Электронный блок головки самонаведения

Изобретение относится к электронному приборостроению и может быть использовано при конструировании электронных блоков головок самонаведения (ГСН), например полуактивных головок самонаведения управляемого вооружения.
Известен электронный блок оптической головки самонаведения (см. патент РФ на полезную модель №25791, кл. F42B 15/01, G01S 3/78 от 6.03.2002 г.), представляющий собой два цилиндрических основания. Основания соединены между собой двумя продольными распорками, обеспечивающими необходимую жесткость конструкции электронного блока. Основания снабжены выступами с опорными плоскостями, параллельными осями электронного блока, на которые устанавливаются электронные платы с электрорадиоэлементами. Платы имеют прямоугольную форму и, располагаясь параллельно оси цилиндрического корпуса, образуют компактную конструкцию, позволяющую эффективно использовать весь объем электронного блока. Электрическое соединение между платами электронного блока осуществляется миниатюрными разъемами и гибкими печатными элементами. Блок питания и крупногабаритные микросхемы размещены на основании электронного блока. Жгуты от электронного блока заканчиваются электрическими разъемами. Известен также электронный блок оптической головки самонаведения (см. патент РФ на полезную модель №155212 кл. F41G 7/22 от 23.12.2014 г.), содержащий в верхней части блока - основание, на котором размещается силовая крупногабаритная микросхема и блок питания, а в нижней части - электрический интерфейс, между которыми параллельно оси электронного блока расположены прямоугольные электронные платы с электрорадиоэлементами, блок питания выполнен в виде отдельной электронной платы, в электрическом интерфейсе закреплена плата с соединителями, а основание и электрический интерфейс соединены между собой тремя шпильками, кроме того, электрическое соединение между электронными платами осуществляется с помощью соединителей «вилка-розетка», установленных как на плате с соединителями, так и на самих электронных платах, верхняя часть которых устанавливается в пазы основания с пружинами.
Основным недостатком этих электронных блоков является взаимное влияние друг на друга параллельно установленных плат, а также необходимость разборки всего блока при необходимости ремонта одной из плат (невозможно извлечение одной из неработающих плат без полной разборки блока).
Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является электронный блок оптической ГСН - патент РФ на полезную модель №43956, М. кл. F42B 15/01, G01S 3/78, опубл. 13.02.2005 г., выбранный в качестве прототипа. Этот электронный блок оптической ГСН выполнен в виде автономного блока на круглых платах, собранных в виде этажерки на трех резьбовых шпильках, электрически соединен с оптико-электронным координатором с помощью жгута, а механически - с помощью группы резьбовых элементов, закрепленных в основании электронного блока, при этом резьбовые элементы электронного блока оптической ГСН со стороны, обращенной к оптико-электронному координатору, снабжены накидными гайками, имеющими возможность соединения с резьбовыми элементами оптико-электронного координатора, причем в резьбовых шпильках координатора выполнены отверстия для ориентации электронного блока оптической ГСН относительно координатора.
Основным недостатком этого электронного блока является взаимное влияние друг на друга параллельно установленных печатных плат, что снижает чувствительность ГСН, а также сложность ремонта, так как при неисправности одной из плат требуется разборка всего электронного блока.
Технической задачей является повышение чувствительности ГСН и увеличение дальности при одновременном повышении помехоустойчивости, а также обеспечении возможности оперативного ремонта.
Для решения поставленной задачи предлагается электронный блок ГСН, который, как и наиболее близкий к нему, выбранный в качестве прототипа, выполнен в виде автономного блока, соединенного с гирокоординатором электрически с помощью жгутов с соединителями «вилка-розетка», а механически - с помощью винтовых соединений,
Особенностью предлагаемой полезной модели, отличающей ее от известного устройства, является то, что конструктивно электронный блок состоит из общего цельнометаллического корпуса и размещаемых в нем корпусов функционально законченных модулей, выполненных в виде автономно извлекаемых металлических рамок с установленными на них печатными платами, механически модули закрепляются в корпусе блока винтами, а электрически соединяются через соединители «вилка-розетка» с помощью жгутов между собой, с внешними соединителями для подключения гирокоординатора и с соединителями внешних электрических связей, расположенных в нижней части корпуса блока, имеющей цилиндрическую форму с углублением для их установки.
