Luận án Nghiên cứu nâng cao chất lượng ngòi nổ có lắp cảm biến không tiếp xúc

iLỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn
khoa học của PGS. TSKH. Trần Hoài Linh, TS. Nguyễn Trường Sơn cùng với
các tài liệu tham khảo đã trích dẫn.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.
Tác giả
Nguyễn Đức Thi
ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS. TSKH. Trần Hoài Linh, người hướng dẫn
khoa học thứ nhất và TS. Nguyễn Trường Sơn, người hướng dẫn thứ hai, đã tận
tình chỉ bảo, giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và
hoàn thành luận án này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Quý Thầy, Cô và các nhà khoa học đã đọc và
góp ý cho luận án của tôi.
Tôi xin được bày tỏ lòng cảm ơn và trân trọng đến Ban Giám đốc, Khoa Kỹ
thuật Điều khiển, Bộ môn Kỹ thuật Điện, Phòng Sau đại học - Học viện Kỹ
thuật Quân sự; Đảng ủy, Thủ trưởng Tổng cục Công nghiệp quốc phòng, Thủ
trưởng Bộ Tham mưu/TCCNQP đã luôn tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn
thành bản luận án này.
Qua đây, tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân,
bạn bè và các đồng nghiệp đã luôn động viên, chia sẻ và giúp đỡ tôi trong suốt
thời gian thực hiện luận án.
Tác giả luận án
Nguyễn Đức Thi
iii
MỤC LỤC
Table of Contents
LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................i
MỤC LỤC............................................................................................................ iii
Table of Contents.................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT..................................................vi
DANHMỤCCÁCHÌNH VẼ.............................................................................. ix
MỞ ĐẦU................................................................................................................ 1
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGÒI NỔ KHÔNG TIẾP XÚC....................... 8
1.1. Tổng quan về thiết bị chiến đấu của tên lửa phòng không có điều khiển. 8
1.2. Phân loại ngòi nổ........................................................................................9
1.3. Ngòi nổ không tiếp xúc..............................................................................9
1.3.1. Phân loại ngòi nổ không tiếp xúc....................................................... 11
1.3.2. Một số yêu cầu đối với ngòi nổ không tiếp xúc.................................12
1.3.3. Các đặc trưng cơ bản của ngòi nổ không tiếp xúc lắp cho TLPK..... 12
1.4. Ngòi nổ không tiếp xúc sử dụng cảm biến laser...................................17
1.4.1. Phương pháp đo thời gian xung......................................................... 19
1.4.2. Phương pháp đo điều chế chùm tia.................................................... 20
1.4.3. Nguyên lý và kết cấu cơ bản của bộ đo cự ly laser xung...................21
1.4.4. Các nhược điểm của ngòi nổ laser..................................................... 22
1.5. Tổng quan các hướng nghiên cứu về ngòi nổ không tiếp xúc laser
dùng cho TLPK...............................................................................................23
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước.......................................................23
1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước...................................................... 24
1.6. Đặt bài toán nghiên cứu..........................................................................25
1.7. Kết luận chương 1....................................................................................33
Chương 2 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ QUANG HỌC............................ 35
CHUYÊN DỤNG CHO NGÒI NỔ LASER.....................................................35
iv
2.1. Cơ sở tính toán hệ quang học chuyên dụng cho ngòi nổ laser .......... 38
2.2. Xây dựng biểu thức tính toán một số tham số quang hình học quan
trọng của ngòi nổ laser................................................................................... 43
