智能雷弹红外辅助精确定向
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摘要
智能雷弹是防御超低空飞行的武装直升机的重要武器系统，本文结合“十·五”国防预研项目“反直升机智能雷弹声复合引信技术”的研究，在声引信探测直升机目标方位基础上，利用红外探测实现精确定位，并且根据目标当前位置获得雷弹的拦截方位角度。
为满足系统的实时性和精确性的要求，以高性能浮点DSP芯片TMS320C6711为核心，设计了基于DSP的红外探测和信号处理电路。探测器件采用位置敏感器件(PSD)，结合直升机目标的红外波长特性，选择1～3μm红外波段进行探测。信号处理电路采用DSP进行位置计算，解决了一般PSD探测电路模拟运算的缺陷。
根据直升机飞行特点，建立了飞行轨迹模型，在此基础上获得了飞行轨迹、攻击方位角、目标距离等预测参数。同时利用计算机进行参数预测模拟，结果证明模型设计合理，公式推导正确。
The smart mine will be the most important weapon system to defend arming helicopter hedgehopping in future war. With the researching of the national defence pre-researching project which is the research of acoustics compound fuse of anti-helicopter smart mine, on the basis of helicopter's orientation with acoustics fuse detection, achieving precise orientation with infrared detection, and getting mine's inter-angle aim's current position.
In order to satisfy "the need of real-time and accuracy of the system, we use high performance floating DSP TMS320C6711 as core processor and design the infrared detecting and signal processing circuit. Combining the helicopter's infrared wavelength characteristic, we choose 1~3um infrared band to detect with position sensitive detection(PSD). We calculate the position with DSP in signal processing circuit so as to avoid the limitation of analog operation with normal PSD detecting circuit.
According to flight trait of helicopter, we model the flight route, on the basis of this, we gain predicting parameter of flight route, striking angle , striking distance. We also simulate the parameter prediction with computer. The result proves model designed in reason, deducing formula exactly.
为满足系统的实时性和精确性的要求，以高性能浮点DSP芯片TMS320C6711为核心，设计了基于DSP的红外探测和信号处理电路。探测器件采用位置敏感器件(PSD)，结合直升机目标的红外波长特性，选择1～3μm红外波段进行探测。信号处理电路采用DSP进行位置计算，解决了一般PSD探测电路模拟运算的缺陷。
根据直升机飞行特点，建立了飞行轨迹模型，在此基础上获得了飞行轨迹、攻击方位角、目标距离等预测参数。同时利用计算机进行参数预测模拟，结果证明模型设计合理，公式推导正确。
The smart mine will be the most important weapon system to defend arming helicopter hedgehopping in future war. With the researching of the national defence pre-researching project which is the research of acoustics compound fuse of anti-helicopter smart mine, on the basis of helicopter's orientation with acoustics fuse detection, achieving precise orientation with infrared detection, and getting mine's inter-angle aim's current position.
In order to satisfy "the need of real-time and accuracy of the system, we use high performance floating DSP TMS320C6711 as core processor and design the infrared detecting and signal processing circuit. Combining the helicopter's infrared wavelength characteristic, we choose 1~3um infrared band to detect with position sensitive detection(PSD). We calculate the position with DSP in signal processing circuit so as to avoid the limitation of analog operation with normal PSD detecting circuit.
According to flight trait of helicopter, we model the flight route, on the basis of this, we gain predicting parameter of flight route, striking angle , striking distance. We also simulate the parameter prediction with computer. The result proves model designed in reason, deducing formula exactly.