В результате за счет конструирования электронного блока по модульному принципу в виде функционально законченных узлов и их автономным исполнением в виде отдельных модулей, представляющих собой отдельные автономно извлекаемые металлические рамки, к которым крепятся печатные платы, обеспечивается максимальная защита каждого модуля и соответствующих каналов передачи информации от помех за счет оптимизации их размещения, уменьшения длин линий связи, экранирования модулей и линий связи, оптимального использования оптронных и трансформаторных развязок, а также учета индивидуальных особенностей каждого модуля. Кроме того, такое конструктивное исполнение упрощает и ускоряет ремонт, так как для его выполнения не производится полная разборка этажерки плат, а автономно извлекается из электронного блока функционально законченный модуль, на неисправность которого указывает система самоконтроля, и производится замена его на модуль из ЗИПа или восстановление на стендовом оборудовании и последующее возвращение в корпус электронного блока.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1-5 представлен общий вид конкретного примера реализации предлагаемого электронного блока с различных сторон: соответственно вид спереди, снизу, сзади, справа и сверху;
на фиг. 6-8 - вид сверху, справа и снизу модуля предварительной обработки сигналов;
на фиг. 9-11 - вид сверху, справа и снизу модуля обработки данных;
на фиг. 12-14 - вид сверху, справа и снизу модуля первого источника питания;
на фиг. 15-17 - вид сверху, справа и снизу модуля второго источника питания;
на фиг. 18, 19 - вид сверху и сзади модуля переменных напряжений;
на фиг. 20 - общий вид электронного блока с разрезом А-А;
В состав электронного блока головки самонаведения (см. фиг. 1, 2) входят модуль 1 предварительной обработки сигналов; модуль 2 обработки данных; модуль 3 первого источника питания; модуль 4 второго источника питания; модуль 5 переменных напряжений и узел 6 защиты.
Эти модули 1, 2, 3, 4, 5 установлены в общем корпусе электронного блока в определенной последовательности с учетом минимизации длин связей и излучаемых помех. В результате последовательность их установки следующая (см. фиг. 1): первым со стороны гирокоординатора устанавливается модуль 1 предварительной обработки сигналов, затем модуль 2 обработки данных, модуль 3 первого источника питания, модуль 4 второго источника питания, модуль 5 переменных напряжений. Узел 6 защиты (см. фиг. 2) установлен внутри цилиндрической части корпуса в непосредственной близости к четырем соединителям 7, 8, 9, 10 внешних электрических связей, расположенным в этой же части корпуса блока в специальном углублении (см. фиг. 3).
Модули 1, 2, 3, 4, 5 и узел 6 защиты (см. фиг. 1, 2, 3) электрически соединяются через девять соединителей «вилка-розетка» 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 с помощью жгутов между собой, с тремя соединителями 20, 21, 22 для подключения гирокоординатора и с четырьмя соединителями 7, 8, 9, 10 внешних электрических связей. Механически модули 1, 2, 3, 4, 5 крепятся к корпусу электронного блока головки самонаведения винтами 23 и гайками 24, навинчиваемыми на шпильки 25 модулей (см. фиг. 1, 3). При этом конструктивное исполнение каждого модуля выполнено с учетом индивидуальных особенностей, обусловленных функциональным назначением модуля. С гирокоординатором электронный блок соединяется электрически с помощью жгутов с соединителями «вилка-розетка» 20, 21, 22, а механически - с помощью пяти винтов, ввинчиваемых в резьбовые соединения гирокоординатора через отверстия 26 в верхней части корпуса электронного блока (см. фиг. 4, 5).
Модуль 1 предварительной обработки сигналов предназначен для приема и обработки сигналов, поступающих от фотоприемного устройства гирокоординатора. Модуль 1 предварительной обработки сигналов (см. фиг. 6, 7, 8) содержит два функциональных узла: узел предварительных усилителей и узел обработки сигналов фотоприемного устройства, каждый из которых выполнен на отдельной печатной плате с электрорадиоэлементами (27 и 28 соответственно), установленных с двух сторон металлической рамки корпуса 29 модуля 1 и закрепленных винтами 30 (по пятнадцать винтов каждая плата 27 и 28). Узлы отделены друг от друга металлической перегородкой 31, дополнительно выполняющей роль экрана. Поскольку этот модуль расположен первым по отношению к гирокоординатору, то тем самым обеспечивается минимальная длина связей с фотоприемным устройством гирокоординатора, при этом жгут, обеспечивающий эту связь фотоприемного устройства гирокоординатора с модулем 1 предварительной обработки сигналов через соединитель 22 для подключения гирокоординатора и соединитель 11 модуля 1 предварительной обработки сигналов (см. фиг. 3) соответствующим образом экранирован, а получение управляющей команды обеспечивается связью соединителя 10 внешних электрических связей с соединителем 12 модуля 1 предварительной обработки сигналов.