2.3. Kết luận chương 2....................................................................................55
Chương 3 NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THAM SỐ HỢP LÝ CHO HỆ
QUANG CỦA NGÒI NỔ LASER.....................................................................56
3.1. Nghiên cứu, khảo sát sự ảnh hưởng của tham số quang hình học đến
thông số làm việc của ngòi nổ laser...............................................................56
3.1.1. Mối quan hệ của các tham số quang hình học................................... 56
3.1.2. Ảnh hưởng của tham số quang hình đến thông số làm việc của ngòi
nổ laser..........................................................................................................59
3.2. Tính toán tham số hợp lý cho hệ quang học trên ngòi nổ laser..........75
3.2.1. Phương án ứng dụng phương pháp bình phương cực tiểu.................76
3.2.2. Phương án ứng dụng thuật toán di truyền:.........................................82
3.3. Kết luận chương 3....................................................................................90
Chương 4 NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CHO NGÒI NỔ LASER TRÊN CƠ
SỞ KỸ THUẬT MÃ HÓA XUNG THĂM DÒ............................................... 91
4.1. Ảnh hưởng của nhiễu đến hoạt động của ngòi nổ laser...................... 91
4.2. Các phương pháp chống nhiễu cho ngòi nổ laser................................ 93
4.3. Nâng cao chất lượng ngòi nổ laser bằng kỹ thuật mã hóa..................94
4.3.1. Mã hóa và truyền rời rạc từng bit mã.................................................97
4.3.2. Mã hóa và truyền liên tục chuỗi mã...............................................1122
4.4. Giải pháp hiện thực hóa kỹ thuật mã hóa xung thăm dò............... 1144
4.5. Mô phỏng và thực nghiệm phương pháp mã hóa............................1155
4.5.1. Tính toán thiết kế..............................................................................116
4.5.2. Xây dựng mô hình mô phỏng...........................................................120
4.5.3. Khảo sát, đánh giá khả năng kháng nhiễu........................................120
4.5.4. So sánh sử dụng và không sử dụng chuỗi mã.................................. 123
4.5.5. Khảo sát, đánh giá ảnh hưởng của chuỗi tạo và giải mã ngẫu nhiên124
4.5.6. Khảo sát, đánh giá tính bảo mật và phá mã..................................... 126
4.5.7. Triển khai giải pháp trên phần cứng.................................................128
v4.6. Kết luận chương 4................................................................................. 131
KẾT LUẬN........................................................................................................132
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ...............................................134
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................ 135
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT
Kí hiệu Ý nghĩa
APD Avalanche Photodiode
CBLS Cảm biến laser
FPGA Field-programmable gate array
FMCW Frequency modulated continuous wave
TLHK Tên lửa hàng không
TLPK Tên lửa phòng không
TIA Trans Impedance Amplifier
tlV Véc-tơ vận tốc của TLPK
mtV Véc-tơ vận tốc của mục tiêu
tdV Véc-tơ vận tốc tương đối giữa tên lửa và mục tiêu
0V Véc-tơ vận tốc ban đầu của mảnh văng khi nổ tĩnh
0 tlV Véc-tơ vận tốc ban đầu của mảnh văng khi nổ động
0 tl mtV 
Véc-tơ vận tốc bay tán tương đối (so với mục tiêu) của mảnh
văng khi nổ động bay theo đường phân giác góc φ0+tm
mD Véc-tơ khoảng cách từ TLPK tới mục tiêu
minmD Véc-tơ khoảng cách ngắn nhất từ TLPK tới mục tiêu
φ0+tm
Góc hướng véc-tơ vận tốc bay tán tương đối so với mục tiêu của
mảnh văng khi nổ động
PT Công suất phát của nguồn laser
T Hiệu suất của hệ thống phát laser
“xđ” và “kt” Chỉ số tương ứng chỉ mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng kinh tuyến
“ph” và “th” Chỉ số tương ứng chỉ bộ phận phát và bộ phận thu laser
vii