引文
1 王彪，李世义．浅谈我国反直升机地雷系统的发展．华北工学院学报．1996(3)：236-250
2 杨亦春，程翔，陈庆生．智能雷弹被动声定位精度问题研究．弹道学报．1999(9)：8-13
3 吕爱民．PSD光斑定位技术及应用研究[博士论文]．南京理工大学．1997．12
4 张丽．多目标平面运动状态的光电检测系统[硕士论文]．南京理工大学．1995．12
5 孙传福．从海湾战争论发展防直升机地雷的必要性．工兵装备研究．1993(3)：29-33
6 陈汝全．电子技术常用器件应用手册．第1版．北京：机械工业出版社．
7 丁宇和 刘丽君．直升机载红外干扰系统测试与评估．光电对抗与无源干扰，2003(2)：11-14
8 袁红星，吕爱民，贺安之．稳定背景下PSD的位置误差分析．传感器技术．1998(5)：33—36
9 吕爱民，袁红星，贺安之，段俊斌．测试条件对PSD位置精度的影响．传感器技术．1999(4)：43—44
10 丁喜波，景桂艳，杨玉春，袁江．PSD激光直线度测量仪．传感器技术．1997(2)：21—23
11 吕爱民，王志兴，贺安之．用PSD检测长直导轨准直度．传感器技术．1996(5)：55—56
12 王广志，丁海曙，丁辉．位移敏感器件(PSD)的杂光干扰研究．清华大学学报．1997，37(1)：61
13 胡进．对空红外无源探测警戒系统关键技术浅述．雷达与对抗．1999(2)：9-12
14 徐南荣，卞南华．红外辐射与制导．国防工业出版社，1997
15 胡进，夏土海．一种对空红外无源探测警戒系统的工程设想．雷达与对抗，1999(1)：14-20
16 路远，时家明等．红外被动定位研究．红外与激光工程．2001，30(6)：405-409
17 徐南荣 瞿荣贞．飞行器的红外特性．红外与激光．1999，28(1)：8-14
18 谭显裕．飞行器红外隐身的技术途径．红外与激光工程．1997，20(3)：
62-63
19 李田泽，杨淑连．红外背景干扰研究．红外技术．1997，19(5)：16-20
20 毛振刚．红外隐身技术．红外技术．1990，12(1)：17-18
21 许中胜，徐邦荃．红外系统波段特性比较．电光与控制．2001(1)：43-46
22 王威，李进杰等．红外辐射的气候环境传输特性分析．激光与红外．2000，20(5)：290-292
23 许占伟．基于DSP的被动声定位技术研究[硕士论文]．南京理工大学．2002(12)
24 杨杰．基于DSP的窄带被动声探测系统设计[硕士论文]．南京理工大学，2003(12)
25 张元．被动声探测技术研究—反直升机雷弹声引信跟踪与识别[博士论文]．南京理工大学，1996(4)
26 杨亦春．反直升机智能雷弹复合声引信技术[博士论文]．南京理工大学，2000(1)
27 王伟 张永丽等．DSP技术在探测器的数据采集系统中的设计研究．北京石油化工学院学报．2002(9)：19-21
28 王世一．数学信号处理．第二版 北京：北京理工大学出版社，1997
29 胡广书．数字信号处理—理论、算法与实现．第一版．北京：清华大学出版社，1997
30 栾大龙 刘勇．红外隐身技术与反红外隐身技术．红外与激光技术．1995，24(3)：18-21
31 杨建明．热释电红外探测器制各及相关问题研究[硕士论文]．西安交通大学，2002
32 高光天．传感器与信号调理器件应用技术．科学出版社．2002
33 王小东 吴威．光电位置敏感元件及其信号的检测．电测与仪表．1995(1)：24-26
34 A．V．奥本海姆，R．W．谢弗．离散时间信号处理．北京：科学出版社，1998
35 蒋志凌．空中目标的探测与跟踪[硕士论文]．山东大学，2002
36 陈玻若．红外系统．兵器工业出版社．1995
37 李刚．数字信号微处理器的原理及其开发应用．第一版．天津：天津大学出版社，2000
38 王念旭等．DSP基础与应用系统设计．第一版．北京：北京航空航天大学出版社，2001
39 李方慧．TMS320C6000系列DSPs原理与应用．第2版．北京：电子工业出版社，2003
40 任丽香，马淑芬，李方慧．TMS320C6000系列DSPs的原理与应用．北京：电子工业出版社 2000．7
41 张雄伟．DSP芯片的原理与开发应用．第一版．北京：电子工业出版社，1997
42 刘景生．红外物理．兵器工业出版社．1992
43 洪流 张荫锡．直升飞机近区红外辐射特性测试技术研究．红外与激光工程．1999年，28(3)：24-28
44 于克泳．PSD器件在位移测试中的应用[硕士论文]．南京理工大学．2001(3)
45 刘剑锋．PSD定位理论及其在引信中的应用研究[硕士论文]．南京理工大学．2002(3)
46 姚恩涛 周克印．光电位置探测器的环境光补偿方法的研究．数据采集与处理．1999，14(1)：119-121
47 AD7865 Four-Channel, Simultaneous Sampling, Fast, 14-Bit ADC. ANALOG DEVICES. 2000
48 INAI28/INAI29 Precision, Low Power INSTRUMENTATION AMPLIFIERS. BURR-BROWN. October, 1996
49 TMS320C6201 Digital Signal Processor. Texas Instruments Incorporated, 1999
50 TMS320C6000 Assembly Language Tools User's Guide. Texas Instruments, 2001
51 TMS320C6000 Optimizing Compi.ler User's Guide Texas Instruments, 2001
52 TMS320C6000 CPU and Instruction Set Reference Guide Texas Instruments, 2002
53 TMS320C6000 Programmer's Guide. Texas Instruments, 2002
54 TMS320C6000 Peripherals Reference's Guide. Texas Instruments, 2002
55 http://www. 21ic. com
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