Модуль 2 обработки данных выполняет обработку данных, поступающих из гирокоординатора, модуля 1 предварительной обработки сигналов, а также через соединители 8 и 9 внешних электрических связей и вырабатывает управляющие воздействия в гирокоординатор, а также формирует данные для передачи через соединители 8 и 9 внешних электрических связей. Модуль 2 обработки данных (см. фиг. 9, 10, 11) состоит из двух функциональных узлов: узла обработки данных и узла интерфейса, каждый из которых выполнен на отдельной печатной плате с электрорадиоэлементами (32 и 33 соответственно), установленных с двух сторон металлической рамки корпуса 34 модуля 2 и закрепленных винтами 35 (по четырнадцать винтов каждая плата 32 и 33). Узлы отделены друг от друга металлической перегородкой 36, дополнительно выполняющей роль экрана. Передача управляющих воздействий в гирокоординатор обеспечивается с помощью жгута (см. фиг. 3) между соединителем 20 для подключения гирокоординатора и соединителем 13 модуля 2 обработки данных, а получение управляющих команд и передача телеметрии обеспечивается связями соединителей 8 и 9 внешних электрических связей с соединителем 14 модуля 2 обработки данных, при этом в модуле 2 обработки данных по этим сигналам выполнена трансформаторная и оптронная развязки.
Узел 6 защиты выполняет защиту модуля 3 первого источника питания и модуля 4 второго источника питания от возможных скачков входного напряжения электропитания, принимаемого через соединитель 7 внешних электрических связей и соединитель 19 узла 6 защиты (см. фиг. 2, 3). Выполнен узел 6 защиты в виде печатной платы с электрорадиоэлементами и для уменьшения влияния скачков напряжения на уровень помех установлен в непосредственной близости к соединителю 7 внешних электрических связей в цилиндрической части корпуса и закреплен шестью винтами 37.
Модуль 3 первого источника питания выполняет преобразование входного напряжения электропитания, принимаемого через узел 6 защиты, в напряжения электропитания для модуля 1 предварительной обработки сигналов, модуля 2 обработки данных и модуля 5 переменных напряжений. Выполнен модуль 3 первого источника питания (см. фиг. 12, 13, 14) в виде двух печатных плат 38 и 39, размещенных с двух сторон металлической рамки корпуса 40 модуля 3 с установленными на них малогабаритными источниками питания и закрепленных десятью винтами 41 и гайками 42. Корпус 40 модуля 3 первого источника питания дополнительно выполняет функции радиатора. Прием входного напряжения электропитания и выдача напряжений электропитания для модулей 1, 2, 5 осуществляется с помощью жгутов, подключенных к соединителю 15 модуля 3.
Модуль 4 второго источника питания выполняет преобразование входного напряжения электропитания, принимаемого через узел 6 защиты, в напряжения электропитания для модуля 2 обработки данных, модуля 5 переменных напряжений и гирокоординатора. Выполнен модуль 4 второго источника питания (см. фиг. 15, 16, 17) в виде печатной платы 43 с электрорадиоэлементами, установленной на металлической рамке корпуса 44 модуля 4 и закрепленной одиннадцатью винтами 45. Корпус 44 модуля 4 второго источника питания дополнительно выполняет функции радиатора. Прием входного напряжения электропитания и выдача напряжений электропитания для модулей 2, 5 и гирокоординатора осуществляется с помощью жгутов, подключенных к соединителю 16 модуля 4.
Модуль 5 переменных напряжений выполняет преобразование принимаемых напряжений от модуля 3 первого источника питания и модуля 4 второго источника питания в напряжения электропитания гирокоординатора. Состоит модуль 5 переменных напряжений (см. фиг. 18 и 19) из узла синусоидального напряжения и узла трехфазного напряжения, каждый из которых выполнен на отдельной печатной плате с электрорадиоэлементами (46 и 47 соответственно), установленных на одной стороне металлической рамки корпуса 48 модуля 5 и закрепленных винтами 49 (семью винтами плата 46 и одиннадцатью винтами плата 47). Подача электропитания в гирокоординатор осуществляется с помощью жгутов, обеспечивающих связь соединителей 20 и 21 (см. фиг. 3) для подключения гирокоординатора и соединителей 17 и 18 модуля 5 переменных напряжений с соответствующим экранированием.
Общая компоновка электронного блока с указанием местоположения основных его компонентов представлена на фиг. 20.
Этот подход к конструированию электронного блока головки самонаведения, реализованного с использованием исключительно отечественной элементной базы и успешно прошедшего все виды испытаний, позволил за счет функционального и пространственного разделения высокочувствительных элементов сбора и обработки данных и источников питания, максимальной защиты каждого модуля и соответствующих каналов передачи информации от помех за счет оптимизации их размещения, уменьшения длин линий связи, экранирования модулей и линий связи, оптимального использования оптронных и трансформаторных развязок существенно снизить уровень помех в местах их возникновения и уменьшить их взаимное влияние, повысив тем самым чувствительность электронного блока, что позволило увеличить дальность. Кроме того, при этом достигнуто упрощение и ускорение ремонта электронного блока, так как каждый модуль в случае неисправности может быть легко удален и заменен на рабочий.