摘要：针对传统引信与装定器之间通讯可能产生误差，并且一种引信只能用一种专用装定器，提出了引信与装定器间的同步应答通讯方法。该方法与传统的串行发送方法不同，装定器每发送一位数据，引信皆应答一位数据，避免了迟滞后时间的累积；同时，通过三位识别符区分引信类别，使不同引信仍可使用原来的装定编码。实验和实际使用表明：该方法可有效提高引信与装定器通讯的可靠性，并且解决了一种引信只能配一种专用装定器的弊端，多种引信可使用一个装定器。
关键词：引信；装定；编码；通讯
0 引言
装定技术是装定器和引信的专用通讯技术[1]。由电子时间装定技术的简要分析可知，要完成引信装定系统的设计，首先需要从理论上解决以下几个方面的主要关键技术：（1）数字通信技术：引信的装定过程本质上是一个数字通信的过程，它包含了装定信息的编码、调制、驱动和发射，同时引信对信息的接受过程也要完成滤波、解调、解码和识别等[2-3]。（2）数据编码技术：引信的数字装定过程，需要对时间信息进行数字编码，以保证数据传输的有效性和抗干扰性[4]。目前引信用平台种类繁多、通用性差，性能和可靠性指标都不高，且每一个引信产品都需要开发一套专用电路，并研制与之配套的工作平台。造成一种引信一种专用电路、一个专用工作平台的局面。不同引信不能互换，且一个引信只能工作在为其设计的特定工作平台上，不同工作平台之间不能互换，不具有通用性。导致大量资金投入用于重复性开发劳动。显然这种方法既无法实现通用化也不适应现代战争的多元化作战要求了。
为了适应现代战争需求，提高引信与装定器间通讯的可靠性，解决引信装定器通用性的问题，本文提出引信与装定器间的同步应答通讯方法。
1 传统的装定器与引信通讯的原理与方法
传统的引信与装定器通讯使用的是成串发送的方法。装定器一次发送包含全部装定信息的一连串码元，引信接收到这些装定信息后，先识别“同步头”信号，若正确再读取发送过来的数据码元，若不正确则等待再次发送[5-6]。而引信则要等到接收完装定器发送的一组编码后再发送回答信号。这种技术存在以下2种问题：①发送的一个数据信息是由多位码元构成，而发送和接收数据是有时间差的，这就造成了装定器每发一位码元，引信接收相对滞后一定时间, 如图1所示,装定器先发送一个同步头数据，引信接收相对滞后△t0，接着发第一位数据信息，引信滞后△t1，发第二位数据信息，引信滞后△t2，由图1示可看出随着数据位数的增多，误差增大△t4＞△t2＞△t1，当数据信息量大到一定程度时，累计误差会占到一个数据位。
因此使用这种通讯识别方法，就降低了装定的可靠性与准确性，误码率高。一但引信接收的装定数据出错，引信可能出现计时不准确等问题。②该方法仅适用于单一引信对单一装定器，若换一种引信，就需要更换装定器的发送控制端，要重新发送相匹配的装定数据。通用性差。
2 装定器与引信的同步识别方法
为解决上述不足，提出了引信与装定器的同步识别方法，该方法采用专用编码，该编码方式不同于传统的串行数字通讯方式，具有单信道上行、下行同步进行，装定器发出的装定信号与引信发出的回答信号同步进行等特点。这样节约了信号传输时间，解决了发送数据与接收数据产生误差叠加的问题。原理如下。
首先，装定器上电后发出启动信号，引信接收到该脉冲信号后再给装定器返回一个脉冲信号作为应答信号。装定器发现应答信号后，再发数据，引信接收到发送的数据脉冲后再照原样给装定器返回一个数据脉冲，发送数据与应答数据是同步进行的。并且通讯电缆共用电源电缆。接着，装定器发出装定的数据编码，引信检测到该装定编码并识别出来。
如图2所示：当装定器接收到火控计算机发出的装定数据后，装定器的信息编码处理器向引信发出一个幅度为F的高电平脉冲信号作为启动信号，经过时间T若引信接收到该信号后即进入工作状态并且给装定器返回一个应答信号，即宽度为t0的脉冲信号。若装定器自发出该启动信号后经过时间T内没有接收到引信的应答信号，则视为引信没启动或引信异常，重复此操作步骤。直到引信给出应答信号。
装定器再发出数据信息，数据信息由多位码元组成，装定器每发送一位码元，引信若正常接收则返回一个应答信号；引信若没有向装定器返回一个应答信号则视此次发送失败，直到返回一个应答信号为止。
由图2可以看出，t1﹦t2﹦t3﹦t4﹦t5，即装定器发送与应答信号间的时间差是一定的，没有累计误差。因此，误码率很低，通讯可靠度较高。以此类推，装定器与引信一对一正确发送接收完一组数据该过程即结束。简言之，装定器的信息编码处理器按照一定的编码规则通过装定电缆向引信发送装定数据，引信每收到一位信号都原样回复应答信号，既可以解决多位累计造成误差的问题，又可以使装定器实时检查引信接收的正确性。
