CN108195237B - 一种弹上综合控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹上综合控制系统，是一种具备可扩展、可重构能力的系统。该系统包括底板以及插接在底板上的模块。底板采用设定的总线通信协议标准实现插接在底板上的模块之间的数据交互。插接在底板上的模块包括：IO接口模块，获取弹上传感器的传感信号送入底板；IO接口模块，获取弹上导引头的目标信息送入底板；获取舵机控制信号驱动弹上舵机。射频基带模块，用于进行射频信号的发射与接收。信息处理模块对目标信息进行处理，处理结果发送至底板。综合控制模块获取传感信号、射频接收信号以及目标信息的处理结果，处理获得弹上状态信息，得到射频发射信号和舵机控制信号送入底板。

Description

一种弹上综合控制系统

技术领域

本发明涉及弹上控制技术领域，具体涉及一种弹上综合控制系统。

背景技术

以新一代远程超音速空面导弹为代表的导弹武器系统，担负着远程精确打击高价值地面目标和舰船目标的作战使命，与以往超音速导弹相比，其整体战技指标大幅提升，例如：为了实现多发联装作战使命要求，针对弹体长度、挂装方式、弹径尺寸等方面，提出了小型化、标准化、多用途等严格的约束条件；另一方面，在严格的包络尺寸限制约束条件下，为了满足远程打击、精确制导等关键指标，武器系统采用了惯性、卫星、天文、载机等多种自主和辅助导航方式，根据不同作战任务使命要求，武器系统需要开展航迹规划、惯性/卫星组合导航、雷达景象匹配定位、红外成像导引头制导等复杂作战过程，这些都要求导弹具有先进的信息获取和融合处理能力、高实时的态势感知能力、快速的目标定位及识别能力、精确的目标寻的能力、先进的信息融合能力及辅助决策能力等。

因此，新一代导弹武器装备弹上设备采用小型化、一体化设计，从而质量体积更小，减小设备占用空间，与现有水平相比，体积和重量大幅降低，同时一体化综合架构的高度集成化提升了弹上设备的性能，为提升武器系统有效载荷和实现作战使命要求，提供有力的技术体制保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种弹上综合控制系统，是一种具备可扩展、可重构能力的系统。

本发明所提供的一种弹上综合控制系统，包括底板以及插接在底板上的模块。

插接在底板上的模块包括：输入输出IO接口模块、射频基带模块、信息处理模块以及综合控制模块。

底板采用设定的总线通信协议标准实现插接在底板上的模块之间的数据交互。

IO接口模块，具备传感器插接口，用于连接弹上传感器，获取弹上传感器采集的传感信号，将传感信号转换为符合底板的总线通信协议标准之后送入底板；IO接口模块，还具备弹上导引头插接口，用于连接弹上导引头，获取弹上导引头采集的目标信息送入底板；IO接口模块从底板获取舵机控制信号，转换为舵机驱动电流；IO接口模块，还具备舵机插接口，用于连接弹上舵机的驱动端，输出舵机驱动电流以驱动弹上舵机。

射频基带模块，配置用于通过星上接收通道获取射频接收模拟信号，对射频接收模拟信号进行处理得到射频接收数字信号，送入底板；射频基带模块，还配置用于从底板上获取射频发射数字信号，对射频发射数字信号进行处理得到射频发射模拟信号，通过星上发射通道进行射频发射。

信息处理模块，配置用于对从底板获取的目标信息采用预先设置的目标信息处理方法进行处理，目标信息的处理结果发送至底板。

综合控制模块，配置用于从底板获取传感信号、射频接收数字信号以及目标信息的处理结果，处理获得弹上状态信息，并生成射频发射数字信号送入底板；综合控制模块，还配置用于根据弹上状态信息，处理生成舵机控制信号送入底板。

进一步地，底板符合VPX总线协议标准，插接在底板上的模块符合VPX总线协议标准，尺寸为6U。

进一步地，弹上传感器包括如下项中的一种或多种：

红外传感器、惯导传感器以及大气传感器。

进一步地，弹上导引头采集的目标信息包括：相控阵雷达信号以及图形匹配信号。

进一步地，射频接收模拟信号包括导航信号和数据链通信信号；射频接收模拟信号频率范围为70MHz～6GHz。

射频基带模块，配置用于对射频接收模拟信号进行如下处理：通过一级数字控制本振进行下变频处理得到基带信号，对基带信号进行模拟数字转换、以及滤波放大处理后得到射频接收数字信号。

