RU2717861C1

RU2717861C1 - Method for calibration of radio fuzzy based on autodyne

Info

Publication number: RU2717861C1
Application number: RU2019131476A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кузнецов
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Дельта"
Priority date: 2019-10-07
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2020-03-26

Abstract

FIELD: radio equipment.

SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and can be used to control parameters and adjust devices using Doppler effect, including radio fuses of ammunition. Method for calibrating radio detonating fuses based on autodyne consists in the fact that a fixed radio fuse emits electromagnetic waves towards the simulator of the reflected signal from autodyne and the moment of actuation of the actuating device of the radio fuse is determined. Simulated autodyne of the radio fuse is a movable mill wheel with flat radio-reflecting surfaces rigidly installed radially relative to the center of the wheel and perpendicular to the main axis of the radio fuse at the moment of the reflecting surface being located perpendicular to the base of the simulator. Speed of convergence of reflecting surfaces with a radio fuse is changed by changing the wheel rpm, and various reflecting characteristics of the simulator are created by changing the reflection coefficient of electromagnetic waves of the reflecting surfaces themselves.

EFFECT: invention allows estimating sensitivity of radio fuses based on autodyne to action of reflected signals from different reflecting surfaces.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля параметров и настройки устройств, использующих эффект Доплера, в том числе радиовзрывателей боеприпасов.The invention relates to radio engineering and can be used to control parameters and configure devices using the Doppler effect, including ammunition fuses.

Автодинные системы благодаря конструктивной простоте, малогабаритности и высокой чувствительности находят широкое применение для решения самых различных задач ближней радиолокации, контроля технологических процессов и других целей. Принцип работы указанных систем основан на автодинном эффекте, заключающемся в изменении параметров автоколебаний генератора под воздействием отраженного электромагнитного излучения (Гершензон Е.М., Туманов Б.Н., Бузыкин В.Т. и др. Общие характеристики и особенности автодинного эффекта в автогенераторах // Радиотехника и электроника. 1982. - т. 27, №1. - с. 104-112). Возникающий автодинный отклик регистрируется в виде соответствующих сигналов либо в цепи питания генератора, либо внешним детектором, на который ответвляется часть его мощности.Owing to constructive simplicity, small size and high sensitivity, autodyne systems are widely used to solve a wide variety of short-range radar tasks, process control and other purposes. The principle of operation of these systems is based on the autodyne effect, which consists in changing the parameters of the oscillations of the generator under the influence of reflected electromagnetic radiation (Gershenzon E.M., Tumanov B.N., Buzykin V.T. et al. General characteristics and features of the autodyne effect in oscillators / / Radio engineering and electronics. 1982. - t. 27, No. 1. - p. 104-112). The resulting autodyne response is recorded in the form of corresponding signals either in the power supply circuit of the generator or by an external detector, to which part of its power is branched.

В процессе изготовления устройства с автодинами проходят стадию настройки и регулировки. Для этого используются различные имитаторы. В том числе для этих целей используют различные линии задержки радиосигнала. При этом обеспечивается сдвиг фазы сигналов и представляется возможность выполнять оценку отклика автодина на этот параметр. Однако такие устройства не позволяют оценить чувствительность радиовзрывателя на базе автодина.In the process of manufacturing a device with autodyne pass the stage of adjustment and adjustment. For this, various simulators are used. Including for these purposes using various delay lines of the radio signal. This provides a phase shift of the signals and it is possible to evaluate the response of the autodyne to this parameter. However, such devices do not allow to evaluate the sensitivity of a radio fuse based on an autodyne.

Известны имитаторы, позволяющие оценить отклик автодина на изменение знака доплеровского смещения частоты (А.С. №1659933 СССР МКИ G01S 7/40. Имитатор доплеровского сигнала / Бузыкин В.Т., Воторопин С.Д., Красильников Ю.Л., Носков В.Я. (СССР)).Known simulators that allow you to evaluate the response of the autodyne to a change in the sign of the Doppler frequency shift (AS No. 1659933 USSR MKI G01S 7/40. Doppler signal simulator / Buzykin V.T., Vorotopin S.D., Krasilnikov Yu.L., Noskov V.Ya. (USSR)).

