[发明专利]一种激光导引头能量控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种激光导引头能量控制系统及其控制方法，其包括四象限探测器、光电流转换电路、后级放大电路、跟随滤波电路、AD采样电路、触发脉宽生成电路以及控制芯片，四象限探测器连接光电流转换电路，光电流转换电路连接后级放大电路，后级放大电路连接跟随滤波电路，跟随滤波电路同时连接AD采样电路和触发脉宽生成电路，AD采样电路和触发脉宽生成电路同时连接控制芯片，控制芯片同时连接后级放大电路、跟随滤波电路以及四相限探测器。本发明还提供了采用以上系统进行导引头能量控制的方法。本发明系统和控制方法能够满适用于远距离激光导引头的探测，提高其探测精度。

技术领域

本发明属于激光精确制导技术领域，具体为一种用于APD激光导引头的能量识别和控制的系统及方法。

背景技术

激光导引头可以通过捕获打击目标点反射的特定码型的激光信号，实时结算出目标位置信息，并将该位置信息反馈给弹上计算机进行导引控制，能够有效提高打击精度。为了更好的适应武器发展的需要，各类武器系统对激光导引头的作用距离需求不断提高。

激光导引头所用探测组件根据光电二极管类型可以分为PIN型和APD(雪崩二极管)型两类。其中，PIN技术成熟，成本较低，但是此类探测组件作用距离有限，一般不超过3km，不适用于新时代末端激光制导武器的需求。APD型探测器能够感知极弱的激光能量信号，因此作用距离相比PIN型存在质的飞跃，其作用距离超过8km，能够适应飞行速度较高的激光制导武器系统末端精确导引的需求。

APD型探测器由于能够感知极弱能量，所应用的武器平台一般飞行速度较快，飞行过程中探测器感知的能量变化极为迅速。APD型探测器采集激光能量后，转化成光电流，对于光电流信号的有效采集和控制识别处理，关系到探测精度，是一个比较棘手的问题。

因此，需要开发一种新型的激光导引头能量控制与识别方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷和改进需求，本发明目在于提供一种激光导引头能量控制系统及方法，将其应用在远距离激光导引头探测中，其能满足远距离探测的精度需求。

为实现上述目的，本发明提供一种激光导引头能量控制系统，其包括四象限探测器、光电流转换电路、后级放大电路、跟随滤波电路、AD采样电路、触发脉宽生成电路以及控制芯片，其中，四象限探测器连接光电流转换电路，光电流转换电路连接后级放大电路，后级放大电路连接跟随滤波电路，跟随滤波电路同时连接AD采样电路和触发脉宽生成电路，AD采样电路和触发脉宽生成电路同时连接控制芯片，控制芯片同时连接后级放大电路、跟随滤波电路以及四相限探测器，以能对后级放大电路、跟随滤波电路以及四相限探测器的参数进行调控，四象限探测器上具有光敏面，该光敏面用于感知目标反射回来的激光信号，并将该激光信号转换成四路光电流信号，该四象限探测器使用外部供电，光电转换电路用于将光电流信号转换成光电压信号，后级放大电路用于对光电压信号进行增益放大，跟随滤波电路用于对放大后的光电压信号进行降噪，AD采样电路用于将四象限对应的四路光电压模拟信号转换成数字电压信号，并将该数字电压信号传输给控制芯片，触发脉宽生成电路将四路光电压信号求和，通过自身包含的比较器触发与外界激光信号同频的脉宽信号，并将该脉宽信号传输给控制芯片，控制芯片用于根据数字电压信号获得目标点的位置，还用于根据脉宽信号识别外部的激光码型，以排除可能的干扰源。

进一步的，所述四象限探测器为APD型光电探测器。

按照本发明的另一个方面，还提供一种如上所述系统的控制方法，其为闭环控制，

S1：控制芯片同时采集数字电压信号和脉宽信号，

S2：控制芯片首先根据脉宽信号识别外部的激光码型，以排除可能的干扰源，然后，控制芯片根据数字电压信号以获得目标点的位置，

S3：控制芯片内预设了合理范围的调节阈值，具体的，