CN110686573A - 一种近炸引信探测器 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种近炸引信探测器，所述混频器，用于对所述射频发射接收模块输出的目标回波信号和分流出的发射信号混频处理；所述滤波器，用于对所述混频器输出的中频信号进行处理，并选择需要的第N次谐波信号；所述中频放大器，用于对所述滤波器输出的谐波信号进行放大输出；所述抗干扰模块，用于对所述中频放大器输出的谐波信号进行大信号闭锁，浮动门限自适应和频率检测处理；所述信号调理模块，用于对所述抗干扰模块输出的信号进行带通滤波放大；所述目标识别模块，用于识别、计算以及提取目标信号；所述点火输出模块，用于打开控制开关，输出点火信号。达到近炸引信探测器能够抗外部干扰、可靠识别目标与炸点的目的。

Description

一种近炸引信探测器

技术领域

发明涉及近炸引信用毫米波探测领域，尤其涉及一种近炸引信探测器。

背景技术

目前近炸引信是属于引信中的一种，主要由探测装置、安全解保系统(简称安全系统)、点火执行系统组成。按照探测装置的分类，探测器可分为无线电探测器、激光探测器、红外探测器等，无线电探测器属于传统的目标探测器且目前应用广泛，具有探测距离远近可设置的特点，无线电探测器根据工作频段，又可分为米波、厘米波、毫米波探测器，实际工程应用根据应用环境、探测距离与精度确定工作波长与信号功率。毫米波探测器在民用行业领域应用也广泛，如车载测距雷达、自适应巡航功能等。

但无线电信号存在被外部自然环境、敌方有源欺骗等干扰，需进一步提高目标识别的可靠性。

发明内容

为了克服无线电探测现有技术中存在的缺陷，发明的目的是提供一种抗外部干扰、可靠识别目标与炸高的近炸引信探测器。

为实现上述目的，发明采用的一种近炸引信探测器，包括射频发射接收模块、混频器、滤波器、中频放大器、抗干扰模块、信号调理模块、目标识别模块和点火输出模块；

所述混频器的输入端与所述射频发射接收模块连接，用于对所述射频发射接收模块输出的目标回波信号和分流出的发射信号进行混频处理，并将中频信号进行输出；

所述滤波器的输入端与所述混频器的输出端连接，用于对所述混频器输出的中频信号进行处理，并选择需要的第N次谐波信号，进行输出；

所述中频放大器的输入端与所述滤波器的输出端连接，用于对所述滤波器输出的谐波信号进行放大输出；

所述抗干扰模块的输入端与所述中频放大器的输出端连接，用于对所述中频放大器输出的谐波信号进行大信号闭锁，浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号进行输出；

所述信号调理模块的输入端与所述抗干扰模块的输出端连接，用于对所述抗干扰模块输出的信号进行带通滤波放大，并进行信号输出；

所述目标识别模块的输入端与所述信号调理模块的输出端连接，用于对所述信号调理模块输出信号进行整流积分、积分和比较处理，识别、计算以及提取目标信号，并进行输出；

所述点火输出模块的输入端与所述目标识别模块的输出端连接，用于根据所述目标识别模块的输出信号，打开控制开关，输出点火信号。

其中，所述射频发射接收模块包括射频发射接收单元、微带天线和双频振荡电路，所述射频发射接收单元的输入端和输出端与所述微带天线连接，所述射频发射接收单元的另一输出端与所述混频器的输入端连接；所述双频振荡电路组成23GHz～27GHz的工作频段。

其中，所述混频器对23.5GHz～26.5GHz的工作频段的信号进行混频处理，且保证频率响应度的大小。

其中，所述滤波器对所述混频器输出的多次谐波信号进行滤波，输出需要的第N次谐波分量。

其中，所述中频放大器的频率响应度满足信号运算需求。

其中，所述抗干扰模块包括锁存器和第一比较器，所述锁存器的输入端与所述中频放大器的输出端连接，所述锁存器的输出端与所述第一比较器的输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述信号调理模块的输入端连接；

所述锁存器用于将所述中频放大器输出的谐波信号进行大信号闭锁；

所述第一比较器用于接收所述锁存器输出的信号，并进行浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号传输至信号调理模块。