Kí hiệu Ý nghĩa
Sph, Sth Nguồn phát laser và đầu thu quang
Oph1, Oph2 Quang tâm của các thấu kính phát 1, 2
Oth1, Oth2 Quang tâm của các thấu kính thu 1, 2
Oph3, Oth3 Quang tâm của màn chắn phát và màn chắn thu
Fph1, Fth1 Tiêu điểm trước của các thấu kính phát 1 và các thấu kính thu 1
F’ph2, F’th2 Tiêu điểm sau của các thấu kính phát 2 và các thấu kính thu 2
F’ph2 xph,
F’th2 xth
Trục quang của hệ quang bộ phận phát laser và của bộ phận thu laser
lkt mc ph,
lkt mc th
Độ rộng khe hở (trong mặt phẳng kinh tuyến) của màn chắn phát
và của màn chắn thu
lxđ mc ph,
l xđ mc th
Chiều dài khe hở (trong mặt phẳng xích đạo) của màn chắn phát
và của màn chắn thu
xmc ph
Khoảng cách từ tâm của màn chắn phát (từ trục quang) đến mép
dưới của khe hở (tọa độ x khe hở trên màn chắn phát)
xmc th
Khoảng cách từ tâm của màn chắn thu (từ trục quang) đến mép
dưới của khe hở (tọa độ x khe hở trên màn chắn thu)
ymc ph
Khoảng cách từ tiêu điểm sau của các thấu kính phát và tâm của
màn chắn phát (tính theo trục Oy)
ymc th
Khoảng cách từ tiêu điểm sau của các thấu kính thu và tâm của
màn chắn thu (tính theo trục Oy)
xđ th, kt th Góc mở trong mặt phẳng xích đạo và trong mặt phẳng kinh tuyến
của bộ phận phát laser
xđ th, kt t Góc mở trong mặt phẳng xích đạo và trong mặt phẳng kinh tuyến
của bộ phận thu laser
kt ph1, kt Các góc nghiêng trong mặt phẳng kinh tuyến của biên gần, biên
viii
Kí hiệu Ý nghĩa
ph2, kt ph xa và trung bình của chùm laser ló ra từ bộ phận phát laser
S’ph, S’th,
S’pt
Diện tích phần bề mặt mục tiêu được chiếu laser, có thể được thu
laser và phần giao nhau giữa chúng
l’kt ph, l’kt th,
l’kt pt
Chiều rộng trong mặt phẳng kinh tuyến tương ứng của các phần
diện tích bề mặt mục tiêu
x’ph, x’th
Khoảng cách từ giao điểm trục quang bộ phận phát laser và bộ
phận thu laser với bề mặt mục tiêu đến mép dưới tương ứng của
các phần diện tích bề mặt mục tiêu
dP Đường kính ngoài TLPK
lkt ph 1, lkt th 1
Kích thước của nguồn phát laser và của đầu thu quang tính theo mặt
phẳng kinh tuyến (tại mặt phẳng tiêu cự trước của các thấu kính)
fph 1, fph 2 Tiêu cự trước và tiêu cự sau của các thấu kính bộ phận phát laser
fth 1, fth 2 Tiêu cự trước và tiêu cự sau của các thấu kính bộ phận thu laser.
ix
DANHMỤC CÁCHÌNHVẼ
Hình 1. 1. Sơ đồ khối cơ bản của phần chiến đấu..................................................8
Hình 1. 2. Sơ đồ chức năng chung của ngòi nổ không tiếp xúc.......................... 10
Hình 1. 3. Mặt kích nổ của ngòi nổ không tiếp xúc ............................................14
Hình 1. 4. Sơ đồ cấu trúc hệ đo cự ly của ngòi cận đích laser ........................... 19
Hình 1. 5. Sơ đồ cấu trúc LRF..............................................................................21
Hình 1. 6. Bộ thu laser dùng bộ dò trùng hợp......................................................22
Hình 1. 7. Sơ đồ chọn thời điểm kích nổ phần chiến đấu....................................26
Hình 1. 8. Sơ đồ tính điều kiện gặp của mảnh phần chiến đấu............................29
Hình 1. 9. Vùng quan sát mục tiêu và vùng kính nổ của ngòi nổ........................32
Hình 2. 1. Vị trí lắp ngòi nổ laser trên TLPK tầm thấp “Игла-Д” (Nga)............35
Hình 2. 2. Vùng quan sát của ngòi nổ (biễu diễn trong mặt phẳng xích đạo)........ 36
Hình 2. 3.Vị trí lắp ngòi nổ laser trên TLPK tầm gần AIM 9L Sidewinder (Mỹ)....36
Hình 2. 4. Vị trí lắp ngòi nổ laser trên TLPK tầm gần V3C Darter (Nam Phi). 37
Hình 2. 5. Nguyên lý tạo chùm tia ló song song và chùm tia ló phân kỳ............38
Hình 2. 6. Nguyên lý cấu tạo của hệ quang ngòi nổ quang học.......................... 39
Hình 2. 7. Nguyên lý cấu tạo của hệ phát laser dùng màn chắn..........................40
Hình 2. 8. Nguyên lý hệ quang dùng màn chắn trong thiết bị thu - phát laser....43
Hình 2. 9. Nguyên lý tạo của hệ quang ngòi nổ quang học chủ động PA1.........44
Hình 2. 10. Nguyên lý tạo của hệ quang ngòi nổ quang học chủ động PA2
(Nghiêng cả thiết bị phát và thu laser)................................................................ 45
