封控弹药组网引信传输技术研究

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1、封控弹药组网引信传输技术研究谭宇晓2015年6月中图分类号：TJ431.2UDC分类号：623.4封控弹药组网引信传输技术研究作者姓名谭宇晓学院名称机电学院指导教师何光林副教授答辩委员会主席谌德荣教授申请学位工程硕士学科专业兵器工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月ResearchonCommunicationTransmissionTechnologyoftheBlockadeControlSubmunitionFuzeNetworkingCandidateName：YuxiaoTanSchoolorDepartment:SchoolofMechatronicalEngi

2、neeringFacultyMentor:A.Prof.HeGuanglinChair,ThesisCommittee：Prof.DerongChenDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：OrdnanceEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June.11th.2015Degreeby:BeijingInstituteofTechnology研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注

3、和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要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

4、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

5、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。关键词：封控弹药；组网；低功耗；跳频；磁探测I北京理工大学硕士学位论文AbstractBasedontheblockadecontrolsubmunition,thispaperstudiesthedatatrans

6、missiontechnologyoffuzenetwork.Theblockadecontrolsubmunitionsystemisappliedtobattlefieldregionalblockade,havingthefunctionsofnetworking,communitions,positioning,detectingandsoon.Thispaperisdevotedtoasystem,whichcanaccomplishnetworkingandmagneticdetectionatthesametimemeetingthedemandofcommunication

7、distanceandpowerconsumption.Toachievethesegoals,thispaperhasdonealotofwork,including：(1)Byanalyzingthecharacteristicsandperformanceofdifferentnetworktopologie,amixedtopologyofnetworkwasdesignedtofitthefuzenetwork