[发明专利]一种激光驾束制导测角接收机

说明书

本发明提供激光驾束制导测角接收机，属于近程地空、地地导弹姿态测量和控制技术领域。包括：广角光学镜头组件、四象限光电探测器、信号转换及放大电路、滤波电路和模/数混合解算电路。该接收机通过接收地面激光驾束制导仪发射的调制激光制导信息，通过光学会聚成像、信号转换及放大电路、整形滤波电路和和差处理电路对信号进行实时处理后，经过数字信号解算电路和软件来获得导弹在空间激光驾束制导信息场中相对于信息场中心的二维位置坐标、导弹轴线相对于激光驾束制导信息场激光射线的俯仰偏移角和偏航偏移角。本发明采取编码激光直接照射、测角接收机接收的方式，同时测量出导弹相对制导信息场的位置信息和姿态信息，从而为导弹提供精确的位置和姿态角度测量，大幅度提高导弹的瞬态控制品质。

技术领域

本发明涉及一种接收机，具体涉及一种激光驾束制导的测角接收机，属于地地、地空近程导弹控制及姿态测量技术领域。

背景技术

弹药作为武器系统的终端，直接决定了打击的效能和战场的胜负。随着现代战争作战模式、作战方式的变化，各主要军事强国正在大力发展以首发命中率高、发射后不管、高效毁伤等为特点的信息化智能弹药武器系统。激光驾束制导弹药凭借其制导精度高、成本低、附带损伤小、反应时间快、作战效能高等优势成为智能化弹药的一个重要发展领域和方向。

激光驾束制导是一种由弹外激光照射器发射激光波束照射和跟踪目标，弹上激光接收机接收激光信息，通过控制系统控制导弹沿激光波束中心线飞行的精确制导体制。激光驾束制导信息场的形成可以有多种方案，目前工程应用最为成熟的为频率编码方案，该方案通过地面激光驾束制导仪中的调制系统对发射的激光波束进行调制，在空间不同位置形成不同的串行频率编码，导弹上的接收机接收到激光频率编码后，就能解算出其自身相对信息场中心的位置坐标，从而形成控制指令控制导弹飞行。

采用激光驾束制导体制的导弹系统一般采用“三点法”导引规律，导弹会在控制系统作用下自动沿激光驾束制导信息场的中心飞行，而制导信息场的中心与瞄准装置的中心重合，从而实现对静止/机动目标的攻击。现有激光驾束制导系统只能测量出导弹相对激光信息场中心的位置坐标，用于导弹制导回路进行导弹质心位置的控制，然而在导弹受控飞行过程中，需要导引导弹始终沿激光信息场中心飞行，在此过程中导弹弹体会存在着姿态角的变化，当姿态角变化超过一定范围，如出现锥摆运动，会对导弹精度和战斗部威力、导引头性能等造成很大影响，因此现代导弹设计已越来越多地通过采用姿态控制来改善弹体的动力学特性，以提升导弹的控制品质。姿态控制回路的采用需要测量出导弹的姿态运动信息，传统上这些信息是由陀螺等惯性器件测得的，但增加惯性器件不仅成本高，还要占用弹上空间，会为导弹的总体设计带来困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种激光驾束制导测角接收机，该接收机不仅能测量出导弹相对于激光信息场中心的位置坐标，还能测量出导弹轴线相对于激光射线的俯仰偏移角和偏航偏移角，从而为导弹姿态控制回路提供控制信息，该夹角信息的引入可以有效解决目前旋转导弹锥摆运动对战斗部破甲能力造成影响等问题。

所述的激光驾束制导测角接收机放置于导弹弹体尾部，令所述导弹弹体的轴向为X向，其俯仰方向为Y向，偏航方向为Z向；包括：光学镜头组件、四象限光电探测器、信号转换及放大电路、滤波电路和模/数混合解算电路；

所述光学镜头组件用于接收地面制导仪发射出的编码激光，并将其汇聚于所述四象限光电探测器的靶面上；

所述四象限光电探测器设置在光学镜头组件后方；所述四象限光电探测器在四个象限内各有一个光学敏感面，且四个光敏面互相独立；每个光学敏感面上引出一根导线作为电极，作为对应光学敏感面的信号输出端；激光波束经过所述广角光学镜头组件在四象限光电探测器上成像，当所述成像光斑中心位于所述四象限光电探测器靶面中心时，四个光学敏感面输出的电信号幅度相同；当成像光斑中心偏离靶面中心时，四个光学敏感面输出的电信号幅度不同，且输出的电信号幅度与对应象限上的光斑面积成正比；