基于U型线圈的弹链信息交联信号获取方法.pdf
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1、第 卷 第 期兵 器 装 备 工 程 学 报 年 月 收稿日期:修回日期:作者简介:张南()男高级工程师:.通信作者:王秋生()男研究员:.:./.基于 型线圈的弹链信息交联信号获取方法张 南符超群毛 俊王秋生(西安机电信息技术研究所 西安)摘要:弹链运动轨迹中感应装定引信无法穿过圆形结构的装定线圈、随着引信数据量增大用于信息感应装定的窗口在装定时间不变的情况下就显得仓促、甚至不足以满足现状 另外装定的操作程序复杂导致反应时间过长 针对这些问题提出了基于 型线圈感应装定装置的弹链信息交联信号获取方法 该方法利用 型线圈磁力线的垂直方向与引信的水平方向运动路径有效交集分析了感应窗口内的磁场均匀性
2、、信号波形的幅度余量和空间的特征通过调整复杂的发射线圈形状采用多匝、多组线圈组合发送信号增大线圈的发射空间获取最大感应信号从而改变了接收线圈上感应信号电压曲线的混合叠加形状 研究结果表明:通过线圈的 型结构变化极大改善了线圈的耦合效果 型线圈形成的有限感应装定空间最大幅度变化在、达到均匀一致性装定窗口明显增大到 感应装定时间余量满足 变化 数据量在 内达到 字节 型的发射线圈满足弹链上引信的特殊运动轨迹 型的装定电压门限设置为 发射线圈产生的更大的装定窗口关键词:信息交联感应装定能量传输本文引用格式:张南符超群毛俊等.基于 型线圈的弹链信息交联信号获取方法.兵器装备工程学报():.:.():.
3、中图分类号:文献标识码:文章编号:()():.:引言感应装定属于信息交联系统中的一部分在火炮系统中采用自动供弹的方式将装定器安装在供弹弹链的某一特定位置上因不需要装定器与引信之间进行物理接触故可有效提高武器系统的射速、简化操作程序、减少反应时间使其能够精确打击目标使武器系统的灵活性得到充分发挥而越来越受到重视但是随着引信数据量增大用于信息感应装定的窗口在装定时间不变的情况下就显得仓促甚至不足以满足现状而信息装定的窗口大小取决于装定线圈磁力线的垂直方向与引信的水平方向运动路径的有效交集另外弹在弹链运动中不能穿过现有圆形装定线圈 针对这些问题通过分析感应窗口内的磁场均匀性、信号波形的幅度裕量、和空
4、间的特征采用调整复杂的发射线圈形状及多匝、多组线圈组合发送信号增大线圈的接收空间获取最大感应信号从而改变了接收线圈上感应信号电压曲线的混合叠加形状极大改善了线圈的耦合效果满足了应用需求 系统构成及工作原理感应装定系统由装定控制器、发射与接收线圈、引信接收模块 个部分组成如图 所示 装定控制器中的驱动模块通过控制加载在弹链发射线圈上的电流在发射线圈附近区域建立变化的磁场当安装接收线圈的引信经过该区域时由于电磁感应在线圈上敏感到变化的磁场信息并转化为能量信号该信号通过接口送至引信上的控制器进行接收并解码之后引信按解码信息完成后续动作图 感应装定系统框图.在 型线圈的感应装定下如图()所示 首先线圈
5、的结构不能与信息交联的运动弹道轨迹相干涉如图()所示 其次通过增大接收线圈的面积获取接收线圈穿过 型发射线圈最大感应信号处于装定区域的引信中的信息接收模块获得长距离的装定能量如图()所示 建立与装定器的信息通道获得装定器传送过来的装定信息并写入非易失性存储器之后引信离开装定区信息接收模块失电恢复初始状态完成了装定过程如图 所示 而在弹链感应装定中每发修正弹丸的装定时间极其有限在每分钟射速 发的情况下系统允许每发弹丸的感应装定时间约为 除去信息接收模块工作时间允许储能电容进行电量存储的时间约为前段 左右后端 左右 当火炮的发射速度为 发/这表示每发弹药引信的感应装定时间约为.左右 而弹道修正所要
6、求的装定的数据量为不大于 (任务、气象、星历的数据量)其中除去能量感应传输所需的约 时间外信息传输的允许时间约为 左右即在 时间内进行不大于 数据的感应传输和存储图 型线圈装定示意图及运动曲线.兵 器 装 备 工 程 学 报:/./感应耦合回路数学模型按照近感应场的理论传输信道电路可简化成如图 所示电路图 其中为装定器信号源电压 为装定器的等效电阻 为装定器线圈电感量 为装定器等效电容 为线圈耦合系数 为感应线圈的等效电阻 为引信线圈电感量 为引信等效电容 为负载阻抗图 近感应场的理论及简化图.由基尔霍夫定律可得到 装定器回路方程:()引信接收回路方程:()则装定器回路的阻抗为 ()式()中:
7、为装定器回路的等效电阻、为装定器回路的等效阻抗 引信回路阻抗为 ()式()中:为引信回路的等效电阻、为引信回路的等效阻抗 引信感应线圈回路的阻抗耦合到装定器回路的反射阻抗为()()装定器回路的阻抗耦合到引信感应线圈回路的反射阻抗为()()为了更好的研究初级线圈的发射功率把图()所示电路图等效为图()所示电路图 ()()()设装定器发送功率 因为采用近场感应原理假设感应能量没有向外辐射所以引信接收回路的接收功率也为则有()()()获得更多的能量我们在设计时使装定器回路工作在谐振频率工作即合理选择参数使得 则有:()()若调整 使得 则引信回路在 时可以达到最大接收功率()设发送线圈为 绕组为线圈
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