[发明专利]机载凝视成像激光雷达同步触发系统

权利要求书

1.一种机载凝视成像激光雷达同步触发系统，实现对外围设备机载凝视成 像激光雷达系统的选通控制提供纳秒级的同步触发；其特征在于：该系统包括： 激光脉冲接收模块、激光脉冲发射时间检测模块、光电转换模块、信号放大及 整形限幅模块、时序控制模块；各模块的连接关系为：激光脉冲接收模块的接 收端与外围设备机载凝视成像激光雷达系统的激光光源连接，其输出端与激光 脉冲发射时间检测模块的输入端连接；激光脉冲发射时间检测模块的输出端与 光电转换模块的输入端以及时序控制模块的输入端连接；光电转换模块的输出 端与信号放大及整形限幅模块的输入端连接；信号放大及整形限幅模块的输出 端与时序控制模块的输入端连接；时序控制模块的输出端与外围设备机载凝视 成像激光雷达系统的光电成像探测器及目标高度判别模块连接；

各模块的主要功能是：

所述激光脉冲接收模块用于接收激光光源发出的光脉冲信号，并将其发送 至激光脉冲发射时间检测模块；

所述激光脉冲发射时间检测模块用于接收激光脉冲接收模块发送的光脉冲 信号，并记录接收到该光脉冲信号的时间作为激光发射时间t，然后将所述激光 发射时间t发送到时序控制模块；同时将接收到的光脉冲信号传输至光电转换模 块；

所述光电转换模块将接收到的光脉冲信号转换成电脉冲信号，并传输至信 号放大及整形限幅模块；

所述信号放大及整形限幅模块用于快速放大接收到的电脉冲信号，并对其 进行低噪声、小功率整形限幅后输出至时序控制模块；

时序控制模块对接收到的激光发射时间t、电脉冲信号进行处理，得到具有 人为设定的固定延时t′的电脉冲信号发送至外围设备机载凝视成像激光雷达系 统的光电成像探测器及目标高度判别模块，作为光电成像探测器及目标高度判 别模块的工作触发信号，其中t′＝t+Δt，Δt为人为设定的固定延时；

机载凝视成像激光雷达同步触发系统的工作流程为：

激光脉冲接收模块接收外围设备机载凝视成像激光雷达系统的激光光源发 出的光脉冲信号，并将其发送至激光脉冲发射时间检测模块；激光脉冲发射时 间检测模块记录接收到该光脉冲信号的时间作为激光发射时间t，然后将所述激 光发射时间t发送到时序控制模块；同时将接收到的光脉冲信号传输至光电转换 模块；光电转换模块将接收到的光脉冲信号转换成电脉冲信号，并将该电脉冲 信号传输至信号放大及整形限幅模块；信号放大及整形限幅模块快速放大接收 到的电脉冲信号，并对其进行低噪声、小功率整形限幅后将输出至外围设备机 载凝视成像激光雷达系统的时序控制模块；时序控制模块对接收到的激光发射 时间t、电脉冲信号进行处理，得到具有人为设定的固定延时t′的电脉冲信号发 送至外围设备机载凝视成像激光雷达系统的光电成像探测器及目标高度判别模 块，作为其工作触发信号。

2.根据权利要求1所述的机载凝视成像激光雷达同步触发系统，其特征在 于：用于实现光电信号转换模块、信号放大及信号整形限幅模块功能的高速激 光脉冲同步触发电路包括：1个光电二极管PD；5个电阻R₁，R₂，R₃，R₄，R₅； 1个开关晶体三极管T；1个隧道二极管TD；1个稳压二极管ZD；1个偏置电 压Vcc；1个电容C；

光电二极管PD的阴极与偏置电压Vcc相连，光电二极管PD的阳极与电阻R₁的一端及开关晶体三极管T的基极连接；电阻R₁的另一端以及开关晶体三极管 T的发射极接地；开关晶体三极管T的集电极与电阻R₂、R₃的一端连接；电阻R₂的另一端与偏置电压Vcc连接；电阻R₃的另一端与电容C的一端连接；电容C的 另一端与电阻R₄的一端、电阻R₅的一端以及隧道二极管TD的阳极连接；电阻R₄的另一端与偏置电压Vcc相连；电阻R₅的另一端与稳压二极管ZD的阴极连接后， 该连接点作为电脉冲信号的输出端；隧道二极管TD的阴极接地；稳压二极管ZD 的阳极接地。