其中，所述信号调理模块包括带通滤波器和运算放大器，所述带通滤波器的输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述带通滤波器的输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述目标识别模块的输入端连接；

所述带通滤波器用于对所述第一比较器比较处理后的信号进行带通滤波；

所述运算放大器用于对带通滤波后的信号进行放大处理，并将放大处理后的信号传输至所述目标识别模块。

其中，所述目标识别模块包括整流器、积分电路和第二比较器，所述整流器的输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述整流器的输出端与所述积分电路的输入端连接，所述积分电路的输出端与所述第二比较器的输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述点火输出模块电性连接；

所述整流器用于对所述运算放大器放大处理后的信号进行整流；

所述积分电路用于对整流后的信号进行积分；

所述第二比较器用于对积分后的信号进行比较处理，提取目标信号，识别目标，并将目标信号传输至所述点火输出模块。

其中，所述点火输出模块根据所述第二比较器输出的目标信号打开近炸信号输出开关，输出近炸信号，输出开关为电压型驱动MOSFET场效应管。

其中，所述点火输出模块的输出端连接外部的安全系统或单片机。

发明的一种近炸引信探测器，通过所述混频器，用于对所述射频发射接收模块输出的目标回波信号和分流出的发射信号进行混频处理，并将中频信号进行输出；所述滤波器，用于对所述混频器输出的中频信号进行处理，并选择需要的第N次谐波信号，进行输出；所述中频放大器，用于对所述滤波器输出的谐波信号进行放大输出；所述抗干扰模块，用于对所述中频放大器输出的谐波信号进行大信号闭锁，浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号进行输出；所述信号调理模块，用于对所述抗干扰模块输出的信号进行带通滤波放大，并进行信号输出；所述目标识别模块，用于对所述信号调理模块输出信号进行整流积分、积分和比较处理，识别、计算以及提取目标信号，并进行输出；所述点火输出模块，用于根据所述目标识别模块的输出信号，打开控制开关，输出点火信号。获得近炸引信探测器能够抗外部干扰、可靠识别目标与炸高的效果。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是发明的近炸引信探测器的系统框图。

图2是发明的信号处理及目标识别原理框图。

图3是发明的射频发射模块的结构组成框图。

图4是发明的抗干扰模块的结构组成框图。

图5是发明的信号调理模块的结构组成框图。

图6是发明的目标识别模块的结构组成框图。

100-近炸引信探测器、10-射频发射接收模块、11-射频发射接收单元、12-微带天线、13-双频振荡电路、20-混频器、30-滤波器、40-中频放大器、50-抗干扰模块、51-锁存器、52-第一比较器、60-信号调理模块、61-带通滤波器、62-运算放大器、70-目标识别模块、71-整流器、72-积分电路、73-第二比较器、80-点火输出模块。

具体实施方式

下面详细描述发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释发明，而不能理解为对发明的限制。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1至图6，发明提供了一种近炸引信探测器100，包括射频发射接收模块10、混频器20、滤波器30、中频放大器40、抗干扰模块50、信号调理模块60、目标识别模块70和点火输出模块80；

所述混频器20的输入端与所述射频发射接收模块10连接，用于对所述射频发射接收模块10输出的目标回波信号和分流出的发射信号进行混频处理，并将中频信号进行输出；

所述滤波器30的输入端与所述混频器20的输出端连接，用于对所述混频器20输出的中频信号进行处理，并选择需要的第N次谐波信号，进行输出；

所述中频放大器40的输入端与所述滤波器30的输出端连接，用于对所述滤波器30输出的谐波信号进行放大输出；

所述抗干扰模块50的输入端与所述中频放大器40的输出端连接，用于对所述中频放大器40输出的谐波信号进行大信号闭锁，浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号进行输出；

所述信号调理模块60的输入端与所述抗干扰模块50的输出端连接，用于对所述抗干扰模块50输出的信号进行带通滤波放大，并进行信号输出；

所述目标识别模块70的输入端与所述信号调理模块60的输出端连接，用于对所述信号调理模块60输出信号进行整流积分、积分和比较处理，识别、计算以及提取目标信号，并进行输出；

