CN112923813B - 一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,包括以下步骤:S1:设定各个无线电信号分机;S2:各个无线电信号分机发射无线电信号并接收,并通过目标反射系数预估模块估算目标的反射系数;S3:利用基带动态增益控制模块处理信号,再利用信号处理模块处理后传输至无线电接收总机;S4:无线电接收总机接收到各个基带目标回波信号,通过ASIC芯片推算炸高信息;S5:利用ASIC芯片的数据统合对比模块,对各个炸高信息进行联合比对,剔除偏差过大信息并判断出目标炸高是否一致。本发明利用多角度发射无线电对目标进行探测,再对各个信息进行联合计算比对,从而提高炸高一致性的判断准确性。
Description
技术领域
本发明涉及引爆控制技术领域,具体是涉及一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法。
背景技术
超宽带无线电近炸探测器由于探测精度高、信号隐蔽性好、抗干扰能力强、功耗低等特点,目前已在多个近炸引信平台得到应用,并进一步用于高精度无线电炸高探测;目前,现有的超宽带无线电近炸探测器接收机,通过对接收采样脉冲的时序控制,以及基于固定增益的硬判决技术,可实现对特定目标炸高的精确、一致性判断。
但对于不同反射系数的目标,由于其回波强度的不确定性,基于现有方案的超宽带无线电近炸探测器输出炸高判断的一致性难以保证,同时由于在炸高检测判断时,由于受到不同外界因素等影响,容易造成炸高信息判断偏差,从而影响炸高信息的准确性以及炸高一致性的判断。
因此,以无线电近炸探测技术为基础,现需要研究开发一种新型的目标炸高一致性判断方法来解决上述这些问题。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法。
本发明的技术方案是:一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,包括以下步骤:
S1:在实际炸高检测前,根据目标与无线电接收总机的检测距离设定并划分检测区块的距离及位置,并在各个检测区块所设定的距离及位置处设置无线电信号分机;
S2:在实际炸高检测时,各个无线电信号分机发射无线电信号并接收目标反射的基带目标回波信号,同时将基带目标回波信号与预先获得目标的前序基带回波信息进行对比,通过目标反射系数预估模块估算得到目标的反射系数;
S3:利用基带动态增益控制模块,根据对应的无线电信号分机所得出目标的反射系数信息控制增益可调放大器增益,得到处理后基带目标回波信号,再利用信号处理模块对处理后基带目标回波信号进行信号处理后传输至无线电接收总机;
S4:无线电接收总机接收到由各个无线电信号分机传输的基带目标回波信号并对其各组数据进行独立分区计算,从而通过ASIC芯片的炸高检测模块使用固定检测阈值推算炸高信息;
S5:利用ASIC芯片的数据统合对比模块,对各个无线电信号分机所反馈的基带目标回波信号推算的炸高信息进行联合比对,剔除偏差过大信息并判断出目标炸高是否一致。
进一步地,所述无线电接收总机具体为无线电信号接收器以及由ASIC芯片构成的信息处理器;所述无线电信号分机包括无人机以及其搭载的无线电发射器、信号天线、增益可调放大器和微型处理器,所述微型处理器搭载所述反射系数预估模块、基带动态增益控制模块以及信号处理模块。通过多组无线电信号分机的联合测定,能够有效的降低因环境气候等干扰因素造成对炸高一致性的判断准确性,随着无人机领域的不断发展创新,无人机的使用性能正在不断的被发掘以及增强,在很多领域中都能看到无人机出现的身影,通过使用无人机作为无线电发射载体,利用多角度发射无线电对目标进行探测,然后对各个信息进行联合计算比对,从而提高炸高一致性的判断准确性。
进一步地,所述无线电发射器发射的是线性调频脉冲信号,具体为:
其中,S(t)表示线性调频脉冲信号;t表示时间变量;j表示取虚数,j2=-1;f0为载频;k为线性调频斜率;T表示脉冲宽度。采用上述线性调频脉冲信号,能够有效增强抗干扰能力,同时增强发现目标能力。
进一步地,所述步骤S1中,根据目标与无线电接收总机的检测距离设定并划分检测区块的距离及位置,满足以下公式:
将式(1)代入式(2)得:
同时,将式(3)代入式(4)得:
其中,L0表示无线电接收总机与目标水平直线距离,单位:km;Ln表示无线电接收总机与无线电信号分机和目标构成水平直线的水平垂直距离,单位:km;表示无线电信号分机、无线电接收总机与目标的夹角;α表示常数,取0.8。
通过上述公式对检测区块的距离及位置进行设定及划分,能够有效的根据无线电接收总机与目标大致距离进行具体设定,从而有效控制无线电信号分机的设定数量,同时有满足无线电接收总机具有足够数量的无线电信号分机对目标进行信号采集以及联合计算比对,从而为本发明炸高一致性的判断方法提供精确的判断输出。
进一步地,所述反射系数预估模块其输入与相关器电路连接,其输出与基带动态增益控制模块电路连接;反射系数预估模块包含不同反射系数目标的实测回波信号幅度数据,可通过预先获得目标的前序基带回波信息和接收目标反射的基带目标回波信号比较,计算得到所探测目标的反射系数。