Однако способ оценки параметров автодина с помощью таких имитаторов не позволяет оценить чувствительность автодина к изменению скорости его движения, и не позволяет оценить чувствительность радиовзрывателей на основе автодина к действию отраженных сигналов от различных отражающих поверхностей.However, the method for estimating the parameters of an autodyne using such simulators does not allow to evaluate the sensitivity of an autodyne to a change in its speed, and does not allow to evaluate the sensitivity of radio fuses based on an autodyne to the action of reflected signals from various reflective surfaces.

Предлагаемый способ калибровки радиовзрывателей на основе автодина свободен от этих недостатков.The proposed method for calibrating radio fuses based on an autodyne is free from these disadvantages.

Предлагаемый способ калибровки радиовзрывателей на основе автодина заключается в том, что неподвижным радиовзрывателем излучают электромагнитные волны в сторону имитатора отраженного сигнала от автодина и определяют момент срабатывания исполнительного устройства радиовзрывателя, причем в качестве имитатора отраженного сигнала автодина радиовзрывателя используют подвижное мельничное колесо с плоскими радиоотражающими поверхностями, жестко установленными радиально по отношению к центру колеса и перпендикулярно к главной оси радиовзрывателя в момент нахождения отражающей поверхности перпендикулярно основанию имитатора. Скорость сближения отражающих поверхностей с радиовзрывателем изменяют путем изменения частоты вращения колеса, а различные отражающие характеристики имитатора создают путем изменения коэффициента отражения электромагнитных волн самих отражающих поверхностей.The proposed method for calibrating autodyne-based radio fuses is that electromagnetic waves are emitted by a stationary radio fuse towards the simulated signal from the autodyne and the response time of the radio fuse actuator is determined, and a mobile mill wheel with flat radio-reflecting surfaces is used as a simulator of the reflected signal of the auto-fuse of the radio fuse. mounted radially with respect to the center of the wheel and perpendicular to the main axis fuse at the moment the reflective surface is perpendicular to the base of the simulator. The convergence rate of reflective surfaces with a radio fuse is changed by changing the wheel speed, and various reflective characteristics of the simulator are created by changing the reflection coefficient of the electromagnetic waves of the reflecting surfaces themselves.

В основу предлагаемого способа положены результаты исследований автора по изучению изменения параметров автодина при его взаимодействии с подвижной преградой.The proposed method is based on the results of the author’s research on the study of changes in the parameters of an autodyne when it interacts with a moving obstacle.

В результате этих исследований установлено, что частота электромагнитных колебаний со в автодине после воздействия на него отраженной волны возрастает. Это приводит к росту реактивного сопротивления в цепи автодина и, как следствие, к росту напряжения в цепи питания автодина. Кроме того, установлено, что с увеличением скорости приближения к автодину отражающей поверхности амплитуда напряжения в цепи питания автодина также возрастает.As a result of these studies, it was found that the frequency of electromagnetic waves ω in the autodyne increases after exposure to the reflected wave. This leads to an increase in reactance in the autodyne circuit and, as a result, to an increase in voltage in the autodyne power circuit. In addition, it was found that with an increase in the speed of approaching the reflecting surface to the autodyne, the amplitude of the voltage in the autodyne power supply circuit also increases.

