CN106338223A - 一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹，包括弹体、炸药、风帽、弹底引信、弹带和安装于风帽处的信标结构，所述信标结构包括信标体、超宽带标签、储备式化学电池和接线板；信标体旋入弹体，超宽带标签通过聚氨酯电子灌封料塑封于信标体和风帽组成的电子头室中而成，储备式化学电池安装于信标体下部并与超宽带标签电连接，接线板位于电池下部，用于连接超宽带标签引出导线和电池输出线。本发明通过在弹丸风帽部分加装超宽带电子标签，用于发射无线精确定位和身份识别的UWB信号，从而实现弹炮射击时脱靶量的精确测量与弹道的精确估计。

Description

一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹
技术领域
本发明属于弹道估计技术领域，更具体地，涉及一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹。
背景技术
在采用超宽带技术进行弹道估计与定位时，要求在目标弹丸的头部风帽中加装集成了UWB无线电子标签，此类弹丸称之为信标弹。
在弹丸无线定位问题中，常用的弹载信标为GPS和北斗信标，两种信标在使用时均需向国家申报，费时费力，且GPS和北斗需要搜星等较长的启动准备过程，不适合短时间弹丸飞行定位，此外，GPS与北斗信标体积大，极易改变弹丸的弹道特性，造成测量结果不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹，通过在弹丸风帽部分加装超宽带(UWB)电子标签，用于发射无线精确定位和身份识别的UWB信号，从而实现弹炮射击时脱靶量的精确测量与弹道的精确估计。
为了实现本发明技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹，包括弹体、炸药、风帽、弹底引信和弹带，风帽、炸药和弹底引信分别安装于弹体的前端、中部和底部，弹带安装于弹底引信上部，还包括安装于所述风帽处的信标结构，所述信标结构包括信标体、超宽带标签、储备式化学电池和接线板；信标体旋入弹体，超宽带标签通过聚氨脂电子灌封料塑封于信标体和风帽组成的电子头室中而成，储备式化学电池安装于信标体下部并与超宽带标签电连接，接线板位于电池下部，用于连接超宽带标签引出导线和电池输出线。
进一步地，所述超宽带标签包括超宽带天线、反射板和电子线路，超宽带天线和反射板通过电子线路进行连接、反射板可以起到聚焦信号、屏蔽干扰的作用，从而提高超宽带天线接收信号的灵敏度。
进一步地，超宽带天线直径为30mm-33mm，反射板和天线间的距离为3mm-5mm。
进一步地，所述信标体上开有灌料孔，用于向电子头室注入聚氨脂电子灌封料；
进一步地，所述信标体、储备式化学电池、接线板之间设有定位止转机构，用于保证各零部件不会发生相对转动和错位。
进一步地，所述储备式化学电池的标称电压为30V，负载为80mA，工作时间不小于150秒。
进一步地，所述风帽采用改性聚笨醚塑料。
本发明的有益技术效果体现在：
在弹丸风帽部分加装超宽带(UWB)电子标签，利用UWB标签产生和发送纳秒或亚纳秒级极窄脉冲的无线电发射能力和具有GHz量级的带宽，抗干扰、功耗低、穿透力强的优点可有效提高靶场的定位精度，且由于UWB标签体积较小，对弹丸的形态、体积、重量及重心的变化影响较小，此外，UWB信标发射信号过程中可提供有效的身份识别信号，便于多弹齐发时靶场进行有效记录。
附图说明
图1(a)是原型弹丸整体结构图，图1(b)是本发明加装信标的弹丸整体结构图；
图2是信标结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明信标弹的设计满足以下条件：
(1)弹丸外型、质量不变，质心位置、极轴转动惯量和赤道转动惯量应改变很少，以保证和原型弹内外弹道特性一致，能和原型弹通用射表；
(2)弹丸结构强度、装药安定性满足使用要求；信标弹作用时的爆烟应和原型弹基本相似；
(3)信标弹威力可以适当降低，且不作考核；
(4)对原型弹改动尽可能小，便于加工；
(5)信标结构，包括对UWB标签的加固要满足发射强度、环境、储存、运输、勤务等要求；
(6)信标结构设计和标签的加固要满足透波的要求，对标签的方向图不能有明显的影响；
(7)尽量采用成熟技术和工艺；
(8)信标的长期储存性和电磁兼容性也应满足相应要求。
如图1(a)所示，本发明所采用的原型弹弹丸包括弹体1、炸药2、风帽3、弹底引信4和弹带5。风帽3通过滚压装配到弹体1的前端，炸药2安装于弹体1的中部，弹底引信4安装于弹体1的底部，弹带5的安装于弹底引信4上部。
本发明仅需对原型弹弹丸头部结构进行修改设计即可满足信标弹的功能要求，重点在于信标的设计与加装。如图1(b)所示，本发明在风帽3处加装了信标结构6。
