CN109579639A - 半主动激光导引头 - Google Patents

Abstract

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。

Description

半主动激光导引头

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：

其中，k为标定因子，S1、S2、S3、S4为DSP芯片采样的每个象限的信号峰值，x表示横坐标，y表示纵坐标，

计算模块中，由以下公式获得目标的方位角θ：

计算模块中，由以下公式获得光斑中心到四象限激光探测器中心的距离r：

进一步地，DSP芯片还包括通信模块，通信模块与导弹飞行控制系统连接，用于接收导弹飞行控制系统传输的激光编码信息；DSP芯片还包括第一控制模块，第一控制模块与通信模块连接，用于将从导弹飞行控制系统接收的激光编码信息写入辅助控制模块。

进一步地，辅助控制模块采用CPLD芯片，CPLD芯片包括：窄波门生成模块，用于根据激光编码信息生成窄波门以提取符合要求的激光脉冲波形；峰值控制模块，用于在前置放大电路输出的脉冲信号中落入窄波门的脉冲信号超过阈值后，控制峰值保持电路保存脉冲峰值，以及用于在采样结束后控制峰值保持电路释放峰值；第二控制模块，与第一控制模块通信连接，用于根据第一控制模块写入的激光编码信息进行波门参数的配置并控制窄波门生成模块生成相应的窄波门，第二控制模块还与AD采样模块通信连接，用于在峰值保持电路保存峰值后触发AD采样模块进行AD采样。

进一步地，半主动激光导引头还包括电源电路，用于为四象限激光探测器、前置放大电路、DSP芯片以及CPLD芯片提供电源。

进一步地，电源电路采用外部供电电源供电，其包括三端稳压器、LDO稳压器和DC-DC模块，外部供电电源经三端稳压器连接至四象限激光探测器以为其提供工作电源，三端稳压器连接至前置放大电路为其提供工作电源，三端稳压器通过LDO稳压器分别连接至CPLD芯片、DSP芯片，用于分别为CPLD芯片、DSP芯片提供工作电源，外部供电电源经DC-DC模块与四象限激光探测器连接，用于为其提供负偏置电压。

本发明的半主动激光导引头，通过位于整个导引头前部的光学系统来滤除选定波长之外的背景光和干扰光线，取消了光学导引头常见的整流罩，有利于降低导引头的重量，满足超小型化的尺寸和重量要求；采用四象限激光探测器作为激光的敏感元件，提升了探测识别距离和探测精确度；由前置放大电路、峰值保持电路、辅助控制模块和采样与处理模块组成的电路对从四象限激光探测器的输出信号提取目标的方位信息，并输出至导弹飞行控制系统用于导弹飞行姿态控制，从而对目标的追踪和打击，由前置放大电路、峰值保持电路、辅助控制模块和采样与处理模块组成的电路可以高效、准确地提取脉冲信号，具有采集精度高、抗干扰能力强、响应速度快的优点。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的半主动激光导引头的结构框图；

图2是本发明优选实施例的光学系统的结构示意图；

图3为四象限激光探测器感光面及激光光斑的示意图；

图4为前置放大电路的结构框图；

图5为采样与处理模块的结构框图；

图6为辅助控制模块的结构框图；

图7为激光光斑坐标计算的示意图；

图8为激光脉冲及波门的示意图。

附图标号说明：

1、光学系统；10、第一透镜；11、滤光片；12、第二透镜；

2、四象限激光探测器；20、探测器感光面；

3、前置放大电路；30、转换模块；31、放大模块；32、滤波模块；

4、峰值保持电路；

5、采样与处理模块；50、AD采样模块；51、计算模块；52、发送模块；53、通信模块；54、第一控制模块；

6、辅助控制模块；60、窄波门生成模块；61、峰值控制模块；62、第二控制模块；

7、电源电路；70、三端稳压器；71、LDO稳压器；72、DC-DC模块；

8、收发电路；

9、导弹飞行控制系统；

A、光斑；B、理论像点。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供一种超小型半主动激光导引头的实现方式，可以用于设计半主动激光制导导弹的导引部件，也可以用于制作利用激光探测目标方位的精密检测装置。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种半主动激光导引头，包括：光学系统1、四象限激光探测器2、前置放大电路3、峰值保持电路4、采样与处理模块5和辅助控制模块6。

