[发明专利]半主动激光导引头

说明书

本发明公开了一种半主动激光导引头，包括：位于整个导引头前部的光学系统；四象限激光探测器，用于探测经过光学系统滤光处理后的光信号并将其转换为电信号；前置放大电路，用于将四象限激光探测器输出的电信号进行放大；峰值保持电路，用于将经前置放大电路放大后的电信号进行峰值保存；采样与处理模块，用于对峰值保持电路进行AD采样，并根据采样信号获得目标的方位信息以及将方位信息发送给导弹飞行控制系统进行姿态控制；辅助控制模块，用于在前置放大电路输出的脉冲信号超过阈值后，控制峰值保持电路保存脉冲峰值，并且触发采样与处理模块进行AD采样，以及用于在采样结束后控制峰值保持电路释放峰值。

技术领域

本发明涉及激光制导导弹的导引部件领域，特别地，涉及一种半主动激光导引头。

背景技术

与传统的雷达、红外、电视制导方式相比，激光制导利用了激光方向性好、单色性好、能量集中、相干性好的特点，具有制导精度高、抗干扰能力强的优点。因此，激光制导成为了目前世界上研制精确打击武器的一种重要导引手段。

同时，小型及超小型导弹因其质量轻、制导精度高、杀伤范围可控、携带方便等优势成为军事领域的一种热门武器，现有的激光制导技术无法满足小型及超小型导弹的制导要求，小型及超小型导弹的精准制导技术在我国尚属空白。利用半主动激光制导技术为超小型导弹研制导引部件，是一种可行的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种半主动激光导引头，以解决超小型导弹导引头制导的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种半主动激光导引头，包括：位于整个导引头前部的光学系统，用于供目标反射的激光光线中选定波长的激光通过；四象限激光探测器，设置于光学系统后方，用于探测经过光学系统滤光处理后的光信号并将其转换为电信号；前置放大电路，与四象限激光探测器连接，用于将四象限激光探测器输出的电信号进行放大；峰值保持电路，与前置放大电路连接，用于将经前置放大电路放大后的电信号进行峰值保存；采样与处理模块，与峰值保持电路连接，用于对峰值保持电路进行AD采样，并根据采样信号获得目标的方位信息以及将方位信息发送给导弹飞行控制系统进行姿态控制；辅助控制模块，与前置放大电路、峰值保持电路、采样与处理模块分别连接，用于在前置放大电路输出的脉冲信号超过阈值后，控制峰值保持电路保存脉冲峰值，并且触发采样与处理模块进行AD采样，以及用于在采样结束后控制峰值保持电路释放峰值。

进一步地，光学系统包括前后依序布设的第一透镜、滤光片和第二透镜；第一透镜和第二透镜为正弯月形透镜，且二者的弯曲方向均朝向导引头的前方；滤光片放置于第一透镜和第二透镜之间，用于滤除选定波长之外的背景光和干扰光线。

进一步地，四象限激光探测器为四象限雪崩二极管阵列，其包括四个反向偏置的二极管，用于将光信号转换为电流信号；四象限激光探测器的探测器感光面被横向坐标轴和纵向坐标轴分割成四个象限，每个象限对应设置有一个二极管；探测器感光面位于光学系统的光轴上理论像点的前方，使得目标反射的激光光线在探测器感光面上成像为一个光斑。

进一步地，前置放大电路包括转换模块、放大模块和滤波模块，转换模块用于将四象限激光探测器输出的电流信号转换成电压信号；放大模块用于将转换后的电压信号进行放大；滤波模块用于将放大后的电压信号进行滤波。

进一步地，采样与处理模块采用DSP芯片，DSP芯片包括AD采样模块、计算模块和发送模块，AD采样模块用于对峰值保持电路进行AD采样以获得每个象限的光功率对应的信号；计算模块用于根据四个象限的信号值计算目标的方位信息，方位信息包括目标的方位角和光斑中心到四象限激光探测器中心的距离；发送模块用于将方位信息发送给导弹飞行控制系统进行姿态控制。

进一步地，计算模块中，由以下公式获得光斑的中心坐标x、y：