集成电路减少分立电路（4）应优先采用数字电路（5）应采用计算机辅助设计（6）应尽可能体积小、质量轻（7）结构设计应合理（8）选用的元器件应有相应标准或专用技术条件第二章电引信共同的特殊要求：（1）要求电源平时不激活（2）要求电雷管平时安全（3）要求电引信大部分性能可进行无损检测（4）要求采用冗余储备技术和防止电路间相互干扰电触发引信的组成：电源、发火电路、触发开关、延期发火电路、安全保护电路膛内储电电源：压电法（压电晶体）、爆电法（爆炸元件）、磁电法（后坐发电机）压电法储电：是利用压晶体管的压电效应，将机械能转化成电能。
常用压电材料钛酸钡、锆钛酸钡。
原理：加压时晶体内部产生△P，银层表面仅有束缚电荷；开关S1断开后再卸载，力消失后△P也消失，两极面间的束缚电荷被释放，成为自由电荷积累在两极面上，这样就实现了储电爆电法储电：是把爆炸组件爆轰时输出的机械能转化成电能储存起来的。
爆电换能的原理：是利用爆炸组件爆轰时爆轰波经衰减片后以应力波形式传给压晶体，晶体在应力波作用下发生去极化现象，极化时的束缚电荷全部释放出来兵向负载电阻放电，应力波向前传播，去极化现象继续扩大直到整块晶体去极化为止磁电法储电：是利用电磁感应原理膛内储电电路：有储电开关与负载串联电路、储电开关与负载并联电路、并联二极管储电电路储电开关与负载串联电路原理：平时S1接通，电雷管ED被开关S1短路，压晶体管两极面间平时由S1,S2短路；发射时，起初S2未断开，晶体受压时产生的电荷被中和；后坐力拉到某一定值后开关S2断开，后坐力继续增大，晶体上出现正向电荷；当卸载时晶体变形恢复，晶体上电荷消失，卸载到开关S1断开的后坐加速度值后晶体上开始出现反向电荷；后效期末反向电压达到最大。
储电开关与负载并联电路原理：平时储电开关S2；发射时当后座加速度增大到一定值时S2闭合把晶体上受压产生的额电荷中和；加速度继续增大时晶体上电压为零，卸载时起初晶体上电压也为零，卸载至S2断开后晶体上出现反向电荷；后效期末晶体上电压最大值并联二极管储电电路原理：二极管D的接法必须使加载时的电荷被中和；卸载时由于反向阻断，电荷储存在晶体上。
优点，充分利用后坐力，适合低加速度弹药的引信，缺点，电压散布较大，要求二极管反向耐压较高，反向电阻在10的9次方以上，耐冲击强度要求高电源失效时发火保护电路：方法是加储能电容和二极管开关。
原理是发射时电源启动后经二极管D1向电容器CF充电，由于二极管的正向电阻很小，电容CF很快充满设计注意（1）电容CF必须足够大（2）二极管D1的反向电阻要足够大隔爆机构失效时的安全保护电路：方法是能把电引信的电源短路。
原理是当隔爆机构意外解除隔爆时S1断开，S2把点雷管接入发火电路；电源启动后电压U0加在电阻R3，R4和开关S1组成的电路上，因S1开路有RS1>>R3，故T2的基极处于高电位T2导通，稳压二极管D2被T2旁路，故稳压管T1输出为零，即电源不向发火电容C2供电，电容C2电压为零故此电路能保证隔爆机构意外失效时引信瞎火安全触发开关意外闭合时的保护电路：保护的含义（1）开关意外闭合时不会引起膛炸或弹道早炸（2）不应影响其他触发电路正常工作。
解决方法（1）切除法（将意外闭合的触发电路从发火总电路中切除），采用熔断器保护方法，优点是切实可靠，缺点是电源要供应大电流体积也较大（2）电容隔爆法，采用隔直流电容保护，既可以不把失效支路从总电路中切除又可以保证引信安全。
注意（1）让过渡过程在隔爆机构解除保险前完成（2）过渡过程要足够长以保证可靠的推动执行级。
怎么实现装定转换：装定瞬发时转换开关S2接通触发开关S1闭合后T107输出高电平，经耦合电容C106触发可控硅SCR获得瞬发作用；延期时转换开关S2断开触发开关S1闭合后，T107导通并输出高电平，经R107至倒向器G4倒向后输出为零，于是电容C103经R106,R107和倒向器G4慢慢放电，当Uc降到低于阈值电压时，倒向器G1跃变输出高电平，再经两次反向触发可控硅SCR，R106,R103的大小决定了延期时间的长短，改变电阻R106值可以得到不同的延期时间。
自毁电路设计要求：（1）作用应可靠但对自毁时间的精度要求并不一定高（2）电路设计应简单元器件数量尽量少尽可能用执行级电路（3）对引信正常作用的影响要小。
防雨装置抗干扰原理：当雨点与压电晶体Y碰时产生电压脉冲U0由于Z的钳位作用U0基本上是定值，U0经D1,R1向C1充电，由于两雨点碰击时间T<<R1C1在T时间内电容器C1不会充电至倒向器G的转移电压Vtr，在晶体Y与第二个雨点相碰之前的间隔时间t0内C1经R2放电，由于C1R1<<t0电容器C1的电压Uc1完全可以来得及放掉，故C1上无电荷积累，保证了雨场中射击的安全。
模拟计时电路：是一种利用按一定规律变化的电压或电流计时的电路，由电阻，电容，开关，检测器，发火或起爆原件组成，包括基本RC电路，储能电容供电的RC电路，级联RC电路，差动RC电路。
