風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法技術

本發明專利技術涉及一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，包括：搭建測量系統；在風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標；根據預估氣流速度設置收發子系統的參數；開啟風洞爆轟子系統，將風洞內抽真空；利用收發子系統測量并獲取目標在真空環境下的靜態回波數據；注入測量氣體以及助推用爆轟氣體；通過點火子系統點火在風洞內形成爆轟測量環境，利用收發子系統測量并獲取目標在爆轟測量環境下的測量狀態回波數據；根據得到的靜態回波數據和測量狀態回波數據分析目標等離子鞘套多普勒效應。本發明專利技術適用于利用風洞模擬高空高速環境下，目標等離子鞘套多普勒效應的測量。量。量。

【技術實現步驟摘要】
風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法


[0001]本專利技術涉及多普勒效應測量
，尤其涉及一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法。

技術介紹

[0002]風洞環境是對高速目標再入段的模擬方法之一，是研究高速目標再入段特性的有效測試設備。等離子鞘套多普勒效應則是高速目標再入段特性的研究重點之一。
[0003]等離子體產生主要有三種方式：第一、高溫灼燒產生；第二、電離產生；第三、高速氣流摩擦產生。再入體進入大氣層時，等離子的產生方式主要是第三種，等離子鞘套多普勒效應將影響對目標的跟蹤探測與識別。但目前現有技術中，對于高速目標再入段等離子鞘套多普勒效應缺乏相應的地面模擬裝置與系統性測量方法。
[0004]因此，針對以上不足，需要提供一種模擬環境可控且可重復性高的地面模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應測量方法。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的是提供一種地面模擬測量方法，滿足高速目標再入段多普勒效應影響研究的需求，實現模擬高速目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術提供了一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，該方法采用風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量系統實現，所述測量系統包括收發子系統、點火子系統、風洞爆轟子系統、觸發子系統；其中，
[0007]所述收發子系統用于發射測量信號和接收回波信號；
[0008]所述風洞爆轟子系統用于提供真空環境以及利用充入的測量氣體產生爆轟測量環境；
[0009]所述點火子系統連接所述風洞爆轟子系統，用于觸發所述風洞爆轟子系統點火；
[0010]所述觸發子系統與所述收發子系統、所述點火子系統、所述風洞爆轟子系統信號連接，用于實現所述收發子系統、所述點火子系統、所述風洞爆轟子系統之間的信號同步；
[0011]測量方法包括如下步驟：
[0012]S1、搭建所述測量系統；
[0013]S2、在所述風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標；
[0014]S3、根據預估氣流速度設置所述收發子系統的參數；
[0015]S4、開啟所述風洞爆轟子系統，將風洞內抽真空；
[0016]S5、利用所述收發子系統測量并獲取目標在真空環境下的靜態回波數據；
[0017]S6、在風洞注入測量氣體以及助推用爆轟氣體；
[0018]S7、通過所述點火子系統點火在風洞內形成爆轟測量環境，利用所述收發子系統測量并獲取目標在爆轟測量環境下的測量狀態回波數據；
[0019]S8、根據得到的靜態回波數據和測量狀態回波數據分析目標等離子鞘套多普勒效
應，建立回波數據頻譜移動與風洞內氣流速度之間的關系。
[0020]優選地，所述收發子系統包括信號源、頻譜儀、放大器、收發天線、硬質支撐架和天線罩；所述信號源與所述收發天線連接，用于發射測量信號，所述收發天線通過所述放大器與所述頻譜儀連接，用于接收回波信號。
[0021]優選地，所述步驟S2中，在所述風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標時，將所述目標通過所述硬質支撐架設置在風洞內部的目標區中，并將所述收發天線設置在所述目標內部，在所述目標朝向來流方向的前部設置透波的所述天線罩，所述收發天線通過測量電纜連接風洞外的所述信號源和所述頻譜儀。
[0022]優選地，所述風洞爆轟子系統包括風洞、爆轟氣體混合室、測量氣體段、火花塞、氣流監測設備、氣壓監測設備；
[0023]所述爆轟氣體混合室通過所述測量氣體段連通至所述風洞，所述火花塞設置在所述爆轟氣體混合室的火花塞安裝位上，所述氣流監測設備、所述氣壓監測設備設置在所述測量氣體段與所述風洞連接段，所述氣流監測設備用于對所述測量氣體的流速進行監測，所述氣壓監測設備用于對所述測量氣體的氣壓進行監測。
[0024]優選地，所述點火子系統包括點火器，所述點火器與所述火花塞連接，用于產生點火信號以觸發所述火花塞完成點火。
[0025]優選地，所述觸發子系統包括脈沖延時發生器、數字示波器；
[0026]所述脈沖延時發生器與所述數字示波器、所述頻譜儀、所述信號源、所述點火器連接，用于給出氣流觸發信號和延時觸發信號；所述數字示波器與所述頻譜儀、所述信號源、所述氣壓監測設備、所述氣流監測設備連接，用于記錄觸發時間、發射測量信號和接收回波信號。