射频基带模块，配置用于对射频发射模拟信号进行如下处理：通过一级数字控制本振进行上变频处理后、再进行数字模拟转换得到射频发射数字信号。

一级数字控制本振频率为12GHz。

进一步地，信息处理模块，预先设置目标信息处理方法，目标信息处理方法用于获取目标的位置信息。

进一步地，插接在底板上的模块还包括电源模块。

电源模块，配置用于将弹上电池的电流转换为其他各模块模块适用的电流，并通过底板给其他各模块供电。

有益效果：

1)本发明用于解决目前弹上综合电子系统功能密度低、通用化程度差低的问题，本发明采用通用化的底板，并将各模块作为底板插接件进行设计，实现了弹上综合控制系统的标准化、模块化，因此具备可扩展、可重构的能力；本发明提供的弹上综合控制系统能够满足不同大小、不同功能的弹载综合电子系统的需求，因此提高了弹上综合控制系统的功能密度和通用化程度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的弹上综合控制系统的组成结构框图。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

图1示出了本发明实施例提供的弹上综合控制系统的组成结构框图。参考图1，本发明提供了一种弹上综合控制系统，其特征在于，包括底板以及插接在底板上的模块。

插接在底板上的模块包括：输入输出IO接口模块、射频基带模块、信息处理模块以及综合控制模块；本发明实施例中，底板符合VPX总线协议标准，插接在底板上的模块符合VPX总线协议标准，尺寸为6U。

底板采用设定的总线通信协议标准实现插接在底板上的模块之间的数据交互。

本系统中，采用标准化、模块化设计，即采用标准的互连技术、标准的物理接口、标准的底板等。标准化设计可以使系统具有更好的通用性和互换性，提高系统的可靠性，便于系统对外的进行数据传递。在标准化的基础上，将多种独立功能设计为相对独立的功能模块，如IO接口模块、射频基带模块、信息处理模块以及综合控制模块，并定义尽量完善的功能模块以满足整个处理平台的需求。整个系统由可编程的标准模块构成，可以通过对模块的编程适应不同应用的需求、通过模块数量的扩展适应不同处理量的需求。

模块化设计如下：

IO接口模块，具备传感器插接口，用于连接弹上传感器，获取弹上传感器采集的传感信号，将传感信号转换为符合底板的总线通信协议标准之后送入底板。本发明实施例中为了实现标准化设计，其中的传感器插接口采用标准化的物理接口，标准化设计可以使软硬件模块具有更好的通用性和互换性，提高处理平台的可靠性，便于平台对外的数据接口。

如图1所示，本发明实施例中，弹上传感器包括如下项中的一种或多种：红外传感器、惯导传感器以及大气传感器。

IO接口模块，还具备弹上导引头插接口，用于连接弹上导引头，获取弹上导引头采集的目标信息送入底板；IO接口模块从底板获取舵机控制信号，转换为舵机驱动电流；IO接口模块，还具备舵机插接口，用于连接弹上舵机的驱动端，输出舵机驱动电流以驱动弹上舵机。

本发明实施例中，弹上导引头采集的目标信息包括：相控阵雷达信号以及图形匹配信号。可以通过该两种信号进行一定的处理得到目标的位置信息。

射频基带模块，配置用于通过星上接收通道获取射频接收模拟信号，对射频接收模拟信号进行处理得到射频接收数字信号，送入底板；射频基带模块，还配置用于从底板上获取射频发射数字信号，对射频发射数字信号进行处理得到射频发射模拟信号，通过星上发射通道进行射频发射。

本发明实施例中，射频接收模拟信号包括导航信号和数据链通信信号；射频接收模拟信号频率范围为70MHz～6GHz。

射频基带模块，配置用于对射频接收模拟信号进行如下处理：通过一级数字控制本振进行下变频处理得到基带信号，对基带信号进行模拟数字转换、以及滤波放大处理后得到射频接收数字信号。

射频基带模块，配置用于对射频发射模拟信号进行如下处理：通过一级数字控制本振进行上变频处理后、再进行数字模拟转换得到射频发射数字信号；

本发明实施例中，一级数字控制本振频率为12GHz。

信息处理模块，配置用于对从底板获取的目标信息采用预先设置的目标信息处理方法进行处理，目标信息的处理结果发送至底板。

本发明实施例中，信息处理模块，预先设置目标信息处理方法，目标信息处理方法用于获取目标的位置信息。

综合控制模块，配置用于从底板获取传感信号、射频接收数字信号以及目标信息的处理结果，处理获得弹上状态信息，并生成射频发射数字信号送入底板；综合控制模块，还配置用于根据弹上状态信息，处理生成舵机控制信号送入底板。

