基本信息
题名：先进引信技术的发展与展望
发表时间：2023-07-20
可装定 、可探测 、可处理 、可控制 是灵巧引信设计的四项基本能力。与之对应，先进引信的基础研究涵盖了信息交联技术 、末端探测技术 、目标识别技术 与瞬态控制技术四个主要方面。
1 信息交联技术
灵巧引信系统信息来自两个方面------武器平台装定信息 和引信末端探测信息。 而有效的将有更强探测能力的武器平台探测和获取的信息定装到引信系统极为重要。目前定装方式有有线定装 和无线定装两种。
1.1 有线定装
难点：主要在于电缆寄生电容对装 定信号快速性、准确性的干扰影响
措施：
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| 陈德亮等人 | 1. 研究了共线式底火装定电缆寄生电容对信号传输特性的影响机理, 2. 推导了不平行电缆间以及电缆与坦克车金属 板间分布电容的表达式, 3. 通过模型分析证明了电缆越 长对装定信息波形下降时间的延长影响越显著; 4. 通过实验证明了水下环境中50m电缆可造成装定信息波形 严重失真, 极大降低信号传输速率. |
| 李昊等人 | 1. 提出了采用高电平装定信息设计抑制寄生电容干扰强度的优化架构. 2. 针对低电平装定信息体制, 提出了两种优化方案: 利用二极管屏蔽击发电缆引入的寄生电容 并联低阻电阻减小系统时间常数. |
1.2 无线定装
优点：减少反应时间、 提高武器系统射速
应用：
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| 李长生等人 | 1. 将非线性宇称时间对称无线电能传输技术应用于引信无线装定领域, 2. 提出了一种非归零调幅的能量与信息双向同步传输方法, 能量不间断传输的同时可有效缩短回路起振、停振过程. 3. 信息反向传输采用接收端瞬间失谐诱导发送端谐振频率跳跃实现, 失谐时间短, 对能量传输负面影响小. |
| 张旺等人 | 1. 建立了两接收系统接收线圈存在耦合时的无线电能传输系统的数学模型 2. 研究了线 圈耦合对传输特性的影响规律 3. 分析了子弹间应间隔的最小距离 4. 提出用高磁导材料将子弹相互隔离开以达 到提高能量传输效率和数据传输准确率的优化设计 |
| 刘鹏飞 等人 | 1. 提出了一种基于无线激光通信的发射后引信外弹道装定方法 |
2 末端探测技术
末端探测技术是引信在起爆前获取目标信息, 修正先验信息误差, 完成瞬态精准起爆控制的关键。
2.1 无线电近炸探测
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| 毫米波 | Chen等人 | 设计了由6个对称微带贴片天线单元组成的微带波束阵列天线 |
| 太赫兹波 | 张广为等人 | 引入距离加权思想和时频信息融合方法, 进一步提高时频分析方法的交叉项干扰抑制能力和能量聚集性, 提出了太赫兹频段的Mor-RPWVD 时频分析方法 |
| 太赫兹波 | 刘杰等人 | 基于商用片上雷达芯片TRA120001设计了一种D波段太赫兹(110~170GHz)近感探测器, 对探测器天线增益进行了仿真并开展了旋转扫描下落实验, 测试触发距离为2.35m, 为太赫兹引 信的设计提供了参考. |
| 无线电引信的抗干扰问题 | 郝新红课题组 | 研究了扫频式干扰对超宽带引信的干扰机理 理论推导了扫频式干扰信号作用下引信解析模型, 在此基础上提出了滑动多周期快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)处理方法, 有效解决了调频引信FFT谐波包络提取方法对抗扫频干扰效果差的问题 |
2.2 激光近炸探测
激光探测具有测距精度高、抗电磁干扰能力强的特点，但是测距精度受外界环境干扰较为明显。
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| 激光回波信号特性的研究 | 陈彬彬等人 | 基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布建立了平面目标脉冲激光回波模型，为脉冲激光引信在高速动态条件下实现高精度 测距提供了理论依据 |
| 激光回波信号特性的研究 | Li和Zhang | 针对目标回波的时域和空间域的耦合关系, 建立了基于探测系统多参数的激光引信时空扫描探测模型和输出信号模型 分析了不同激光束入射角、扫描频率、偏转角等参数下的 激光探测能力 |
| 抗环境干扰算法研究 | 宋承天等人 | 通过分析激光在气溶胶环境中的传输过程, 建立了调频连续波(frequency modulated continuous wave, FMCW)激光引信干扰条件下的回波信号模型、粒子消光系数和散射系数动态计算模型. 分析了气溶胶浓 度、目标距离、颗粒直径对激光探测差频信号信噪比 的影响规律 |
| 抗环境干扰算法研究 | 郑震等人 | 建立了激光线扫描成像引信基于四元评价算法的典型目标识别模型 通过模糊数学理论得出目标识别的评价结果, 全面提升了激光探测抗环境干扰能力 |
2.3 铁磁性装甲目标探测
磁探测体具有抗电子干扰能力强, 测量结果不受 雨、雾等恶劣环境影响的优点. 战场上的军事装备如坦克和潜艇等均是铁磁性物质, 磁探测具有天然的优势.
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| 胡必尧等人 | 以TMR传感器为磁引信探测系统的敏感元件, 设计了一种微磁场探测器 |
| 刘雨婷等人 | 提出了提高探测电路灵敏度的双相锁存放大电路和负反馈控制方法 |
| 宋承天等人 | 提出了基于电容与TMR传感器复合 的坦克目标探测方法. |
2.4 侵彻硬目标探测
侵彻弹药是对付深埋工事、多层指挥场所等高价 值目标的杀手锏武器, 硬目标侵彻引信通常采用微机 电系统(micro-electro-mechanical system, MEMS)高g值 加速度传感器获取弹药侵彻过程中的实时穿靶过载加 速度信息.
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| Shi等人 | 设计了一种采用四周梁和中心质量块结 构的MEMS高g值加速度传感器 |
| Yu等人 | 设计了MEMS惯性电容式加速度测量传感器. |
注：以上内容为对文章的个人总结。若需了解详情，可阅读原文。