如图2所示，信标结构6包括信标体61、超宽带(UWB)标签62、储备式化学电池63和接线板64。
其中，信标体61由低碳钢制造，用于安装固定信标的其它零部件，信标体61的下端用标准的中大口径火炮用弹头引信螺纹联接弹体，其中信标体外螺纹为特M50.754×2.117，对应的弹口内螺纹为特M50.8×2.117，信标体旋入弹体深度为22.9mm。UWB标签62用聚氨脂电子灌封料塑封(固化)在由信标体61和风帽3组成的电子头室中。信标能源选用中大口径加榴炮无线电近炸引信和时间引信中大量使用的储备式化学电池63，储备式化学电池63安装于信标体61下部，发射时电池由后坐和离心双环境力激活，其尺寸为φ39×25.7，标称电压30V，负载80mA，工作时间不小于150秒，环境适应性满足GJB573A-1998《引信环境与性能试验方法》的相关要求，完全能满足使用要求。接线板64位于电池63下部，用于连接UWB标签引出导线和电池输出线。通过压螺65用于固定电池63和接线板64。风帽3由透波性能良好的改性聚笨醚等塑料制造。
超宽带标签由超宽带天线、反射板、电子线路组成。超宽带天线和反射板通过电子线路进行连接、反射板可以起到聚焦信号、屏蔽干扰的作用，从而提高超宽带天线接收信号的灵敏度。超宽带天线直径不小于30mm(最佳直径约33mm)，反射板和天线距离5mm，电子线路由两块电路板组成，天线、反射板和两块电路板由立柱连接成整体，整个UWB标签用螺钉固定在信标体上的突台上，UWB标签的电源线和测试线穿过信标体上的过线孔和储备式化学电池侧面的过线槽在电池下面的接线板上与电池输出线相连接。信标体中间的隔板上有灌封用的进料口。信标体外表面设计有标准的扳手槽，便于紧固。信标采用整体密封设计，以满足环境适应性和长期储存性的要求。综合考虑外形、各零部件尺寸、参照相关标准、采用无线电引信的成熟设计结构和参数等。信标体和风帽外形严格按照原型的弹头部外形设计。
信标装备过程：UWB标签用螺钉固定在信标体上端，其引出导线由信标体上的过线孔穿到本体下面，安装风帽，通过滚压联结风帽和信标体；通过信标体隔板上的灌料孔向电子头室注入一定的灌封料(灌封密度取0.4克/立方厘米左右)，加温固化；安装电池，安装接线板并焊接引出导线，旋入压螺固定接线板和电池。其中本体和电池及接线板之间都设计有定位止转机构，保证各零部件不会发生相对转动和错位。
信标工作过程：当弹体1发射时，信标体61中的天线通过反射板准确接收地面控制基站发送的“启动定位”指令，然后由超宽带标签62发出脉冲，该脉冲再经由天线对靶场地面基站进行辐射，从而实现弹丸与地面靶场的交互，其中，由储备式化学电池63为信标工作供电。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于超宽带无线检靶系统的信标弹，包括弹体(1)、炸药(2)、风帽(3)、弹底引信(4)和弹带(5)，风帽(3)、炸药(2)和弹底引信(4)分别安装于弹体(1)的前端、中部和底部，弹带(5)安装于弹底引信(4)上部，其特征在于，还包括安装于所述风帽(3)处的信标结构(6)，所述信标结构(6)包括信标体(61)、超宽带标签(62)、储备式化学电池(63)和接线板(64)；信标体(61)旋入弹体(1)，超宽带标签(62)通过聚氨脂电子灌封料塑封于信标体(61)和风帽(3)组成的电子头室中而成，储备式化学电池(63)安装于信标体(61)下部并与超宽带标签(62)电连接，接线板(64)位于电池(61)下部，用于连接超宽带标签引出导线和电池输出线。
2.如权利要求1所述的用于超宽带无线检靶系统的信标弹，其特征在于，所述超宽带标签(62)包括超宽带天线、反射板和电子线路，超宽带天线和反射板通过电子线路进行连接、反射板可以起到聚焦信号、屏蔽干扰的作用，从而提高超宽带天线接收信号的灵敏度。
3.如权利要求2所述的用于超宽带无线检靶系统的信标弹，其特征在于，所述超宽带天线直径为30mm-33mm，反射板和天线间的距离为3mm-5mm。
4.如权利要求2所述的用于超宽带无线检靶系统的信标弹，其特征在于，所述信标体(61)上开有灌料孔，用于向电子头室注入聚氨脂电子灌封料。
5.如权利要求2或3或4所述的用于超宽带无线检靶系统的信标弹，其特征在于，所述信标体(61)、储备式化学电池(63)、接线板(64)之间设有定位止转机构，用于保证各零部件不会发生相对转动和错位。
6.如权利要求1或2或3或4所述的用于超宽带无线检靶系统的信标弹，其特征在于，所述储备式化学电池(63)的标称电压为30V，负载为80mA，工作时间不小于150秒。
7.如权利要求1或2或3或4所述的用于超宽带无线检靶系统的信标弹，其特征在于，所述风帽(3)采用改性聚笨醚塑料。
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