所述点火输出模块80的输入端与所述目标识别模块70的输出端连接，用于根据所述目标识别模块70的输出信号，打开控制开关，输出点火信号。

在本实施方式中，所述射频发射接收模块10输出目标回波信号，以及分流处发射信号，然后将其传输至所述混频器20，所述混频器20型号为 PE4150MLAB-Z，所述混频器20接收所述射频发射接收模块10输出的目标回波信号和分流出的发射信号，并进行混频处理，并将处理后的中频信号传输至所述滤波器30，所述滤波器30型号为DAC3-30A，所述滤波器30接收所述混频器20输出的中频信号，并对其进行滤波处理，然后选择需要的第N次谐波信号，传输至所述中频放大器40，所述中频放大器40的型号为SN65LV1021DB，所述中频放大器40对所述滤波器30输出的谐波信号进行放大，并将放大后的谐波信号传输至所述抗干扰模块50，所述抗干扰模块50接收到所述谐波信号后，进行大信号闭锁，浮动门限自适应和频率检测处理，以此提高了炸高设置的通用性，并将处理后的信号进行输出，且传输至所述信号调理模块60，以此对所述抗干扰模块50输出的信号进行带通滤波放大，并将带通滤波放大后的信号传输至所述目标识别模块70；所述目标识别模块70对所述信号调理模块60输出信号进行整流积分、积分和比较处理，识别、计算以及提取目标信号，然后将提取出的目标信号传输至所述点火输出模块80，所述点火输出模块80打开控制开关，输出点火信号，其中点火信号可直接或间接用于安全系统近炸决策用，通过所述射频发射接收模块10、所述混频器20、所述滤波器30、所述中频放大器40、所述抗干扰模块50、所述信号调理模块60、所述目标识别模块70和所述点火输出模块80共同配合，采用模块化、集成化设计，大幅度提高了近炸引信探测器的稳定性，近炸引信探测器能够抗外部干扰，可靠识别目标与炸高，因此可直接应用于无线电近炸引信、汽车高速测距等场合电路设计，具有良好的发展前景。

进一步地，所述射频发射接收模块10包括射频发射接收单元11、微带天线 12和双频振荡电路13，所述射频发射接收单元11的输入端和输出端与所述微带天线12连接，所述射频发射接收单元11的另一输出端与所述混频器20的输入端连接；所述双频振荡电路13组成23GHz～27GHz的工作频段。

在本实施方式中，所述双频振荡电路13与所述射频发射接收单元11连接，所述双频振荡电路13产生振荡信号，且振荡信号通过所述微带天线12发射至目标，经过目标反射回来后，传输至所述射频发射接收单元11进行处理，其中将所述双频振荡电路13的振荡信号的振荡频率设置为23GHz～27GHz，具有合适的大气适应窗口，可提高抗自然环境能力，进而提高炸引信探测器抗外部干扰能力。

进一步地，所述混频器20对23.5GHz～26.5GHz的工作频段的信号进行混频处理，且保证频率响应度的大小。

在本实施方式中，利用所述混频器20对23.5GHz～26.5GHz的工作频段的信号进行混频处理，且频率响应度不应过大，其中利用频率响应度来衡量放大电路对不同频率信号适应能力，以此提高近炸引信探测器的稳定性。

进一步地，所述滤波器30对所述混频器20输出的多次谐波信号进行滤波，输出需要的第N次谐波分量。

在本实施方式中，所述滤波器30接收到所述混频器20输出的多次谐波信号后，对多次谐波信号进行滤波处理，经过滤波处理后得到有用的第N次谐波分量，并将有用的谐波分量传输至所述中频放大器40。

进一步地，所述中频放大器40的频率响应度满足信号运算需求。

在本实施方式中，所述中频放大器40接受到所述滤波器30传输的有用的谐波分量信号时，所述中频放大器40放大谐波分量信号，并进行选频，即保证放大的是中频信号，以此将所述混频器20输出的信号进行大幅度提升，且所述中频放大器40的频率响应度满足信号运算需求，进而提升近炸引信探测器的接收信号的准确性及稳定性。

