脉冲测距引信的举例解析

图4-3为脉冲测距引信发火控制系统的组成方框图。它由发射天线、接收天线、发射机、接收机、起爆点转换开关、保险执行机构、引爆机构、前吸收盘和后吸收盘等部分组成。

该引信采用了具有不同主波瓣倾角的两组接收天线、起爆点电子转换开关和前后引爆机构，其目的是保证在导弹与目标的相对接近速度范围内，战斗部破片杀伤区与引信作用区配合一致，以解决引战配合的问题。图4-4所示为引信启动区在导弹纵轴平面上的剖面图。图4-5所示为战斗部静态和动态杀伤区的剖面图。为了可靠地杀伤目标，必须使引信启动区同战斗部杀伤区配合一致，也就是必须保证在相对速度的整个变化范围内，战斗部破片都能击中目标。而引信的效率取决于弹目在规定的遭遇条件下引信启动区与战斗部杀伤区的配合程度。如果要使引信取得较高效率，则必须恰当地选择引信天线辐射的波瓣同导弹纵轴间的夹角以及波瓣在导弹纵轴平面上的宽度，使其形成一个绕导弹纵轴呈环形的天线波瓣，以便保证引信能按一定角度绕导弹纵轴进行等强定向发射和等强定向接收。引信的启动区取决于引信接收天线的波瓣，该引信采用两套接收天线，其波瓣倾角不同，一对接收天线最大场强方向的倾角为φ1，而另一对倾角为φ2。此外，在该引信中设置的前后引爆机构可使战斗部能选择两个起爆点。根据导弹与目标在各种不同遭遇姿态时的弹目相对速度由导弹无线电控制系统向引信发出一个指令K4，该指令为不同宽度的脉冲信号，引信的起爆点电子转换开关可以按照K4指令脉冲宽度，使两组接收天线和前、后引爆机构分别接通，组成表4-1中四种配合关系。

图4-3　脉冲测距引信发火控制系统组成方框图

图4-4　引信启动区在导弹纵轴平面上的剖面图

图4-5　战斗部静态与动态杀伤区剖面图

表4-1　配合关系表

由表4-1可见，由于引信与战斗部有四种配合关系，因而该引信可以根据弹目速度及各种遭遇姿态，来控制引信的启动区和战斗部的杀伤区位置，从而使引信与战斗部达到最佳配合的目的。

引信在战斗使用时的工作情况如下：当接通弹上电源时，交流电（115V，400Hz）便输到引信的发射机、接收机和起爆点转换开关的电源整流器上，经过整流后供给接收机阳极电路和灯丝电路、发射机灯丝电路和起爆点转换开关电源。如果弹道附近区域内有消极干扰存在，则制导站在发射导弹之前就会向引信发出一个电压为26V的消极干扰指令，该指令可使抗干扰电路中继电器的触点闭合，从而使抗干扰电路与接收机接通，使接收机的灵敏度降低。在导弹起飞瞬间，当导弹的加速度达到13g时，保险机构的惯性开关开始工作，于是保险机构的第一级保险被解除。当主发动机管道内的压力达到20atm时，装在发动机上的气压继电器就接通，此时26V直流电压就通过该继电器的闭合触点加到保险机构电路上，于是第二级保险就被解除。在导弹起飞后的第7～13s，保险机构的触点闭合，使引信执行电路与一个引爆机构接通，引爆机构解除保险，从而使第三级保险解除。同时自炸装置被触发，自炸装置是一个定时机构。当导弹接近目标时，无线电控制系统就向引信发出一定宽度的26V直流电压脉冲，即K4指令。引信的起爆点转换开关根据K4指令值接通前引爆机构或后引爆机构，并接通与当时相对速度相应的第一波道天线或第二波道天线。发出K4指令后0.2s，无线电控制系统便向引信发出一个26V直流电压的K3执行指令，以接通发射机的阳极电路电源和执行电路的闸流管电源，从而解除第四级保险。这时，引信就完全处于待发状态。当目标进入电磁波辐射区并在引信的有效距离内时，电磁波就被目标反射回来，被接收天线接收，再通过高频滤波器进入混频器。同时本机振荡器输出的高频振荡信号沿本振电缆加在每个混频器上。混频器输出中频信号加到中频放大器，经放大和检波后再输入到视频放大器进行放大，被放大后的视频信号输入执行电路，当积分器输出电压达到一定值时，执行电路的闸流管点火。这时点火电容器所储存的电能便通过相应的引爆机构的电爆管引爆战斗部。如果导弹在引信的最大作用距离以外飞过目标，那么自炸装置中的定时机构接通弹上电源输来的26V电压而使弹自炸。