Hình 2. 11. Nguyên lý tạo của hệ quang ngòi nổ quang học chủ động PA3.......46
Hình 2. 13. Xác định góc mở trong mặt phẳng xích đạo xđ ph...........................50
Hình 2. 14. Sơ đồ xác định chiều dài tính theo mặt phẳng xích đạo của phần bề
mặt mục tiêu được chiếu (thu) laser l’xđ ph (vẽ tượng trưng)................................53
xHình 3. 1. Đồ thị sự phụ thuộc của xđ ph, xđ th vào l xđ ph 2, l xđ th 2......................59
Hình 3. 2. Đồ thị sự phụ thuộc của kt ph1, kt th1 vào lkt ph 2, lkt th 2........................ 62
Hình 3. 3. Đồ thị sự phụ thuộc của rmax vào lkt ph 2, lkt th 2..................................... 62
Hình 3. 4. Đồ thị sự phụ thuộc của rmax vào l*kt pt................................................63
Hình 3. 5. Đồ thị sự phụ thuộc của ph 2, th 2 vào lkt mc ph, lkt mc th................. 66
Hình 3. 6. Đồ thị sự phụ thuộc của pt vào lkt mc ph, lkt mc th................................ 66
Hình 3. 7. Đồ thị sự phụ thuộc của rmin vào lkt mc ph, lkt mc th................................. 66
Hình 3. 8. Đồ thị sự phụ thuộc của xđ ph, xđ th vào lxđ mc ph, lxđ mc th.................. 69
Hình 3. 9. Đồ thị sự phụ thuộc của kt ph 1, kt th 1 vào xmc ph, xmc th....................... 71
Hình 3. 10. Đồ thị sự phụ thuộc của rmax vào xmc ph, xmc th................................... 71
Hình 3. 11. Đồ thị sự phụ thuộc của kt ph 1, kt th 1 vào ymc ph, ymc th.................... 73
Hình 3. 12. Đồ thị sự phụ thuộc của rmax vào ymc ph, ymc th................................... 73
Hình 3. 13. Đồ thị sự phụ thuộc kt ph 2, kt th 2, kt ph, kt th,kt ph,kt th vào ymc ph, ymc th
...............................................................................................................................73
Hình 3. 14. Đồ thị sự phụ thuộc của rmin vào ymc ph, ymc th....................................74
Hình 3. 15. Đồ thị sự phụ thuộc của xđ ph, xđ th vào ymc ph, ymc th......................74
Hình 3. 16. Lưu đồ thuật toán phần mềm tính toán tham số tối ưu cho hệ quang
...............................................................................................................................80
Hình 3. 17. Tính toán tham số hệ quang ngòi nổ laser TL tầm thấp, 05.67ktph yc 
...............................................................................................................................81
Hình 3. 18. Tính tham số hệ quang ngòi nổ laser TL tầm trung, 018.2ktph yc ...81
Hình 3. 19. Quá trình lặp của quần thể tự nhiên.................................................. 82
Hình 3. 20. Lưu đồ thực hiện thuật toán GA........................................................84
Hình 3. 21. Đồ thị hàm thích nghi của cá thể tốt nhất trong quần thể qua các thế hệ
...............................................................................................................................88
xi
Hình 3. 22. Đồ thị hàm thích nghi của cá thể tốt nhất trong q ... 
Ghi chú
1 50.1 42 0 SNR 9dB
2 51.8 34.5 0 SNR 9dB
3 53.5 35.2 0 SNR 9dB
Trung
bình
51.8 37.2 0
127
Hình 4. 16. Sơ đồ mô phỏng đánh giá tính bảo mật và phá mã
Nhận xét:
Trường hợp đối phương cũng sử dụng mã Gold. Tỷ lệ lỗi bit là 37% của 31
bit tương ứng với 11 bit lỗi, để dò ra mã đúng phải thử 2^11 lần nên không đủ
thời gian do tên lửa đã tiếp tục di chuyển đến vị trí khác. Nếu đối phương không
biết mã dùng để mã hóa thì sẽ không thể tạo giả được chuỗi tín hiệu phản xạ từ
mục tiêu về đầu thu laser. Như vậy, đây là phương pháp có độ bảo mật rất cao.
So với việc sử dụng các phương pháp mã hóa sửa lỗi khác như CRC,
Hamming thì giải pháp này có một số ưu điểm:
+ Có thể thay đổi chuỗi PN được nên khả năng bị dò và phá chủ động sẽ
khó hơn.
+ Bộ mã và tạo mã đơn giản, dễ lập trình, dễ cài đặt tham số và triển khai
trên phần cứng.
Nhược điểm:
+ Để đảm bảo khả năng bảo mật và tỷ lệ lỗi bit nhỏ thì cần sử dụng chuỗi
bit đủ lớn (8, 16, 32 hoặc 64 bit) tùy vào loại đầu nổ và yêu cầu cụ thể. Điều này
có nhược điểm là làm tăng băng thông của đường truyền.