进一步地，所述抗干扰模块50包括锁存器51和第一比较器52，所述锁存器51的输入端与所述中频放大器40的输出端连接，所述锁存器51的输出端与所述第一比较器52的输入端连接，所述第一比较器52的输出端与所述信号调理模块60的输入端连接；

所述锁存器51用于将所述中频放大器40输出的谐波信号进行大信号闭锁；

所述第一比较器52用于接收所述锁存器51输出的信号，并进行浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号传输至信号调理模块60。

在本实施方式中，放大后的谐波信号传输至所述锁存器51，所述锁存器51 型号为SN74LVC573AN，所述锁存器51对所述中频放大器40输出的谐波信号进行大信号闭锁，保证信号不会丢失，然后再将信号传输至所述第一比较器52，所述第一比较器52型号为SN74LS688N，所述第一比较器52接收到信号后，进行浮动门限自适应和频率检测处理，然后传输至所述信号调理模块60，该方式的电路设计易实现，且成本低，而且还能够提高炸高设置的通用性。

进一步地，所述信号调理模块60包括带通滤波器61和运算放大器62，所述带通滤波器61的输入端与所述第一比较器52的输出端连接，所述带通滤波器61的输出端与所述运算放大器62的输入端连接，所述运算放大器62的输出端与所述目标识别模块70的输入端连接；

所述带通滤波器61用于对所述第一比较器52比较处理后的信号进行带通滤波；

所述运算放大器62用于对带通滤波后的信号进行放大处理，并将放大处理后的信号传输至所述目标识别模块70。

所述目标识别模块70包括整流器71、积分电路72和第二比较器73，所述整流器71的输入端与所述运算放大器62的输出端连接，所述整流器71的输出端与所述积分电路72的输入端连接，所述积分电路72的输出端与所述第二比较器73的输入端连接，所述第二比较器73的输出端与所述点火输出模块80电性连接；

所述整流器71用于对所述运算放大器62放大处理后的信号进行整流；

所述积分电路72用于对整流后的信号进行积分；

所述第二比较器73用于对积分后的信号进行比较处理，提取目标信号，识别目标，并将目标信号传输至所述点火输出模块80。

在本实施方式中，所述带通滤波器61型号为CF61A4801C，所述运算放大器62型号为CF61A4801C，所述带通滤波器61接收到所述第一比较器52输出的信号后，所述带通滤波器61对信号进行带通滤波，带通滤波是指允许特定频段的波通过，同时屏蔽其他频段的波，之后所述运算放大器62对带通滤波后的信号进行放大处理，并将放大处理后的信号传输至所述目标识别模块70。

所述整流器71型号为DB154，所述第二比较器73型号为SN74LS682N，所述第二比较器73选用高速器件以满足低炸高时的响应度要求，所述整流器71 接收到经过所述运算放大器62处理后的信号后，对信号进行整流，整流后的信号传输至所述积分电路72，用于信号中的波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制中的积分补偿，然后将其传输至所述第二比较器73，所述第二比较器73对含丰富目标信息的信号进行识别，提取有效信息，降低近炸引信探测器误动作可能性，以便于能够可靠识别目标与炸高。

其中所述信号调理模块60和所述目标识别模块70的具体原理如下：

所述滤波器30输出QF多普勒信号分为两路进行处理，一路进入大信号闭锁电路完成雷达干扰识别，大信号闭锁识别判断后输出是能作用于比较起使能端，完成所述第二比较器73比较功能锁定控制；另一路进入所述带通滤波器61 后，输出低频目标信号，低频目标信号经过所述运算放大器62A后分成两个支路进行处理，一支路经过幅值积分得到U1信号，U1信号作用于所述第二比较器73同相输入端，另一支路经过所述运算放大器62B后，输出信号经过延时器延时，延时器输出信号再经过幅值积分处理，输出信号U2，U2信号作用于所述第二比较器73反相输入端，当这两支路数值相等(U1＝U2)时，表示弹目距离达到了炸高设计要求，所述第二比较器73输出近炸信号。