由图4-3可见，脉冲测距引信的发火控制部分主要由发射机、接收机、执行电路及抗干扰电路等组成，现主要针对发射机和接收机分别介绍如下。

一、发射机

发射机由调制信号发生器、调制器、高频振荡器及电源组合组成，如图4-6所示。其功能是产生某一固定波长的脉冲振荡。

图4-6　发射机组成方框图

调制信号发生器是一个自激间歇振荡器，其间歇振荡器的脉冲重复频率为400Hz。由调制信号发生器产生一个有一定重复周期、幅度为500～600V的正脉冲，加至调制管，使调制管开启，输出一个幅度达2 000V的正脉冲，加至高频振荡器，以调制高频振荡器，产生一个高频脉冲信号。(www.xing528.com)

二、接收机

接收机的功用是接收、混频、放大和检波，通常由本机振荡器、高频滤波器、混频器、中频放大器、脉冲检波器及视频放大器等组成。

接收机的高频部分由一个本机振荡器、两个功率分配器和四个接收方向的电路组成。每个接收方向的电路包括一个高频滤波器、一个混频器和一根具有降压电阻的高频连接电缆。每个高频功率分配器连接两个接收方向。其组成如图4-7所示。

图4-7　接收机高频部分的组成方框图

从目标反射回来的信号，被接收天线接收，经过高频滤波器加到混频器上。本机振荡器的信号从振荡器的每一输出端加到各自的高频功率分配器上，在此又分成两路，从各自输出端输出，经过带降压电阻的电缆，加到混频器上。两个信号在混频器内相互作用之后，便分出中频信号，加到中频放大器的输入端。

高频滤波器的功用是保护接收机不受制导雷达和干扰机信号的影响。它是由三个LC并联回路组成的，其等效电路如图4-8所示。每条回路都调谐在通带的中间频率，各回路用四分之一波长的同轴线线段连接。

混频器的功用是将目标反射回来的信号和本机振荡器的信号变换成中频信号。该混频器等效电路如图4-9所示，为非平衡电路，其结构也为同轴线式混频器。采用硅晶体二极管为变换信号的非线性器件。

图4-8　高频滤波器等效电路图

图4-9　混频器等效电路

高频功率分配器的用途是将本机振荡器的功率分配给两个混频器，其结构为T形连接的同轴线。

本机振荡器的功用是产生高频振荡，其频率与发射机振荡器产生的高频振荡相差一个中频值。其构造和等效电路与发射机高频振荡相似，采用钛瓷三极管组成自激振荡器，产生连续高频振荡。所不同的是由于有四根接收天线，本机振荡器的高频能量由两个对称配置的输出端输出，然后再通过高频功率分配器按两个波道进行分配。

中频放大器的功用是放大混频器输出的中频脉冲。在该引信中采用选通脉冲来控制中放，即只有在选通脉冲持续期间内中放才正常工作。常称这种受选通脉冲控制的电路为“距离波门”，而选通脉冲称为波门脉冲。此外，在中放里可进行程序增益调整和由抗干扰电路控制的增益调整。其组成如图4-10所示。为了保证中频放大器具备必需的放大系数和通频带，中频放大器采用“三级参差调谐”电路。所谓“三级参差调谐”指总级数m是3的整数倍，每三级构成一组。每组中，一个回路调谐在低边频上，另一个回路调谐在高边频上，第三个回路调谐在中间频率上。所以该中频放大器由六级组成。第一级和第六级回路调谐在通频带中间频率上；第二级和第四级回路调谐在低边频上；第三级和第五级回路调谐在高边频上。在中频放大器的输入端装有继电器，该继电器受起爆点转换开关控制，将各对天线转接到输入电路上，而中频放大器第一级为一个对称多谐振荡器，它起电子转换开关的作用，即转接一对天线所接收的信号，并将这些信号继续汇集到一个波道里。

图4-10　中频放大器组成方框图

视频脉冲检波器由按倍压电路连接的双二极管组成。视频放大器的功能是将视频检波器输出信号放大到一定数值，使执行级电路和抗干扰电路正常工作。