128
+ Đối với phương pháp sử dụng mã sửa lỗi, ví dụ như mã Hamming (11,7)
thì để truyền 7 bit dữ liệu chỉ cần chèn vào chuỗi dữ liệu thêm 4 bit là đủ để sửa
lỗi bản tin. Do vậy, phương pháp này sẽ tốn ít băng thông đường truyền hơn, tuy
nhiên độ bảo mật lại không cao bằng việc sử dụng chuỗi mã PN.
4.5.7. Triển khai giải pháp trên phần cứng
Cấu hình phần cứng: Sử dụng 2 KIT FPGA Spartan 3E làm khối phát và
khối thu dữ liệu.
Hình 4. 17. KIT FPGA Spartan 3E làm khối phát và khối thu dữ liệu
Thiết kế khối phát
Hình 4. 18. Thiết kế khối phát trên FPGA
Thành phần chính bao gồm:
 Khối tạo dữ liệu nhị phân truyền đi:
o Tần số tạo mẫu ngẫu nhiên: 97.97 KHz
o Tỷ lệ bit ‘0’/ ‘1’: 60%
 Khối tạo mã Gold nhị phân truyền đi:
129
o Tần số tạo mã: 3 Mhz
o Chuỗi poly 1: [1 0 0 1 0 1], (D^5 + D^2 + 1)
o Chuỗi poly 2: [1 1 1 1 0 1], (D^5 + D^4 + D^3 +D^2 + 1)
o Độ dài bit mã Gold: 31 bit
 Các khối chức năng và tinh toán được thực hiện theo hướng mô phỏng và
chạy thực nghiệm đồng thời trên KIT FPGA Spartan 3E (Harward Co-
Simulation)
Hình 4. 19. Khai báo khối phát
* Thiết kế khối thu
Hình 4. 20. Thiết kế khối thu trên FPGA
- Thành phần chính bao gồm:
 Khối nhận tín hiệu đã điều chế từ khối phát: tín hiệu nhận được sẽ được
nhân với tín hiệu sóng mang để giải điều chế ra tín hiệu trải phổ được
truyền từ khối phát.
130
 Khối giải mã dữ liệu: tín hiệu trải phổ nhận được sẽ được giải mã để lọc
mã Gold ra khỏi chuỗi dữ liệu nhận được. Phần dữ liệu cuối cùng là dữ
liệu đã được truyền từ khối phát.
* Kết quả thực nghiệm
- Sơ đồ đấu nối phần cứng thực tế:
Hình 4. 21. Mô hình thực nghiệm trên Kit FPGA Spartan 3E
- Các đồ thị biểu diễn tín hiệu thu được từ việc triển khai các thuật toán trên KIT
FPGA như sau (Hardware Co-Simulation):
Hình 4. 22. Đồ thị phân tích tín hiệu trên KIT FPGA
131
Đánh giá độ trễ xử lý của FPGA:
Hình 4. 23. Chuỗi dữ liệu phát và giải mã được
Toàn bộ chu trình xử lý số từ tạo dữ liệu, chuỗi mã giả lập đến mã hóa, giải mã
đều thực hiện được theo các thông số thiết kế. Như vậy, ta thấy việc triển khai thuật
toán mã hóa sửa lỗi này trên phần cứng nền tảng FPGA là hoàn toàn đáp ứng được.
4.6. Kết luận chương 4
Nội dung của chương đã đề xuất được một thuật toán mã hóa xung phát
laser bằng chuỗi ngẫu nhiên có khả năng chống nhiễu chế áp điện tử. Đồng thời
đề xuất thuật toán xác định tốc độ thay đổi cự ly giữa tên lửa và mục tiêu bằng
đầu dò laser ở giai đoạn cận đích.
Thuật toán mà luận án đề xuất giúp tăng cường khả năng chống nhiễu và
cho phép thu được các thông tin có ích một cách chính xác. Điều này giúp nâng
cao chất lượng hoạt động của các ngòi nổ laser, giảm khả năng chế áp điện tử
của đối phương.
Thuật toán luận án đưa ra đã được kiểm chứng dựa trên các kết quả mô phỏng
bởi phần mềm mô phỏng Matlab-Simulink và thực nghiệm trên KIT FPGA.
Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm cho thấy, kỹ thuật mã hoá cho phép
nâng cao đáng kể độ chính xác trong truyền tin, tỉ lệ lỗi do nhiễu gây ra là không
đáng kể. Trên cơ sở các kết quả đạt được, có thể mở ra khả năng ứng dụng cho các
ngòi nổ laser nhằm nâng cao độ tin cậy, cũng như nâng cao xác suất tiêu diệt mục
tiêu cho các tên lửa phòng không hiện đại.
