一种超宽带无线电引信动态模拟测试装置及方法

技术领域

本发明涉及无线电引信性能测试技术领域，尤其涉及一种超宽带无线电引信测试装置及方法。

背景技术

无线电引信是基于主动无线电探测技术的近炸引信，通过发射电磁波来测量目标的距离、方位、相对速度等各种信息，根据弹目交会条件选择最佳时机起爆弹药，以获取最大毁伤效能。

超宽带无线电引信是一种新体制的无线电引信，基于无载波的窄脉冲超宽带信号进行目标探测和近炸判断，具有探测精度高、截止特性好、抗干扰能力强、信号低截获等特点。

目前对于无线电引信的地面测试，主要有人工推板方法和半实物仿真方法。

人工推板方法，由测试人员相对被测试引信手动推动模拟目标，模拟交会条件。一般由两名及以上测试人员实施，其中一人站立于被测试引信炸高附近相对被测试引信前后推动金属板，另一人通过示波器监测被测引信近炸启动信号和检波信号，当出现近炸启动信号时，手动测量此时的推板距离和检波信号幅度，由此判断被测引信炸高和灵敏度。此方法的优点是测试简单，易实施；不足是测试过程需要至少两人手动操作，效率较低，并且由于推板状态和行程因人而异，测试结果的一致性较差，不利于定量分析。

半实物仿真方法，基于硬件在回路的半实物仿真技术和回波模拟技术，通过硬件模拟产生目标回波信号，模拟交会条件。半实物仿真测试系统，一般由发射天线、目标信号发生器、调制器、可调延时电路、被测引信发射信号接收电路、被测引信发射信号分析电路、测试支架及接口等组成。在测试时，首先需要通过信号接收电路、信号分析电路，获取被测引信发射信号的特征参数，然后根据弹目交会条件，使用目标信号发生器、调制器、可调延时电路产生符合要求的回波信号，通过发射天线发射注入被测引信天线，最后根据被测引信输出情况判断其性能。此方法的优点是灵活性高，通过软件参数修改即可模拟不同弹目交会条件；不足是系统通常比较复杂，在测试之前需对测试系统的接收灵敏度、发射信号功率、炸高测试误差等进行校准，同时对于超宽带无线电引信的测试，被测引信发射信号特征参数提取需在近场条件下进行，难以获取准确的测量数值，测试结果不能涵盖完整的性能指标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种超宽带无线电引信动态模拟测试装置，使用等效尺寸的模拟目标代替半实物仿真系统的目标信号发生器，使用电动设备代替人工，使用真实的运动过程代替调制器、可调延时电路等，使用目标位置测量模块和测试控制模块代替人工判断，系统部署简单、无需校准，测试过程也无需人工干预，提高了测试效率和测试结果的准确度。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种超宽带无线电引信动态模拟测试方法，使用可自动控制运动的目标，模拟动态交会过程，在测试过程中监测目标位置和被测引信输出，本方法实施过程简单、不涉及复杂设备的校准过程，测试过程完全自动化，具有测试效率高和测试结果直观、准确的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种超宽带无线电引信动态模拟测试装置，包括测试控制模块、模拟目标驱动模块、模拟目标模块、目标位置测量模块、测试通信模块、计算分析模块、安全防护模块、隔离滤波模块、引信测试转台、显示模块，所述测试控制模块通过隔离滤波模块与引信测试转台单向连接，与被测引信双向连接，所述测试控制模块通过数据线与计算分析模块单向连接，所述模拟目标驱动模块通过机械结构与模拟目标模块固定连接，所述模拟目标模块在被测引信电磁波照射时反射回波信号，所述目标位置测量模块使用非接触方式实时测量模拟目标模块的运动距离，所述测试通信模块通过数据线与目标位置测量模块单向连接，所述测试通信模块通过通信链路与测试控制模块双向通信，所述测试通信模块与模拟目标驱动模块单向连接，所述计算分析模块与显示模块单向连接。

进一步地，在上述方案中，所述测试控制模块包括引信装定电路、回波信号采集电路、近炸启动信号采集电路、测试转台控制电路、数据上传电路、通信电路、电源控制电路，所述引信装定电路、回波信号采集电路和近炸启动信号采集电路、电源控制电路通过隔离滤波模块与被测试引信连接，所述测试转台控制电路通过隔离滤波模块与引信测试转台连接，所述数据上传电路与计算分析模块连接，所述通信电路与测试通信模块连接。

进一步地，在上述方案中，所述模拟目标驱动模块包括工作台、运动导轨、驱动电机、传动机构、模拟目标固定支架，所述工作台放置于地面，所述运动导轨安装于工作台，所述驱动电机安装于运动导轨一端，所述传动机构与驱动电机连接，所述模拟目标固定支架与传动机构连接。