Полученные данные позволили предложить этот параметр, а именно - напряжение в цепи питания автодина, в качестве информативного для оценки чувствительности радиовзрывателей на основе автодина. Достижение необходимой чувствительности достигается путем подбора радиоэлементов в колебательном контуре автодина при его настройке в производстве. А чувствительность к скорости перемещения автодина оценивается путем использования специальной установки, позволяющей перемещать отражающую поверхность по отношению к неподвижному радиовзрывателю. Причем коэффициенты отражения отражающей поверхности для электромагнитных волн могут быть различными.The data obtained made it possible to propose this parameter, namely, the voltage in the autodyne power supply circuit, as an informative one for evaluating the sensitivity of radio-fuses based on autodyne. Achieving the necessary sensitivity is achieved by selecting radio elements in the oscillatory circuit of the autodyne when it is set up in production. And the sensitivity to the speed of the autodyne is estimated by using a special installation that allows you to move the reflective surface in relation to a stationary radio fuse. Moreover, the reflection coefficients of the reflecting surface for electromagnetic waves can be different.

Способ калибровки поясняется рисунком устройства, с помощью которого реализуется оценка чувствительности конкретного радиовзрывателя. Рисунок приведен на схеме фиг. 1.The calibration method is illustrated by the drawing of the device, with the help of which the sensitivity assessment of a specific radio fuse is realized. The figure is shown in the diagram of FIG. 1.

Фиг. 1. Схема установки для проверки чувствительности радиовзрывателей с автодином: 1 - барабан; 2 - основание; 3 - имитаторы поверхности; 4 - отражающий экран; 5 - штатив для установки взрывателя; 6 - взрыватель; 7 -двигатель со счетчиком числа оборотов; 8 - прибор для измерения параметров автодина; 9 - направления излучения автодина; 10 - отраженные сигналы от имитаторов поверхности; 11 - указатель направления вращения барабана.FIG. 1. Installation diagram for checking the sensitivity of radio fuses with autodyne: 1 - drum; 2 - base; 3 - surface simulators; 4 - reflective screen; 5 - a tripod for installing a fuse; 6 - fuse; 7 - engine with a rev counter; 8 - a device for measuring autodyne parameters; 9 - directions of radiation autodyne; 10 - reflected signals from surface simulators; 11 - a pointer to the direction of rotation of the drum.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

В данной установке создаются условия близкие к происходящим при сближении авто дина с препятствием. Основным элементом установки является подвижные отражающие поверхности 3, которые могут перемещаться относительно неподвижного радиовзрывателя 6 с различной скоростью. Причем эти условия могут повторяться многократно, что позволяет проследить характер взаимодействия автодина с препятствием. Перемещение отражающих поверхностей обеспечивается за счет вращения плоских экранов вокруг оси барабана 1. При этом скорость поступательного перемещения экрана относительно автодина радиовзрывателя обеспечивается изменением числа оборотов барабана, на котором закреплены поверхности 3. Такая схема установки позволяет также изменять отражающую способность поверхностей за счет их конструктивного изменения. С целью исключения влияния отраженных сигналов при удалении поверхностей 3 от радиовзрывателя 6 нижняя часть (ниже оси барабана 1) установки защищена отражающим экраном 4, состоящим из радиопоглощающих пирамид.In this setup, conditions are created that are close to those occurring when a tire approaches a obstacle. The main element of the installation is a movable reflective surface 3, which can move relative to a stationary radio fuse 6 at different speeds. Moreover, these conditions can be repeated many times, which allows us to trace the nature of the interaction of the autodyne with an obstacle. The movement of the reflecting surfaces is ensured by the rotation of the flat screens around the axis of the drum 1. The speed of the translational movement of the screen relative to the autodyne of the radio fuse is provided by changing the number of revolutions of the drum on which the surfaces 3 are fixed. This installation pattern also allows you to change the reflectivity of the surfaces due to their structural change. In order to exclude the influence of reflected signals when removing surfaces 3 from the radio fuse 6, the lower part (below the axis of the drum 1) of the installation is protected by a reflective screen 4 consisting of radio-absorbing pyramids.