132
KẾT LUẬN
Luận án đã tiến hành nghiên cứu xây dựng mô hình hệ quang học của ngòi
nổ laser. Xây dựng các công thức tính toán các tham số quan trọng của hệ quang,
từ đó phát triển thành phần mềm tính các tham số quang hình, các tham số này
có thể điều chỉnh được trong quá trình thiết kế, hiệu chỉnh ngòi nổ laser. Tiến
hành thu thập dữ liệu và khảo sát sự ảnh hưởng lẫn nhau của các thông số quang
hình, đưa ra những nhận xét khoa học, phục vụ cho việc lựa chọn tham số tối ưu
cho vùng quan sát của ngòi nổ khi nghiên cứu phát triển ngòi nổ laser sau này.
Đồng thời, đã đề xuất một giải pháp chống nhiễu cho ngòi nổ laser để nâng cao
khả năng chống nhiễu, đảm bảo tỉ số tín/tạp ở đầu ra máy thu lớn để từ đó tăng
hiệu quả tiêu diệt mục tiêu cho tên lửa phòng không sử dụng ngòi nổ laser.
Từ việc phân tích đối tượng nghiên cứu là ngòi nổ laser trên tên lửa phòng
không, phân tích ưu nhược điểm của các công trình trong và ngoài nước đã công
bố có liên quan đến nội dung luận án, luận án đã xác lập mục tiêu nghiên cứu
cùng với các nhiệm vụ cần phải giải quyết để đạt được mục tiêu đề ra. Các kết
quả cơ bản mà luận án đã đạt được là:
- Xây dựng mô hình hệ thống quang của ngòi nổ laser trên tên lửa phòng
không, xây dựng biểu thức tính toán các tham số quang hình trên hai mặt phẳng
kinh tuyến và mặt phẳng xích đạo.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của các tham số quang hình đến thông số làm việc
của ngòi nổ, từ đó xây dựng phần mềm tính toán các tham số thích hợp cho hệ
quang khi thiết kế và hiệu chỉnh chỉnh hệ quang của ngòi nổ laser lắp cho tên lửa.
- Đề xuất một giải pháp mã hóa chống nhiễu cho ngòi nổ laser của tên lửa
phòng không.
- Tiến hành khảo sát và mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink và
thực nghiệm trên KIT FPGA Spartan 3E để kiểm chứng. Các kết quả mô phỏng
và thực nghiệm đã cho thấy tính đúng đắn của giải pháp chống nhiễu đã đề xuất.
133
Những đóng góp khoa học mới của luận án:
Đối chiếu với hai bài toán đã đặt ra trong chương 1 cho thấy luận án đã
hoàn thành được mục tiêu đề ra, thể hiện qua các điểm:
1. Xây dựng được mô hình hệ quang, bộ công thức tính toán các thông số,
khảo sát được sự ảnh hưởng lẫn nhau của các tham số, trên cơ sở đó xây dựng
được bộ phần mềm tính toán các tham số quang hình của ngòi nổ laser.
2. Đề xuất được giải pháp chống nhiễu mới cho ngòi nổ laser trên tên lửa
phòng không. Với phương pháp đề xuất, luận án đã mô phỏng khảo sát và tiến
hành thực nghiệm, thông qua kết quả cho thấy tính khả thi của giải pháp.
Hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án sẽ là:
Mặc dù đã có những cố gắng nhất định, tuy nhiên luận án mới chỉ dừng lại
ở việc nghiên cứu dưới dạng lý thuyết và tiến hành mô phỏng trên phần mềm
Matlab và thực nghiệm trên KIT FPGA Spartan 3E. Chưa được kiểm chứng trên
khí tài thực, do vậy mục tiêu tiếp theo của luận án sau này sẽ là:
- Hiện thực hóa, ứng dụng được kết quả nghiên cứu về phương pháp chống
nhiễu vào tên lửa của Việt Nam.
- Hoàn thiện phần mềm tính toán tham số tối ưu cho hệ quang của ngòi nổ
laser và thay đổi góc nghiêng của vùng quan sát trong quá trình tên lửa tiếp cận
mục tiêu.
134
DANHMỤCCÔNG TRÌNHĐÃCÔNG BỐ
[1]. Nguyễn Đức Thi, Nguyễn Trường Sơn, Trần Hoài Linh, Trần Xuân Tình -
Nghiên cứu ảnh hưởng của các tham số quang học đến chất lượng làm việc
của ngòi nổ laser. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 54, tháng 4/2018.
ISSN 1859-1043.
