脉冲测距引信的基本工作原理解析

引信每隔一段时间发射一次短促的高频脉冲，碰到目标后产生反射，一部分能量回到引信的接收机，到达接收机的反射脉冲比发射脉冲滞后Δt时间。我们知道，发射的高频脉冲信号是由一系列高频频谱组成。根据电磁波在空间传播的等速性和直线规律，所有频谱分量均以同一速度和同一时间到达目标，也以同一速度和同一时间到达接收机。所以由目标返回的信号仍保持原来的脉冲形式，即反射信号与发射信号相比只有时间滞后而无波形失真。于是，反射信号与发射信号之间的时间间隔Δt直接反映出电波往返传播的时间间隔。只要能测出Δt，即可确定弹目距离R0。

下面以一个较简单的脉冲测距引信原理方框图（图4-1）来说明脉冲测距引信的基本工作原理。各部分脉冲波形如图4-2所示。触发脉冲发生器产生重复周期为T的窄脉冲，如图4-2（a）所示。这些脉冲控制调制器产生脉宽为τ、重复周期为T的矩形脉冲，如图4-2（b）所示。这种矩形脉冲又用来调制发射机的高频振荡，形成了向外发射的高频脉冲，如图4-2（c）所示。同时触发脉冲又通过延迟装置延迟一个Δt时间，如图4-2（d）所示。然后将延迟后的脉冲送入选通脉冲发生器，使其产生一定脉宽的矩形选通脉冲，如图4-2（e）所示。

图4-1　脉冲测距引信原理方框图

图4-2　脉冲测距引信各部分波形

（a）触发脉冲；（b）调制脉冲；（c）发射脉冲；（d）延迟脉冲；（e）选通脉冲

选通脉冲前沿与延迟脉冲前沿相重合，因此，选通脉冲相对于发射脉冲也延迟了Δt时间。而延迟时间Δt及选通脉冲宽度是根据引信作用距离来给定的，也就是说由触发脉冲产生的选通脉冲限定了引信起爆时弹目间的距离。将此选通脉冲送入重合级，同时由接收机接收的反射脉冲也送入重合级。只有在选通脉冲工作期间，反射脉冲到达重合级时，重合级才输出一个启动信号，使引信起爆。

引信的作用距离R0可由引战配合的要求给定，延迟时间与R0之间关系由下式给出

这种引信最主要的问题是发射机辐射的脉冲通过寄生耦合进入接收机，而要将寄生耦合脉冲分离开是比较困难的，因寄生耦合脉冲电平与反射脉冲电平相差不多，不同之处只是反射脉冲较寄生耦合脉冲滞后一个短时间Δt。而在引信与目标间距离很小时，这些脉冲可以部分地或几乎全部相重合，为避免它们相重合，则必须发射极窄的脉冲。

如果发射和接收天线之间隔离不完善，而使漏到接收机输入端的直接信号功率PΔ为(www.xing528.com)

PΔ＞PS

式中，PS为接收机灵敏度。则必须对接收机采取选通的措施，在发射脉冲持续期间，选通脉冲不出现，使接收机关闭，不接收发射脉冲，而抑制泄漏的发射脉冲。也就是说，在发射脉冲持续时间τM内为盲区。将此时间换算成距离时，盲区范围即是引信工作的最小距离。

式中，τM为发射脉冲宽度。如果给定引信最小作用距离R0min，则发射脉冲宽度应满足

例如，R0min＝15m，则由上式可得τM≤0.1μs。

但另一方面，引信仅在近距离工作的情况下，经常能满足下式

PΔ＜PS

在这种条件下，上述的选通已没有必要，在发射脉冲持续期间内，接收机可以打开，即可以接收反射脉冲。这时发射脉冲宽度可以不受上式的限制，同时由于PS值比较大，可以不采用超外差式接收机，而采用直接检波放大式接收机。在这种电路中也可以采用选通方式工作，但这种选通的目的只是限制引信的作用距离。

综上所述，选通脉冲的宽度由引信作用距离变化范围来确定，即

上述体制的脉冲测距引信需要两副天线，并且它们之间的距离需要足够大，使其在空间的耦合具有几十分贝的衰减。因此，它在小型常规武器中很难采用，一般用于导弹上。