[发明专利]红外探测器信号处理装置

说明书

本发明公开了一种红外探测器信号处理装置，其包括：前置放大电路，用于接收红外探测器产生的脉冲电流并将脉冲电流转换为脉冲电压信号；双微分电路，连接前置放大电路，用于将脉冲电压信号转换为利于分析的双微分信号；自动增益电路，连接双微分电路，用于将双微分信号进行增益放大处理得到用于传递至导弹导引头的控制器的输出信号；偏移消除电路，位于自动增益电路的输入端与输出端之间，用于消除自动增益电路信号处理过程中的零点偏移。本发明扩大了输出信号的动态范围并防止信号幅值提前饱和，且滤除了噪声和杂波，方便导弹导引头的控制器提取目标特征，利于增强红外探测器信号抵抗外界传导影响和/或电磁干扰。

技术领域

本发明涉及空空导弹控制领域，特别地，涉及一种红外探测器信号处理装置。

背景技术

红外空空导弹是现代空军战机的一种主要近战武器，其中，红外探测器作为其关键元件，对红外辐射敏感，可以将目标像点红外辐射能量转变成交变电信号输出，信号中包含了红外目标的特征(大小、形状)、距离、方位等关键信息可以用于导弹制导。不同于红外凝视成像探测器依赖于图像处理算法来获取这些信息，还有一类相对简单的L型或十字型等多元红外探测器更多地依靠后期的信号处理电路来获取目标特征信息和位置信息。

在多元探测器的实际应用中，每一元探测器臂都是一个独立的、对红外辐射敏感的光电二极管。为了把所有的光电二极管都利用起来，红外目标像点通常被设计为在成像平面上旋转扫描。当像点扫过这些多元探测器的瞬间，红外辐射的改变会形成脉冲电流，经过前置放大电路后就变成了脉冲电压信号，这就是最原始的红外目标信号。但是这样的原始信号用于直接提取目标特征信息是很困难的，而且由于背景干扰或者云团等假目标引起的干扰也很难鉴别和滤除。与此同时，作为微弱信号，原始红外信号对电磁干扰非常敏感，任何微小的干扰脉冲的进入都会影响到后续的红外信号处理。因此，亟需设计一种信号处理装置，以有效滤除电磁或者背景干扰、强化目标特征。

发明内容

本发明提供了一种红外探测器信号处理装置，以解决现有的红外探测器的原始红外信号容易受到背景干扰、电磁干扰导致目标特征提取不准确的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种红外探测器信号处理装置，其包括：

前置放大电路，用于接收红外探测器产生的脉冲电流并将脉冲电流转换为脉冲电压信号；

双微分电路，连接前置放大电路，用于将脉冲电压信号转换为利于分析的双微分信号；

自动增益电路，连接双微分电路，用于将双微分信号进行增益放大处理得到用于传递至导弹导引头的控制器的输出信号；

偏移消除电路，位于自动增益电路的输入端与输出端之间，用于消除自动增益电路信号处理过程中的零点偏移。

进一步地，前置放大电路采用反相比例放大电路，包括第一运算放大器，第一运算放大器的同相输入端设置与红外探测器的伏安特性对应的负向偏压，反相输入端连接红外探测器，用于接收红外探测器产生的脉冲电流，第一运算放大器的反相输入端与输出端之间还并联设置用于滤波的第一电容和用于调节增益的第一电阻。

进一步地，双微分电路包括第二运算放大器、第三运算放大器，第二运算放大器和第三运算放大器的同相输入端均接地，前置放大电路的输出端经第二电阻、第二电容连接第二运算放大器的反相输入端，第二运算放大器的反相输入端与输出端之间并联设置第三电阻、第三电容；第二运算放大器的输出端经第四电阻、第四电容连接第三运算放大器的反相输入端，第三运算放大器的反相输入端与输出端之间并联设置第五电阻、第五电容。

进一步地，前置放大电路输出的脉冲电压信号为负脉冲电压信号，双微分信号为包括单波峰、双波谷的信号。