[2]. Nguyễn Đức Thi, Nguyễn Trường Sơn, Trần Hoài Linh, Trần Xuân Tình,
Dương Hoà An - Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy cho cảm biến laser
của tên lửa phòng không. Tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Thái Nguyên,
số 208, tháng 11/2019. ISSN 1859-2171.
[3]. Nguyễn Đức Thi, Nguyễn Trường Sơn, Trần Hoài Linh, Trần Xuân Tình -
Tối ưu hoá tham số cho hệ quang ngòi nổ laser. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN
quân sự, số 68, tháng 8/2020. ISSN 1859-1043.
[4]. Nguyễn Đức Thi, Nguyễn Trường Sơn, Trần Hoài Linh, Trần Xuân Tình,
Trần Thuỷ Văn - Nghiên cứu giải pháp mã hóa chống nhiễu cho ngòi nổ laser
của tên lửa phòng không. Tạp chí KH&CN Đại học Công nghiệp Hà Nội, Tập
56, số 4, tháng 8/2020. ISSN 1859-3585.
[5]. Nguyễn Đức Thi, Nguyễn Trường Sơn, Trần Hoài Linh, Trần Xuân Tình -
Xây dựng thuật toán xác định tốc độ thay đổi cự ly giữa tên lửa với mục tiêu.
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, số 69, tháng 10/2020. ISSN 1859-1043.
135
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Anh Dũng và các cộng sự. (1999), Lý thuyết bay và hệ thống điều khiển
tên lửa phòng không (tập 1,2,3), Học viện Kỹ thuật Quân sự, Hà nội.
2. Đàm Hữu Nghị, Phạm Ngọc Văn, Nguyễn Vĩ Thuận, Bùi Quốc Dũng, Lê
Thế Trung (2015), Đạn tên lửa phòng không có điều khiển (tập 2), Học
viện Kỹ thuật Quân sự, Hà nội.
3. Lê Thế Mậu (2002), “Xu hướng phát triển của tên lửa phòng không mang
vác”, Tạp chí thông tin chuyên đề Tình hình xu hướng phát triển kỹ thuật
quân sự nước ngoài, số 20, Tổng cục Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Phòng Thông tin KHCNMT - Tổng cục Kỹ thuật (2002), “Tên lửa phòng
không tầng thấp”, Tài liệu tham khảo chuyên đề, số 1, Hà Nội.
5. Phòng Thông tin Khoa học - Công nghệ - Môi trường (2001), Thông tin
chuyên đề Tình hình xu hướng phát triển kỹ thuật quân sự nước ngoài, số
20, Tổng cục Kỹ thuật, Hà Nội.
6. https://vi.m.wikipedia.org/wiki/Vympel_R77.
7. VK Arora, Proximity Fuzes Theory and Techniques, 2010.
8. Лебедев В. Н. - “Авиационные боeприпаcы” - Москва - Издательство
“ВВИА” - 1979.
9. Кренев Г.А, Асимметричный ответв ысокоточному оружию,
Воениздат, Москва, 2006.
10. Лeбeдько E. Г, Cиcтемьі Oптической Локации, 2013.
11. A. Nasser, “Recent Advancements in Proximity Fuzes Technology”,
International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT),
2015.
12. D.Silber, “Performance of a Pseudorandom Binary Phase Code with
Errors and Doppler-Shifted CW”, IEEE Transaction on Aerospace, 1981.
13. J. Jiang Liu, “Advanced optical fuzing technology”, Optical Technologies
for Arming, Safing, Fuzing, and Firing,edited by William J. Thomes, Fred
M. Dickey, Proc. of SPIE Vol. 5871, 2016.
14. Hanshan LI, Xiaoqian Zhang, “Laser Echo Characteristics and Detection
Probability Calculation on the Space Projectile Proximity Fuze”, Optik, 2019.
136
15. Hemani Kaushal, Georges Kaddoum, “Applications of Lasers for Tactical
Military Operations”, IEEE, 2017.
16. Ove Steinvall, “Effects of target shape and reflection on laser ra-đa cross
sections”, Optical Society of America, 2000.
17. Kun Wang，Huimin Chen, “Analysis on the characteristics of pulsed laser
proximity fuze's echo”, International Symposium on Photoelectronic
Detection and Imaging 2011.
18. Yan Xiaopeng, LI Ping, “Study on Detection Techniques for Laser Fuze using
Pseudorandom Code”, Semiconductor Lasers and Applications III, 2007.
19. Wen Zongping, “A study on laser Pseudorandom Code detection”,
(8358th Institute, 3rd Academy, CASC Tianjin 300192).