Эксперименты, проведенные на установке, показали, что при испытании штатных радиовзрывателей, например, типа 3ВТ47, изготавливаемых в АО «НПП «Дельта», представляется возможность оценить чувствительность радиовзрывателя к скорости перемещения и типу отражающей поверхности. Так установлено, что автодинный эффект (основной параметр чувствительности) для каждого типа взрывателей наблюдается при различном числе оборотов барабана, т.е. при различной скорости сближения отражающей поверхности и антенны автодина. Для радиовзрывателя типа 3ВТ47 автодинный эффект (появление биений амплитуды напряжения питания автодина) появляется при вращении барабана со скоростью 14 об/мин, а для радиовзрывателя типа 9-А-8712 - только при 20 об/мин. Сравнение распространения сигналов от отражающей поверхности установки с модельной ситуацией при использовании раздельных приемопередающих антенн показало, что на расстоянии 2,54 м от излучателя до отражающей поверхности на установке, амплитуды, равные отраженным, аналогичны отражениям:The experiments conducted on the installation showed that when testing standard radio fuses, for example, type 3ВТ47, manufactured at NPP Delta JSC, it is possible to evaluate the sensitivity of the radio fuse to the speed of movement and the type of reflective surface. It was found that the autodyne effect (the main sensitivity parameter) for each type of fuse is observed at different numbers of drum revolutions, i.e. at different speeds of approach of the reflecting surface and the autodyne antenna. For a 3VT47 type fuse, the autodyne effect (the appearance of a beating of the amplitude of the autodyne supply voltage) appears when the drum rotates at a speed of 14 rpm, and for a type 9-A-8712 fuse, only at 20 rpm. Comparison of the propagation of signals from the reflecting surface of the installation with the model situation when using separate transceiver antennas showed that at a distance of 2.54 m from the emitter to the reflecting surface on the installation, the amplitudes equal to the reflected ones are similar to reflections:

- подстилающей поверхности «глина», «песок» на расстоянии примерно 5-6 метров;- the underlying surface is “clay”, “sand” at a distance of about 5-6 meters;

- подстилающей поверхности «снег» на расстоянии примерно 1-1,5 метра.- the underlying surface is "snow" at a distance of about 1-1.5 meters.

Это обстоятельство позволило организовать калибровку радиовзрывателей по чувствительности и обеспечить идентичность параметров радиовзрывателей при их серийном производстве.This circumstance made it possible to organize the calibration of radio fuses for sensitivity and to ensure the identity of the parameters of radio fuses in their serial production.

При замене отражающих поверхностей на поверхности с меньшим коэффициентом отражения автодинный эффект на взрывателе 3ВТ47 наблюдался только при 17 об/мин.When replacing reflective surfaces on a surface with a lower reflectance, the autodyne effect on the 3BT47 fuse was observed only at 17 rpm.

Таким образом, приведенное техническое решение позволяет выполнять оценку чувствительности радиовзрывателей на основе автодина к скорости сближения радиовзрывателя с подвижной отражающей поверхностью и с различным коэффициентом отражения от таких поверхностей.Thus, the above technical solution allows to evaluate the sensitivity of radio fuses based on autodyne to the approach speed of a radio fuse with a moving reflective surface and with a different reflection coefficient from such surfaces.

Изложенные сведения о заявленном изобретении, охарактеризованном в независимом пункте формулы, свидетельствуют о возможности его осуществления с помощью описанных в заявке и известных средств и методов. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию промышленной применимости.The stated information about the claimed invention, characterized in an independent claim, indicates the possibility of its implementation using the described in the application and known means and methods. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of industrial applicability.

Claims

A method for calibrating autodyne-based radio fuses, in which electromagnetic waves are emitted by a stationary radio fuse towards the simulated reflected signal from the autodyne and determine the response time of the actuator of the radio fuse, characterized in that a movable mill wheel with flat radio-reflecting is used as a simulator of the reflected auto-fuse of the radio fuse surfaces rigidly mounted radially with respect to the center of the wheel and perpendicular to the main axis a radio fuse at the moment the reflecting surface is perpendicular to the base of the simulator, and the speed of approach of the reflecting surfaces with the radio fuse is changed by changing the wheel speed, and various reflective characteristics of the simulator are created by changing the reflection coefficient of the electromagnetic waves of the reflecting surfaces themselves.