[0027]優選地，所述步驟S6中，在風洞的測量氣體段注入測量氣體，在爆轟氣體混合室注入助推用爆轟氣體，在風洞內抽真空后，由所述脈沖延時發生器生成觸發信號，并同步發送至所述氣流監測設備和所述數字示波器，所述氣流監測設備開始測量氣流流速，所述數字示波器記錄氣流的觸發時間。
[0028]優選地，所述步驟S7中，通過所述點火子系統點火在風洞內形成爆轟測量環境時，所述脈沖延時發生器生成延時觸發信號，并同步發送至所述點火器、所述信號源、所述頻譜儀和所述數字示波器；
[0029]所述點火器響應延時觸發信號，生成點火信號并發送至所述火花塞，所述數字示波器記錄點火的觸發時間，所述信號源響應延時觸發信號并開始發射測量信號，所述頻譜儀響應延時觸發信號并開始接收回波信號；
[0030]所述氣壓監測設備輸出氣壓監測信號至所述數字示波器；
[0031]所述信號源、所述頻譜儀還用于測量結束后輸出微波測量完成信號至所述數字示波器，所述數字示波器根據微波測量完成信號記錄測量完成的時間。
[0032]優選地，所述步驟S3中，根據預估氣流速度設置所述收發子系統的參數時，設置所述信號源發射測量信號為點頻信號，根據預估氣流速度設置所述頻譜儀的接收中心頻率，并設置所述頻譜儀的接收帶寬至少為50MHz。
[0033]優選地，所述測量方法還包括：
[0034]S9、對風洞放氣至常規大氣壓，并進行測量后清理。
[0035]本專利技術的上述技術方案具有如下優點：本專利技術提供了一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，該方法采用風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量系統實現，測量系統包括收發子系統、點火子系統、風洞爆轟子系統、觸發子系統，通過將目標放置在風洞爆轟子系統的風洞內部，在地面模擬高速目標再入段等離子鞘套多普勒效應，研究氣流速度(飛行速度)對目標等離子鞘套多普勒效應的影響。本專利技術能夠實現模擬環境可控且可重復性高的地面模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應測量，填補了現有技術的空白。
附圖說明
[0036]圖1是本專利技術實施例中一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法步驟示意圖；
[0037]圖2是本專利技術實施例中一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量系統結構示意圖；
[0038]圖3是本專利技術實施例中一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量系統中目標設置示意圖。
[0039]圖中：101：信號源；102：收發天線；103：頻譜儀；104：放大器；105：天線罩；10本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：采用風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量系統實現，所述測量系統包括收發子系統、點火子系統、風洞爆轟子系統、觸發子系統；其中，所述收發子系統用于發射測量信號和接收回波信號；所述風洞爆轟子系統用于提供真空環境以及利用充入的測量氣體產生爆轟測量環境；所述點火子系統連接所述風洞爆轟子系統，用于觸發所述風洞爆轟子系統點火；所述觸發子系統與所述收發子系統、所述點火子系統、所述風洞爆轟子系統信號連接，用于實現所述收發子系統、所述點火子系統、所述風洞爆轟子系統之間的信號同步；測量方法包括如下步驟：S1、搭建所述測量系統；S2、在所述風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標；S3、根據預估氣流速度設置所述收發子系統的參數；S4、開啟所述風洞爆轟子系統，將風洞內抽真空；S5、利用所述收發子系統測量并獲取目標在真空環境下的靜態回波數據；S6、在風洞注入測量氣體以及助推用爆轟氣體；S7、通過所述點火子系統點火在風洞內形成爆轟測量環境，利用所述收發子系統測量并獲取目標在爆轟測量環境下的測量狀態回波數據；S8、根據得到的靜態回波數據和測量狀態回波數據分析目標等離子鞘套多普勒效應，建立回波數據頻譜移動與風洞內氣流速度之間的關系。2.根據權利要求1所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：所述收發子系統包括信號源、頻譜儀、放大器、收發天線、硬質支撐架和天線罩；所述信號源與所述收發天線連接，用于發射測量信號，所述收發天線通過所述放大器與所述頻譜儀連接，用于接收回波信號。3.根據權利要求2所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：所述步驟S2中，在所述風洞爆轟子系統的風洞內部放置目標時，將所述目標通過所述硬質支撐架設置在風洞內部的目標區中，并將所述收發天線設置在所述目標內部，在所述目標朝向來流方向的前部設置透波的所述天線罩，所述收發天線通過測量電纜連接風洞外的所述信號源和所述頻譜儀。4.根據權利要求2所述的風洞內模擬目標再入段等離子鞘套多普勒效應的測量方法，其特征在于：所述風洞爆轟子系統包括風洞、爆轟氣體混合室、測量氣體段、火花塞、氣流監測設備、氣壓監測設備；所述爆轟氣體混合室通過所述測量氣體段連通至所述風洞，所述火花塞設置在所述爆轟氣體混合室的火花塞安裝位上，所述氣流監測設備、所述氣壓監測設備設置在所述測量氣體段與所述風洞連接段，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳洋，鄧浩川，韋笑，楊景軒，
申請(專利權)人：北京環境特性研究所，
類型：發明
國別省市：