进一步地，在上述方案中，所述超宽带无线电引信动态模拟测试装置还包括安装于模拟目标驱动模块上，用于对模拟目标的运动进行防护的安全防护模块。

为解决上述技术问题，本发明采取的另一个技术方案是：一种利用上述装置进行超宽带无线电引信动态模拟测试的方法，包括以下步骤：

S1、将被测试引信安装于测试转台，将模拟目标驱动模块和模拟目标放置于被测引信探测区间；

S2、通过线缆连接被测试引信和测试控制模块，通过线缆连接测试转台和测试控制模块；

S3、测试控制模块通过线缆发送转台角度指令，设置转台测试角度；

S4、测试控制模块对被测引信自动测试；

S5、计算分析模块根据测试数据分析被测引信性能，并通过显示模块输出测试结果；

S6、拆除测试线缆，完成测试。

所述S4包括以下步骤：

S4-1、测试控制模块为被测引信供电，并通过线缆为被测引信发送装定指令，根据工作电流和返回指令判断被测引信状态；

S4-2、测试控制模块发送模拟目标运动指令，经测试通信模块中转给模拟目标驱动模块；

S4-3、模拟目标驱动模块通过电机和传动机构驱动模拟目标相对被测引信运动，产生目标回波；

S4-4、目标位置测量模块使用非接触测距技术，测量得到模拟目标的运动距离，并通过测试通信模块，将距离信息发送给测试控制模块；

S4-5、测试控制模块实时监测被测引信输出的近炸启动信号，并根据近炸启动信号时刻与模拟目标数据比对，得到被测引信的实际炸高；

S4-6、测试控制模块实时采集被测引信的检波信号，并会同电流数据、炸高数据等发送给计算分析模块。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1）使用等效尺寸的模拟目标（如金属板、角反射体等）代替半实物仿真系统的目标信号发生器，与半实物仿真方法相比，其RCS（雷达反射截面积）可以直接根据模拟目标物理尺寸和被测引信频段确定，无需进行校准；

2）使用模拟目标的真实运动过程代替半实物仿真系统的调制器、可调延时电路等，不需要在测试前进行电路参数标定，测试过程简化；

3）使用电动设备驱动模拟目标运动，与人工推板方式相比，能够确保运动速度、角度的一致性，同时具有更大的运动行程，从而能够保证测试结果的一致性；

4）使用目标位置测量模块和测试控制模块代替人工判断，可准确、快速的自动计算炸高、接收机灵敏度等指标，测试过程无需人工干预，提高了测试效率和测试结果的准确度；

5）与半实物仿真系统相比，本发明所述测试装置部署简单、制造成本低，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明的系统原理图；

图2是测试控制模块组成框图；

图3是模拟目标驱动模块组成框图；

图4是本发明的实施例一原理图；

图5是本发明的实施例二原理图。

具体实施方式

下面结合本发明的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

如图4所示，为超宽带无线电引信动态模拟测试装置，包括测试控制模块、电机滑轨模组及其控制器、角反射器、激光测距模块、红外通信模块、计算分析模块、安全防护模块、隔离滤波模块、引信测试转台、显示模块，所述测试控制模块通过隔离滤波模块与引信测试转台单向连接，与被测引信双向连接，所述测试控制模块通过数据线与计算分析模块单向连接，所述电机滑轨模组及其控制器通过机械结构与角反射器固定连接，所述角反射器在被测引信电磁波照射时反射回波信号，所述激光测距模块使用实时测量角反射器的运动距离，所述红外通信模块通过数据线与激光测距模块单向连接，所述红外通信模块与测试控制模块双向通信，所述红外通信模块与模拟目标驱动模块单向连接，所述计算分析模块与显示模块单向连接；所述电机滑轨模组能够驱动角反射器以不小于5m/s的速度和不小于2m的行程进行直线运动，所述激光测距模块能够以100Hz的更新速率输出精度优于0.02m的测距数据，所述红外通信模块能够以不小于10kbps的通信速率，进行数据和指令的传输。

所述测试控制模块组成如图2所示，包括引信装定电路、回波信号采集电路、近炸启动信号采集电路、测试转台控制电路、数据上传电路、红外通信电路、电源控制电路，所述引信装定电路、回波信号采集电路和近炸启动信号采集电路、电源控制电路通过隔离滤波模块与被测试引信连接，所述测试转台控制电路通过隔离滤波模块与引信测试转台连接，所述数据上传电路与计算分析模块连接，所述红外通信电路与红外通信模块连接。

所述电机滑轨模组组成如图3所示，包括工作台、运动导轨、驱动电机、传动机构、模拟目标固定支架，所述工作台放置于地面，所述运动导轨安装于工作台上，所述驱动电机安装于运动导轨一端，所述传动机构与驱动电机连接，所述模拟目标固定支架与传动机构连接。