综合控制模块的主要功能是在弹上计算机的统一管理下对各模块进行统一的配置与管理，以实现具体的功能，如导航、测控、中继等。在导弹飞行时，分布式任务计算机检测任务各功能模块的工作状态，根据作战任务需求并结合传感器信息控制调度资源。资源调度和控制的核心在于快速精确掌握系统内各个功能模块的工作状态，合理配置信号分选处理资源。

本发明所提供的系统具备可扩展能力，即可以通过增加或删除某个模块，从而带来功能或者能力的增加或减少。将系统设计成独立的功能模块组合，模块之间通过标准接口和具有开放可扩展性的互连网络连接，可以使得处理平台对具备标准接口的功能模块(包括第三方标准功能模块)具有良好的可扩展性。例如本发明实施例中，插接在底板上的模块还包括电源模块；电源模块，配置用于将弹上电池的电流转换为其他各模块模块适用的电流，并通过底板给其他各模块供电。

本发明的模块化设计和可扩展的互连结构，可以确保弹上综合控制系统具有可重构特性。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种弹上综合控制系统，其特征在于，包括底板以及插接在底板上的模块；

所述插接在底板上的模块包括：输入输出IO接口模块、射频基带模块、信息处理模块以及综合控制模块；

所述底板采用设定的总线通信协议标准实现所述插接在底板上的模块之间的数据交互；

所述输入输出IO接口模块，具备传感器插接口，用于连接弹上传感器，获取所述弹上传感器采集的传感信号，将所述传感信号转换为符合所述底板的总线通信协议标准之后送入所述底板；所述输入输出IO接口模块，还具备弹上导引头插接口，用于连接弹上导引头，获取弹上导引头采集的目标信息送入所述底板；所述输入输出IO接口模块从所述底板获取舵机控制信号，转换为舵机驱动电流；所述输入输出IO接口模块，还具备舵机插接口，用于连接弹上舵机的驱动端，输出舵机驱动电流以驱动所述弹上舵机；

所述射频基带模块，配置用于通过星上接收通道获取射频接收模拟信号，对所述射频接收模拟信号进行处理得到射频接收数字信号，送入所述底板；所述射频基带模块，还配置用于从所述底板上获取射频发射数字信号，对所述射频发射数字信号进行处理得到射频发射模拟信号，通过星上发射通道进行射频发射；

所述信息处理模块，配置用于对从所述底板获取的所述目标信息采用预先设置的目标信息处理方法进行处理，所述目标信息的处理结果发送至所述底板；

所述综合控制模块，配置用于从所述底板获取所述传感信号、所述射频接收数字信号以及所述目标信息的处理结果，处理获得弹上状态信息，并生成射频发射数字信号送入所述底板；所述综合控制模块，还配置用于根据所述弹上状态信息，处理生成舵机控制信号送入所述底板。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述底板符合VPX总线协议标准，所述插接在底板上的模块符合VPX总线协议标准，尺寸为6U。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹上传感器包括如下项中的一种或多种：

红外传感器、惯导传感器以及大气传感器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹上导引头采集的目标信息包括：相控阵雷达信号以及图形匹配信号。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射频接收模拟信号包括导航信号和数据链通信信号；所述射频接收模拟信号频率范围为70MHz～6GHz；

所述射频基带模块，配置用于对所述射频接收模拟信号进行如下处理：通过一级数字控制本振进行下变频处理得到基带信号，对所述基带信号进行模拟数字转换、以及滤波放大处理后得到所述射频接收数字信号；

所述射频基带模块，配置用于对所述射频发射数字信号进行如下处理：通过一级数字控制本振进行上变频处理后、再进行数字模拟转换得到所述射频发射模拟信号；

所述一级数字控制本振频率为12GHz。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息处理模块，预先设置目标信息处理方法，所述目标信息处理方法用于获取目标的位置信息。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述插接在底板上的模块还包括电源模块；

所述电源模块，配置用于将弹上电池的电流转换为其他各模块适用的电流，并通过底板给其他各模块供电。