进一步地，所述点火输出模块80根据所述第二比较器73输出的目标信号打开近炸信号输出开关，输出近炸信号，输出开关为电压型驱动MOSFET场效应管。

所述点火输出模块80的输出端连接外部的安全系统或单片机。

在本实施方式中，所述点火输出模块80能够实现近炸输出通道与电源隔离作用，且在所述点火输出模块80接收到所述第二比较器73输出的目标信号后，打开采用电压型驱动MOSFET场效应管的输出开关，允许近炸信号输出，并传输至与之连接的安全系统或者单片机，且单片机型号为AT89C51。

以上所揭露的仅为发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种近炸引信探测器，其特征在于，

包括射频发射接收模块、混频器、滤波器、中频放大器、抗干扰模块、信号调理模块、目标识别模块和点火输出模块；

所述混频器的输入端与所述射频发射接收模块连接，用于对所述射频发射接收模块输出的目标回波信号和分流出的发射信号进行混频处理，并将中频信号进行输出；

所述滤波器的输入端与所述混频器的输出端连接，用于对所述混频器输出的中频信号进行处理，并选择需要的第N次谐波信号，进行输出；

所述中频放大器的输入端与所述滤波器的输出端连接，用于对所述滤波器输出的谐波信号进行放大输出；

所述抗干扰模块的输入端与所述中频放大器的输出端连接，用于对所述中频放大器输出的谐波信号进行大信号闭锁，浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号进行输出；

所述信号调理模块的输入端与所述抗干扰模块的输出端连接，用于对所述抗干扰模块输出的信号进行带通滤波放大，并进行信号输出；

所述目标识别模块的输入端与所述信号调理模块的输出端连接，用于对所述信号调理模块输出信号进行整流积分、积分和比较处理，识别、计算以及提取目标信号，并进行输出；

所述点火输出模块的输入端与所述目标识别模块的输出端连接，用于根据所述目标识别模块的输出信号，打开控制开关，输出点火信号。

2.如权利要求1所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述射频发射接收模块包括射频发射接收单元、微带天线和双频振荡电路，所述射频发射接收单元的输入端和输出端与所述微带天线连接，所述射频发射接收单元的另一输出端与所述混频器的输入端连接；所述双频振荡电路组成23GHz～27GHz的工作频段。

3.如权利要求1所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述滤波器对所述混频器输出的多次谐波信号进行滤波，输出需要的第N次谐波分量。

4.如权利要求1所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述抗干扰模块包括锁存器和第一比较器，所述锁存器的输入端与所述中频放大器的输出端连接，所述锁存器的输出端与所述第一比较器的输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述信号调理模块的输入端连接；

所述锁存器用于将所述中频放大器输出的谐波信号进行大信号闭锁；

所述第一比较器用于接收所述锁存器输出的信号，并进行浮动门限自适应和频率检测处理，并将处理后的信号传输至信号调理模块。

5.如权利要求4所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述信号调理模块包括带通滤波器和运算放大器，所述带通滤波器的输入端与所述第一比较器的输出端连接，所述带通滤波器的输出端与所述运算放大器的输入端连接，所述运算放大器的输出端与所述目标识别模块的输入端连接；

所述带通滤波器用于对所述第一比较器比较处理后的信号进行带通滤波；

所述运算放大器用于对带通滤波后的信号进行放大处理，并将放大处理后的信号传输至所述目标识别模块。

6.如权利要求5所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述目标识别模块包括整流器、积分电路和第二比较器，所述整流器的输入端与所述运算放大器的输出端连接，所述整流器的输出端与所述积分电路的输入端连接，所述积分电路的输出端与所述第二比较器的输入端连接，所述第二比较器的输出端与所述点火输出模块电性连接；

所述整流器用于对所述运算放大器放大处理后的信号进行整流；

所述积分电路用于对整流后的信号进行积分；

所述第二比较器用于对积分后的信号进行比较处理，提取目标信号，识别目标，并将目标信号传输至所述点火输出模块。

7.如权利要求6所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述点火输出模块根据所述第二比较器输出的目标信号打开近炸信号输出开关，输出近炸信号，输出开关为电压型驱动MOSFET场效应管。

8.如权利要求7所述的近炸引信探测器，其特征在于，

所述点火输出模块的输出端连接外部的安全系统或单片机。

Images