基本RC计时电路原理：发射时开关S1闭合接通恒压电源U0，电路开始计时，当充电到检测器D的阈值电压时检测器导通，点雷管ED爆炸。
电容器电源供电的RC计时电路原理计时电容C2的充电过程由C1来控制，电容器电源是非恒压电源，其电压随时间变化，发射前开关S1在1处，电容C1充上电压U0，发射过程中S1转换到2处，电容C2开始充电，待Uc2=Ucr时D导通，ED爆炸。
级联RC计时器电路：优点延长了作用时间，缺点U0也受到限制，所以得益不大。
RC长时间计时电路原理：延长时间的关键在于选用漏电小的C1和检测器，装定方法是同时改变Rt，Ct值，Rt调整范围3.3K—2500K，Ct调节范围是0.1uF100uF，当接上+28V电源时电容C1开始充电，当电压达到一定值时双基极二极管导通，输出一个电流脉冲将可控硅SCR触发。
倍增RC计时电路原理：让电容器间断充电工作时间可延长；为了获得相同的工作时间可减小电阻R，缩小漏电流对计时精度的影响，有上述效益的电路就是倍增计时电路。
开关S 交替接通与断开，接通时电容C充电；断开时电容C电压不变，在忽略漏电的影响时电容每次充电后的电压增量为△Uc.米勒积分器特点：（1）时间和电压呈线性关系，（2）计时精度大幅度提高。
在下列条件成立时米勒积分器仅有百分之几的误差：（1）只能采用硅管，（2）电路电阻R1=R2，且大雨50K，（3）晶体管的电流增益大于20，（4）放大系数应小于等于3，（5）定时电容的漏电阻要大温度补偿的参数：（1）在极限范围内晶体管的漏电流具有负温度系数即延期时间随温度增加而减少，（2）电容器应具有正温度系数，（3）电容有正温度系数和负温度系数选取适当的一定温度补偿，在0度到40度时可获得百分之二的计时精度。
电平检测器：有冷阴极二极管、热阴极二极管、普通硅或者锗二极管、可控硅、开关管、双积极二极管、场效应管对电平检测器的要求：（1）达到检测电平前相当于开路开关，（2）达到预定检测电平后应把负载与被检测电路可靠接通提供足够大的瞬时电流以推动执行级，（3）性能应稳定即应用于具体电路中应有良好的重复性，（4）受环境的温湿度、电磁场、辐射和力学环境的影响要小，（5）价格要便宜B-21引信原理：当火箭弹沿发射轨迹运动时地面上电源经撞杆开关S2向电容C1充电，充电时弹簧开关S1把C1与其他电路断开，当火箭弹飞离滑轨瞬间撞杆受力拔出松开S1，S1把C1与其他电路接通，于是C1上电荷经R1向C2充电，开始计时。
开始充电时R2C3起快速充电作用但很快充满，在C2充电同时惯性保险开关S4接通把电雷管ED和检测器D 接入电路，当C2电压上升到检测器的阈值电压时D导通，C2向ED放电，电引信起爆；如果在C2充电到阈值电压之前火箭弹命中目标，触发开关闭合，C2通过S3,S4向电雷管ED放电，引信起爆差动式电容时间引信作用过程：装定时电容C1,C3充电至恒定电压U0，所以A,B两点处于同电位；发射时有引信上的金属接触片3D在经炮口时与充电接触环接触电容C2充电至Uy 所以B点电压为UB=U0+UY;炮弹飞离炮口后惯性杆上升到位，接通S1,S2,S3,B点对3D点电位为UB3D,而C1上电荷通过R放电，当Uab=Utr时充气管点火，电雷管爆炸电子时间引信特点：（1）可获得很长的全作用，（2）计时部分无运动零件，（3）可在仓库堆放条件下对计时系统进行功能核对和检查，（4）容易采用冗余储备技术来提高其作用可靠性及安全可靠性，（5）装定方便可直接与火控系统接口电子定时器：是利用数字电路或模拟电子电路实现计时的定时器，功能：（1）接收和储存由装定装置根据战术要求而置入的时间信息，（2）从发射周期开始计时按储存的时间信息适时输出起爆信号或延期接电信号。
按计时方式分为数字式电子定时器、模拟式电子计时器；数字式电子计时器按信息储存方式分为非易失性存储器数字式电子计时器和易失性存储器数字式电子计时器。
按装定方式分为有线装定数字式电子计时器和遥控装定数字式电子计时器电子定时器特点：（1）精度高，作用时间长，（2）不存在活动部件，（3）容易与设计指挥仪连用，（4）体积小、质量轻，（5）装定迅速、可靠，可进行无损检测和询问电子时间引信与电子手表的区别：电子手表由振荡器、分频器、计数器、译码输入输出控制器、显示器和校表开关组成，电子时间引信由振荡器、分频器、存储计数器、电子安全电路、发火电路、接口与时序逻辑电路、电源、升压电路以及机械保险、传爆序列组成，在电路上电子时间引信比较简单，在接卸结构上较复杂电子时间引信的特殊要求：（1）要满足武器系统对装定间隔和安全作用时间的要求，（2）装定操作时间要满足武器系统的要求，（3）计时精度要符合战术技术要求，（4）允许的装定方式和是否允许的不断电存储装定信息是选择电路类型和存储器的依据，（5）电源与其激活的快慢要与引信的时间精度要求要适应否则电源激活太慢会带来不允许的时间误差，精度是选择电源的依据，（6）火控计算机的输出特性及其对引信输入接口的要求装定装置：是对引信作用方式、作用时间和技术参数进行选择和调整的装置。