如图1、4所示的装置进行超宽带无线电引信动态模拟测试的方法，包括以下步骤：

S1、将被测试引信安装于测试转台，将电机滑轨模组及其控制器和角反射器放置于被测引信探测区间；

S2、通过线缆连接被测试引信和测试控制模块，通过线缆连接测试转台和测试控制模块；

S3、测试控制模块通过线缆发送转台角度指令，设置转台测试角度；

S4、测试控制模块对被测引信自动测试；

S4-1、测试控制模块为被测引信供电，并通过线缆为被测引信发送装定指令，根据工作电流和返回指令判断被测引信状态；

S4-2、测试控制模块发送模拟目标运动指令，经红外通信模块中转给电机滑轨模组及其控制器；

S4-3、电机滑轨模组及其控制器通过电机和传动机构驱动角反射器相对被测引信运动，产生目标回波；

S4-4、激光测距模块实时测量得到模拟目标的运动距离，并通过红外通信模块，将距离信息发送给测试控制模块；

S4-5、测试控制模块实时监测被测引信输出的近炸启动信号，并根据近炸启动信号时刻与距离信息比对，得到被测引信的实际炸高；

S4-6、测试控制模块实时采集被测引信的检波信号，并会同电流数据、炸高数据等发送给计算分析模块；

S5、计算分析模块根据测试数据分析被测引信性能，并通过显示模块输出测试结果；

S6、拆除测试线缆，完成测试。

实施例二：

如图5所示，为超宽带无线电引信动态模拟测试装置，包括测试控制模块、电机滑轨模组及其控制器、金属平板、电阻式位移传感器、无线通信模块、计算分析模块、安全防护模块、隔离滤波模块、引信测试转台、显示模块，所述测试控制模块通过隔离滤波模块与引信测试转台单向连接，与被测引信双向连接，所述测试控制模块通过数据线与计算分析模块单向连接，所述电机滑轨模组及其控制器通过机械结构与金属平板固定连接，所述金属平板在被测引信电磁波照射时反射回波信号，所述电阻式位移传感器安装于所述滑轨，实时测量金属平板的运动距离，所述无线通信模块通过数据线与电阻式位移传感器单向连接，所述无线通信模块与测试控制模块双向通信，所述无线通信模块与电机滑轨模组及其控制器单向连接，所述计算分析模块与显示模块单向连接。所述电机滑轨模组能够驱动金属平板以不小于5m/s的速度和不小于2m的行程进行直线运动，所述电阻式位移传感器模块能够以100Hz的更新速率输出精度优于0.02m的测距数据，所述无线通信模块工作于被测引信工作频率之外，能够以不小于10kbps的通信速率，进行数据和指令的传输。

所述测试控制模块组成如图2所示，包括引信装定电路、回波信号采集电路、近炸启动信号采集电路、测试转台控制电路、数据上传电路、无线通信电路、电源控制电路，所述引信装定电路、回波信号采集电路和近炸启动信号采集电路、电源控制电路通过隔离滤波模块与被测试引信连接，所述测试转台控制电路通过隔离滤波模块与引信测试转台连接，所述数据上传电路与计算分析模块连接，所述无线通信电路与无线通信模块连接。

所述电机滑轨模组组成如图3所示，包括工作台、运动导轨、驱动电机、传动机构、模拟目标固定支架，所述工作台放置于地面，所述运动导轨安装于工作台上，所述驱动电机安装于运动导轨一端，所述传动机构与驱动电机连接，所述模拟目标固定支架与传动机构连接。

如图1、5所示的装置进行超宽带无线电引信动态模拟测试的方法，包括以下步骤：

S1、将被测试引信安装于测试转台，将电机滑轨模组及其控制器和金属平板放置于被测引信探测区间；

S2、通过线缆连接被测试引信和测试控制模块，通过线缆连接测试转台和测试控制模块；

S3、测试控制模块通过线缆发送转台角度指令，设置转台测试角度；

S4、测试控制模块对被测引信自动测试：

S4-1、测试控制模块为被测引信供电，并通过线缆为被测引信发送装定指令，根据工作电流和返回指令判断被测引信状态；

S4-2、测试控制模块发送模拟目标运动指令，经无线通信模块中转给电机滑轨模组及其控制器；

S4-3、电机滑轨模组及其控制器通过电机和传动机构驱动金属平板相对被测引信运动，产生目标回波；

S4-4、电阻式位移传感器实时测量得到金属平板的运动距离，并通过无线通信模块，将距离信息发送给测试控制模块；

S4-5、测试控制模块实时监测被测引信输出的近炸启动信号，并根据近炸启动信号时刻与距离信息比对，得到被测引信的实际炸高；

S4-6、测试控制模块实时采集被测引信的检波信号，并会同电流数据、炸高数据等发送给计算分析模块；

S5、计算分析模块根据测试数据分析被测引信性能，并通过显示模块输出测试结果；

S6、拆除测试线缆，完成测试。