[发明专利]一种火箭橇试验测速光电组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种火箭橇试验测速光电组件，特别是基于9km轨道的惯性测量装置火箭橇试验的测速光电组件，属于航天试验技术领域。

背景技术

火箭橇是采用火箭发动机作为动力，沿着专门建造的轨道运行的一种可回收式的试验手段。在火箭橇试验中测量橇体运行速度有外测和遥测两种方法，典型的外测方法是断靶测试，典型的遥测方法是雷达测速。

断靶测试火箭橇关键点速度是采用定距测时的原理，每个测速区由启动靶和停止靶组成，试验时根据弹道测量要求在轨道上布设启动靶和停止靶，并与测时设备相连，两靶之间的距离S通过测量获得。当火箭橇运动时，割断断靶靶线产生的信号分别启动和停止测时设备，测时设备记录的时间T即为火箭橇经过S区间运行的时间，通过S/T即得火箭橇经过该区间中点的速度V。可以看出，此种方法是通过位置和时间间接得出速度，而且在运行过程中通过物理切割等接触方式来得到测量值，如果要得到高精度的速度值，就需使两靶之间的距离尽量小以及测量时间的精度足够高，因此，此方法用于早期的火箭橇试验。

另外一种外测手段是雷达测速系统，雷达是用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置，因此雷达也是一种无线电定位技术。随着雷达技术的发展，雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标的速度，以及从目标会波中获取更多有关目标的信息。多普勒雷达就是利用多普勒效应进行定位、测速、测距等工作的雷达。有些雷达除确定目标的位置外，还需测定运动目标的相对速度。当目标与雷达站之间存在相对速度时，接收到回波信号的载频相对于发射信号的载频产生一个频移，这个频移在物理学上称为多普勒频移，它的数值为式中，f_d为多普勒频移，单位为Hz；v_r为雷达与目标之间的径向速度，单位为m/s；λ为载波波长，单位为m。当目标向着雷达站运动时，v_r>0，回波载频提高；反之，v_r<0，回波载频降低。雷达只要能够测量出回波信号的多普勒频移f_d，就可以确定目标与雷达站之间的相对速度。

速度测量雷达是根据多普勒原理设计出的一种速度测量设备。工作时，由雷达天线向火箭橇发射出连续等幅的电磁波，同时接收目标反射回来的电磁波信号，利用测得得多普勒频率，经处理获得目标速度数据。雷达测速相对于断靶测试的优点是无物理接触、速度测量值等间隔输出，因此，在国内的火箭橇试验中普遍采用雷达测速方式。但目前的火箭橇雷达测速数据处理方法中采用迭代算法，计算量大并且计算误差相对较大，相对测速精度只有千分之几，并且在低速段和雷达较近的地方，会出现精度退化的现象，难以满足惯性测量系统火箭橇试验误差分离的要求，并且雷达设备精密，价钱昂贵，启动和准备时间长，维护不方便等不足。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提出一种火箭橇试验测速光电组件，设备简单、成本低、测速精度高。

本发明的技术解决方案：一种火箭橇试验测速光电组件，包括光电发射端和信号接收端；光电发射端由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、发光二极管D1、激光发射管D2、第一电容C1、第一三极管Q1以及多谐振荡器U1组成，其中，第一电容C1的一端接地，另一端接多谐振荡器U1的低触发端口和高触发端口，第一电阻R1一端接到多谐振荡器U1的电源端口，另一端串接第二电阻R2后接多谐振荡器的放电端口，第三电阻R3与第四电阻R4串联后再与第一发光二极管D1并联，并联后的电路一端接到多谐振荡器U1的放电端口，另一端接到多谐振荡器U1的低触发端口和高触发端口，多谐振荡器U1的接地端口接地，第五电阻R5的一端接电源，另一端通过第六电阻R6接激光发射管D2的正极，激光发射管D2的负极接第一三级管Q1的漏极，第一三极管Q1的源极接地，栅极通过第七电阻R7接多谐振荡器U1的输出端口，多谐振荡器U1的控制端口通过直流悬空或通过电容接地，多谐振荡器U1的重置端口接电源；信号接收端由第二电容C2、接收器U2、信号整理电路U2A组成，其中第二电容C2的一端接地，另一端接电源，接收器U2的接地端口接地，电源端口接电源，输出端口接信号整理电路U2A的输入端口，信号整理电路U2A的另一个输入端口接地，信号整理电路U2A的输出端口接数据处理设备。

第一电阻R1为1KΩ，第三电阻R3为1KΩ，第六电阻R6为100Ω，第七电阻R7为2.2KΩ。

第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5为可变电阻。