进一步地,所述步骤S2中,前序基带回波信息通过以下方式获得:利用前序采样电路以及采样脉冲合成电路的配合作用下,在实际炸高检测之前预先得到目标的前序基带回波信息;
其中,所述前序采样电路由超宽带窄脉冲产生电路组成,其输出与采样脉冲合成电路连接;所述采样脉冲合成电路输入分别与无线电信号分机的信号天线、前序采样电路连接,其输出与相关器电路连接。
进一步地,所述步骤S3中,信号处理模块进行信号处理具体为:对处理后基带目标回波信号进行放大以及去噪声处理。通过信号处理避免无线电信号传输中受到干扰等,提高信号传输的稳定性,从而便于后续得到更加精确的炸高信息及分析结果。
进一步地,所述步骤S5中,剔除偏差过大信息具体为:剔除与平均炸高信息偏差大于10%的炸高信息。利用多角度设置的无线电信号分机,对各个无线电信号分机采集及处理后信息进行联合计算比对,剔除偏差过大信息,以保证外界因素对炸高一致性判断的干扰,从而提高炸高一致性判断的准确性。
本发明的有益效果是:
(1)本发明方法通过多组无线电信号分机的联合测定,能够有效的降低因外界因素等干扰造成对炸高一致性的判断准确性,通过使用无人机作为无线电发射载体,利用多角度发射无线电对目标进行探测,然后对各个信息进行联合计算比对,从而提高炸高一致性的判断准确性。
(2)本发明方法提供了一种无线电接收总机以及各个无线电信号分机的设置方式,能够有效的根据无线电接收总机与目标大致距离进行具体设定,从而为本发明炸高一致性的判断方法提供精确的判断输出。
(3)本发明方法提供了一种微型处理器,其搭载有反射系数预估模块、基带动态增益控制模块以及信号处理模块,利用各个模块的配合,可根据预估的目标反射系数控制放大器增益,实现对不同目标回波幅度的恒定控制,从而使得后续推算分析使用固定检测阈值进行炸高一致性检测等。
附图说明
图1是本发明目标炸高一致性判断方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明,以更好地体现本发明的优势。
实施例1
如图1所示,一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,包括以下步骤:
S1:在实际炸高检测前,根据目标与无线电接收总机的检测距离设定并划分检测区块的距离及位置,并在各个检测区块所设定的距离及位置处设置无线电信号分机,无线电信号分机的飞行高度与无线电接收总机的水平高度一致;
其中,所述无线电接收总机具体为无线电信号接收器以及主要由ASIC芯片构成的信息处理器,信息处理器还包括存储、供电等处理器构成必须的常规元器件以及配备用于显示的显示器;所述无线电信号分机包括无人机以及其搭载的无线电发射器、信号天线、增益可调放大器和微型处理器,所述微型处理器搭载所述反射系数预估模块、基带动态增益控制模块以及信号处理模块;通过多组无线电信号分机的联合测定,能够有效的降低因环境气候等干扰因素造成对炸高一致性的判断准确性,随着无人机领域的不断发展创新,无人机的使用性能正在不断的被发掘以及增强,在很多领域中都能看到无人机出现的身影,通过使用无人机作为无线电发射载体,利用多角度发射无线电对目标进行探测,然后对各个信息进行联合计算比对,从而提高炸高一致性的判断准确性;
同时,根据目标与无线电接收总机的检测距离设定并划分检测区块的距离及位置,满足以下公式:
将式(1)代入式(2)得:
同时,将式(3)代入式(4)得:
其中,L0表示无线电接收总机与目标水平直线距离,单位:km;Ln表示无线电接收总机与无线电信号分机和目标构成水平直线的水平垂直距离,单位:km;表示无线电信号分机、无线电接收总机与目标的夹角;α表示常数,取0.8;在实际设置中由于角度限制,取值以n取整数作为基准代入式(2)获取角度数值;
本实施例中L0为10 km,由式(1)计算得出,n取整为4个;将n=4代入式(2)计算得出,为90°;且由式(5)计算得出,Ln约为9.78 km;即2个无线电信号分机分别以无线电接收总机与目标水平距离L0为边,以90°角度和以无线电信号分机与无线电接收总机的水平直线距离Ln进行无线电信号分机的检测区块设置;
通过上述公式对检测区块的距离及位置进行设定及划分,能够有效的根据无线电接收总机与目标大致距离进行具体设定,从而有效控制无线电信号分机的设定数量,同时有满足无线电接收总机具有足够数量的无线电信号分机对目标进行信号采集以及联合计算比对,从而为本发明炸高一致性的判断方法提供精确的判断输出;
S2:在实际炸高检测时,2个无线电信号分机发射无线电信号并接收目标反射的基带目标回波信号a1、a2,同时将基带目标回波信号与预先获得目标的前序基带回波信息进行对比,通过目标反射系数预估模块估算得到目标的反射系数Γ1、Γ2;
其中,前序基带回波信息通过以下方式获得:利用前序采样电路以及采样脉冲合成电路的配合作用下,在实际炸高检测之前预先得到目标的前序基带回波信息;所述前序采样电路由超宽带窄脉冲产生电路组成,其输出与采样脉冲合成电路连接;所述采样脉冲合成电路输入分别与无线电信号分机的信号天线、前序采样电路连接,其输出与相关器电路连接;