20. Wang Wei,Deng Jia-hao,Huang Yan,Yin Jun (School of Mechatronics
Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing100081, China),
“Laser Fuze Detection Technique Using the Pseudorandom Code” [J];
Journal of Beijing Institute of Technology; 2003-06.
21. WEI Su-juan,Deng Jia-hao,Yao Xiu-juan(School of Mechatronics
Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing100081, China);
“Study on the Signal Processing Technique of Laser Fuzes” [J]; Journal of
Beijing Institute of Technology; 2005-03.
22. Gong Jimin; “Proximity fuze phase-modulation by pseudo-random code”
[J]; Acta Armamentarii;1989-04.
23. Wang Wei, Deng Jia-hao, Huang Yan, Yin Jun (School of Mechatronics
Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing100081, China);
“Laser Fuze Detection Technique Using the Pseudorandom Code”[J];
Journal of Beijing Institute of Technology; 2003-06.
24. Wei Wang, Wei Li. Xiao Tong Song, Tao Yu, “Application of Monte
Carlo method to laser coding detection”, Applied Optics and Photonics
China.
25. Wen Zongpig. “Study on detection techniques for laser using
pseudorandom code”. Infrared and Laser Engineering, 25(3), 34-40 (1996).
26. Silber D. “Performance of a Pseudo Random Binary Phase Code With
Errors and Doppler-Shifted CW”. IEEE Trans,Vol. AES-17, No.6, (1981).
137
27. Xiao Guozhen,Liang Chuanjia,Wang Yumin. “Pseudorandom sequences
and application”. Beijing: National DefenceIndustry Press,1985.
28. Xiaopeng Yan, Ping Li, Ruili Jia, Huimin Chen, “Study on Detection
Techniques for Laser Fuze Using Pseudorandom Code”, Photonics Asia
2007, Beijing, China.
29. Holmes J K. “Coherent spread spectrum systems”. Liang Zhenxing, Cai
Kaiji transl. Beijing: National DefenceIndustry Press,1991.
30. Lin Kexiang, Wang Yifei. “Theory and application of pseudorandom
code”. Beijing: Posts & Telecom Press, 1978.
31. Wei Guanghui. “Application of laser technology in military industry”.
Beijing: Publishing Howse of WeaponIndustry, 1995.
32. W. C. Ruff, B. L. Stann, Christian M. von der Lippe, “Ladar Sensor
Candidates for a Short Standoff Fuze”, ARLreport, (May 19, 1994).
33. K. Aliberti, W. Ruff, H. Shen, P. Newman, M. Giza, W. Sarney, M. Stead,
J. Damman, R. Mehandru, and F. Ren,“Charactrization of InGaAs self-
mixing detectors for chirp, amplitude-modulated LADAR”, Laser Ra-đa
Technology and Applications IX, SPIE Vol. 5412, pp. 99-110 (2004).
34. V. B. Nakagawara, R. W. Montgomery, A. Dillard, L. McLin, andC. W.
Connor, “The effects of laser illumination on operational and visual
performance of pilots conducting terminal operations,” Tech.Report-
DOT/FAA/AM-03/12, Federal Aviation Administration, OK.& Air Force
Research Laboratory, TX., 2003.
35. A. V. Jelalian, “Laser Ra-đa Systems”-Artech House, Boston, Mass, 1992.
36. J. C. Stover, “Optical Scattering-Measurements and Analysis”-McGraw-
Hill, New York, 1990.
37. J. C. Leader, “Analyses and prediction of laser scattering fromrough-
surface materials,” J. Opt. Soc. Am. 69, 610-628 -1979.
38. Spartan-3E FPGA Family Data Sheet. Xilinx. 2008.
39. Spartan 3E FPGA Starter Kit board. User guide. Xilinx. 2011.
40. Sivanandam, S. N., and S. N. Deepa (2008), "Genetic algorithms."
In Introduction to genetic algorithms, Springer, Berlin, Heidelberg.
138
41. Arora, Rajesh Kumar (2015), Optimization algorithms and applications.
CRC Press.
42. Du Ke-Lin, Swamy MNS (2016), "Search and Optimization by
Metaheuristics, Techniques and Algorithms Inspired by Nature.
43. Herrera, Francisco, Manuel Lozano, and Ana M. Sánchez (2003):. "A
taxonomy for the crossover operator for real‐coded genetic algorithms: An
experimental study." International Journal of Intelligent Systems 18, no. 3
309-338.
44. Michalewicz, Zbigniew (2013). Genetic algorithms + data structures =
evolution programs. Springer Science & Business Media.