封控弹药组网引信传输技术研究

发布时间：2020-10-16 14:25

　　 本论文以封控弹药为平台,研究封控弹药引信组网的数据传输技术。封控弹药系统应用于战场区域封锁,具备组网、通信、定位和探测等功能。本文致力于系统在满足通信距离、功耗要求等前提下完成系统的组网和磁探测任务。针对以上提出的研究要求和目标,本论文做了以下工作:(1)通过对网络拓扑结构的类型、特点、性能进行分析,结合引信网络数据通信的特点,采用多种拓扑结构相结合的方法,设计了适合于引信网络系统的分层拓扑结构和工作方式。(2)针对封控弹药特殊的工作环境和通信需求,通过对比当前主要短距离无线通信方式,最终选用微功率RF芯片Si4463进行通信,满足了封控弹药的通信要求。(3)针对封控弹药能源紧张的特点,通过理论计算对系统功耗进行了评估,发现通信模块的侦听状态消耗了系统2/3以上的功耗,在此基础上对其工作方式进行了优化,提出了通信模块间歇的工作方式,系统功耗减少到原来的1/3。然后重新设计了网关查询单个节点、查询全部节点和子节点主动上报的工作方式。(4)为微功率RF芯片Si4463设计了高性能的通信机制,包括基于ACK的双向通信协议、精简的CSMA/CA发送机制,丢包率大幅减少,系统性能最大可提升28倍。(5)针对封控弹药组网的抗干扰要求,建立了基于Si4463的跳频仿真模型,使通信频带宽度扩展到6.4M。通过对其抗干扰能力进行仿真,得到了在全频带干扰下的误码率曲线,验证了其抗干扰能力。(6)最后,本文搭建了封控弹药引信组网的传输系统,进行了各个模块的软硬件设计并通过实验验证了其组网和探测功能。
【学位单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ430
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 本论文研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内发展现状
        1.2.3 发展趋势
    1.3 本文的主要内容
第2章 封控弹药引信系统体系结构
    2.1 封控弹药系统的组成
    2.2 封控弹药引信网络的工作过程
    2.3 封控弹药引信网络的拓扑结构
        2.3.1 网络拓扑结构的类型
        2.3.2 网络拓扑结构的性能参数
        2.3.3 封控弹药引信网络中的拓扑结构
    2.4 封控弹药引信网络通信系统设计
        2.4.1 封控弹药引信网络通信系统设计原则
        2.4.2 封控弹药引信网络通信系统组成
        2.4.3 封控弹药引信网络通信系统的工作过程
    2.5 本章小结
第3章 封控弹药引信网络数据传输方案设计
    3.1 封控弹药引信网络通信要求
    3.2 通信方式
    3.3 低功耗设计
        3.3.1 低功耗原则
        3.3.2 低功耗方案
    3.4 通信协议
        3.4.1 常用信道接入协议
        3.4.2 基于RF收发芯片的协议设计
    3.5 抗干扰技术
        3.5.1 突发通信技术
        3.5.2 跳频技术
    3.6 本章小结
第4章 封控弹药数据传输方案实现
    4.1 主控电路模块
    4.2 自组网通信模块
        4.2.1 自组网通信模块硬件结构
        4.2.2 自组网通信模块软件设计
    4.3 数传通信电台模块
    4.4 定位模块
    4.5 磁探测模块
        4.5.1 磁传感器电路设计
        4.5.2 磁探测模块的软件设计
        4.5.3 磁探测目标识别算法
    4.6 电源管理模块
    4.7 本章小结
第5章 实验验证
    5.1 组网实验
    5.2 磁探测实验
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢

【参考文献】

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本文编号：2843375