所述反射系数预估模块其输入与相关器电路连接,其输出与基带动态增益控制模块电路连接;反射系数预估模块包含不同反射系数目标的实测回波信号幅度数据,可通过预先获得目标的前序基带回波信息和接收目标反射的基带目标回波信号比较,计算得到所探测目标的反射系数;
S3:利用基带动态增益控制模块,根据对应的无线电信号分机所得出标的反射系数信息控制增益可调放大器增益,得到处理后基带目标回波信号a1’、a2’,再利用信号处理模块对处理后基带目标回波信号进行放大以及去噪声处理后传输至无线电接收总机;通过信号处理避免无线电信号传输中受到干扰等,提高信号传输的稳定性,从而便于后续得到更加精确的炸高信息及分析结果;
S4:无线电接收总机接收到由各个无线电信号分机传输的基带目标回波信号a1’、a2’并对其分别独立计算,从而通过ASIC芯片的炸高检测模块使用固定检测阈值推算炸高信息b1、b2;
S5:利用ASIC芯片的数据统合对比模块,对各个无线电信号分机所反馈的基带目标回波信号推算的炸高信息进行联合比对,剔除与平均炸高信息偏差大于10%的炸高信息并判断出目标炸高是否一致,该b1、b2无偏差大于10%的炸高信息,则平均炸高信息为目标炸高信息;利用多角度设置的无线电信号分机,对各个无线电信号分机采集及处理后信息进行联合计算比对,剔除偏差过大信息,以保证外界因素对炸高一致性判断的干扰,从而提高炸高一致性判断的准确性。
实施例2
本实施例与实施例基本相同,与其不同之处在于,所述无线电发射器发射的是线性调频脉冲信号,具体为:
其中,S(t)表示线性调频脉冲信号;t表示时间变量;j表示取虚数,j2=-1;f0为载频;k为线性调频斜率;T表示脉冲宽度;采用上述线性调频脉冲信号,能够有效增强抗干扰能力,同时增强发现目标能力。
Claims (8)
1.一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:在实际炸高检测前,根据目标与无线电接收总机的检测距离设定并划分检测区块的距离及位置,并在各个检测区块所设定的距离及位置处设置无线电信号分机;
S2:在实际炸高检测时,各个无线电信号分机发射无线电信号并接收目标反射的基带目标回波信号,同时将目标反射的基带目标回波信号与预先获得目标的前序基带回波信息进行对比,通过目标反射系数预估模块估算得到目标的反射系数;
S3:利用基带动态增益控制模块,根据对应的无线电信号分机所得出目标的反射系数信息控制增益可调放大器增益,得到处理后基带目标回波信号,再利用信号处理模块对处理后基带目标回波信号进行信号处理后传输至无线电接收总机;
S4:无线电接收总机接收到由各个无线电信号分机传输的处理后基带目标回波信号并对其各组数据进行独立分区计算,从而通过ASIC芯片的炸高检测模块使用固定检测阈值推算炸高信息;
S5:利用ASIC芯片的数据统合对比模块,对各个无线电信号分机所反馈的处理后基带目标回波信号推算的炸高信息进行联合比对,剔除偏差过大信息并判断出目标炸高是否一致。
2.如权利要求1所述的一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,其特征在于,所述无线电接收总机具体为无线电信号接收器以及由ASIC芯片构成的信息处理器;所述无线电信号分机包括无人机以及其搭载的无线电发射器、信号天线、增益可调放大器和微型处理器,所述微型处理器搭载所述目标反射系数预估模块、基带动态增益控制模块以及信号处理模块。
5.如权利要求1所述的一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,其特征在于,所述目标反射系数预估模块的输入与相关器电路连接,输出与基带动态增益控制模块电路连接;目标反射系数预估模块包含不同反射系数目标的实测回波信号幅度数据,可通过对预先获得目标的前序基带回波信息和目标反射的基带目标回波信号比较,计算得到目标的反射系数。
6.如权利要求1所述的一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,其特征在于,所述步骤S2中,前序基带回波信息通过以下方式获得:在前序采样电路以及采样脉冲合成电路的配合作用下,在实际炸高检测之前预先得到目标的前序基带回波信息;
其中,所述前序采样电路由超宽带窄脉冲产生电路组成,其输出与采样脉冲合成电路连接;所述采样脉冲合成电路输入分别与无线电信号分机的信号天线、前序采样电路连接,其输出与相关器电路连接。
7.如权利要求1所述的一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,其特征在于,所述步骤S3中,信号处理模块进行信号处理具体为:对处理后基带目标回波信号进行放大以及去噪声处理。
8.如权利要求1所述的一种基于无线电近炸探测技术的目标炸高一致性判断方法,其特征在于,所述步骤S5中,剔除偏差过大信息具体为:剔除与平均炸高信息偏差大于10%的炸高信息。
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