此外，该方法还能提高装定器的通用性。利用排列组合，2位二进制编码即可以表示4种不同类型的引信。例如“0 0”代表电子时间引信、“1 1”代表无线电近炸引信。若发送3位二进制编码，则可以识别出8种不同类型的引信，4位二进制编码，则可以识别出16种不同类型的引信。
识别了引信类型后，装定数据仍可以使用各自原来的装定编码。这种灵活的编码方式可使该装定器具有通用性，因此也就可以摒弃一种装定器只能对一种引信实施装定的模式了，这样既方便了装备部队的使用，又降低生产成本。
3 验证
3.1 新老通讯方法性能对比
在武器系统信息交联的接口设计上，原有装定器与引信采用的是串行通讯方法，其与同步应答通讯方法的性能对比见表1。由于同步应答通讯方法的传输方式是实时的，因此，不会延长其传输时间。
表1 串行通讯方法与同步应答通讯方法性能对比
序号 内容 串行通讯方法 同步应答通讯方法
1 传输方式 分时 实时
2 传输速率 ≤10kb/s ≤10kb/s
3 装定、回答
信号间隔 ≥100μs ≤100μs
4 多机通讯 不支持 支持
由表1可知，无论在传输方式，装定、回答时间间隔还是通用性等各个参数，采用同步应答通讯方法使得装定器与引信具有更低的误差，更强的通用性。
3.2 实验室测试
为了验证装定器与引信的同步应答通讯方法的可靠性，在实验室对应用该方法的引信与装定器进行了测试。由于同步应答通讯方法的实时传输特性，比分时传输的单向通讯方法产生的误差就会小很多。如表2实验室测试结果所示。从表2中可看出使用单性通讯方法，随着装定信息量的增大，装定结果的累积误差也越来越大。
表2实验室测试结果
序号 装定
时间 串行通讯方法测试结果 误差 同步应答通讯方法测试结果 误差
1 6.00s 5.98s -20ms 6.00s 0
2 12.50s 12.58s 80ms 12.50s 0
3 56.80s 56.90s 100ms 56.80s 0
4 75.20ss 75.31s 110ms 75.20s 0
5 122.66s 122.89s 230ms 122.66s 0
6 198.70s 199.01s 310ms 198.70s 0
为了验证装定器与引信的同步应答通讯方法的通用性，在实验室对应用该方法的引信与装定器进行了测试。测试结果见表3。
表3 实验室测试结果
序号 装定时间 装定器查询装定时间数据 作用方式
装定器查询引信类别
1 6.00s 6.00s --- 电子时间引信
2 98.80s 98.80s --- 电子时间引信
3 199.90s 199.90s --- 电子时间引信
4 6.50s 6.50s 高炸高 无线电近炸引信
5 59.2s 59.2s 低炸高 无线电近炸引信
6 186.20s 186.20s 高炸高 无线电近炸引信
通过实验可以看出使用装定器与引信间同步应答通讯方法，查询数据与装定数据无误差，并且可以应用在多种不同种类引信上，充分证明了使用该方法的精确性与可靠性以及通用性。
3.3 外场试验情况
目前，在装定器与引信间使用同步应答通讯方法，实现了对电子时间引信、无线电近炸引信的可靠装定，还可对碰炸引信以及其它种类需自动设置时间数值的电子引信进行时间装定。在使用中，性能稳定，效果良好。
引信飞行试验中共发射128发，剔除操作失误和故障弹外，有效弹共126发，全部正常作用。相对装定时间的组中间误差靶场雷达实测 0.041s。
4 结论
本文提出了一种在装定器与引信之间采用同步应答的通讯方法。该方法与传统的串行发送方法不同，装定器每发送一位数据，引信皆应答一位数据，避免了迟滞后时间的累积；同时，通过三位识别符区分引信类别，使不同引信仍可使用原来的装定编码。测试与实际使用表明：该方法应用于产品后，有效提高了引信与装定器通讯的可靠性，并节约了人力资本，实现了一机多能。
参考文献：
[1] 李喆，李杰，李世义。电子时间引信装定技术的基本原理与方法[C]//北京：中国兵国学会引信专业委员会学术年会，2001。
[2] 翟性泉，郑传军，何振才，等。电子时间引信装定的数据编码与压缩方法[J]。南京理工大学学报，1999，1。
[3] 翟性泉，郑传军，赖百坛。引信炮口快速装定的数据编码方法[J]。兵工自动化，1999，1。
[5] 曲秀杰，李杰。电子时间引信装定技术研究[J]。探测与控制学报，2001，3。
[6] 王秋生，孙艳。新一代感应装定技术—软件感应装定技术[J]。兵工学报，2007，7。 |