光学系统1位于整个导引头的前部，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2设置于光学系统1后方，用于探测经过光学系统1滤光处理后的光信号并将其转换为电信号。前置放大电路3，与四象限激光探测器2连接，用于将四象限激光探测器2输出的电信号进行放大。峰值保持电路4，与前置放大电路3连接，用于将经前置放大电路3放大后的电信号进行峰值保存。采样与处理模块5，与峰值保持电路4连接，用于对峰值保持电路4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9进行姿态控制。辅助控制模块6，与前置放大电路3、峰值保持电路4、采样与处理模块5分别连接，用于在前置放大电路3输出的脉冲信号超过阈值后，控制峰值保持电路4保存脉冲峰值，并且触发采样与处理模块5进行AD采样，以及用于在采样结束后控制峰值保持电路4释放峰值。

本发明的半主动激光导引头，通过位于整个导引头前部的光学系统来滤除选定波长之外的背景光和干扰光线，取消了光学导引头常见的整流罩，有利于降低导引头的重量，满足超小型化的尺寸和重量要求；采用四象限激光探测器作为激光的敏感元件，提升了探测识别距离和探测精确度；由前置放大电路、峰值保持电路、辅助控制模块和采样与处理模块组成的电路对从四象限激光探测器的输出信号提取目标的方位信息，并输出至导弹飞行控制系统用于导弹飞行姿态控制，从而对目标的追踪和打击，由前置放大电路、峰值保持电路、辅助控制模块和采样与处理模块组成的电路可以高效、准确地提取脉冲信号，具有采集精度高、抗干扰能力强、响应速度快的优点。

本发明的导引头的直径与弹径一致，在本发明的具体实例中为40mm，属于超小型导弹。由于弹径的限制，需要设计专门的光学系统1，光学系统1应具有通光孔径大、成像焦距短等具体特性，并且能够滤除非选定波长的背景光和干扰光线。光学系统1和其余硬件电路的设计满足弹径限制。

本优选实施例中，光学系统1的具体结构见图2。光学系统1安装在整个导引头的最前端，其包括前后依序布设的第一透镜10、滤光片11和第二透镜12。第一透镜10和第二透镜12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11放置于第一透镜10和第二透镜12之间，用于滤除选定波长之外的背景光和干扰光线。本发明的光学系统1采用2级正弯月形透镜进行组合，透镜采用折射率高的H-ZF7LA玻璃，可减小光学系统1的像方焦距。两块透镜组合之间放置滤光片11，只允许1.06um波长的有效激光通过。所有透镜采用光透过率高的透镜，光学系统1的衰减率可达到0.1以下。

本发明的优选实施例中，四象限激光探测器2选择敏感波长为1.06um的四象限雪崩二极管APD阵列，实际为四个反向偏置的半导体二极管组合。每个象限各对应一个二极管，二极管在反向电压工作条件下，敏感设定波长的激光辐射，不同的光辐射通量会引起二极管光电流的变化。采样与处理模块5通过检测每个象限光电流的变化，可以进一步测算出探测器感光面20上的激光像斑包含的目标方位信息。激光光线在四象限激光探测器2上成像的示意图见图3。本优选实施例中，四象限激光探测器2放置在光学系统1光轴上理论像点B的前方，所以目标反射的激光光线在探测器感光平面上成像为一个光斑A。探测器感光面20平面被x、y坐标轴分割成S1、S2、S3、S4四个象限，每个象限对应一个二极管。远距离激光光源照射目标后，反射/漫反射至导引头的激光信号极其微弱。本发明选用灵敏度高、噪声低、具有内部增益的雪崩光电二极管APD作为探测器件，可以实现对微弱激光信号的准确探测，从而确保后续对目标方位信息的准确解算，实现精确制导。

本发明中的半主动激光导引头还包括电源电路7，用于为四象限激光探测器2、前置放大电路3、DSP(数字信号处理)芯片以及CPLD(复杂可编程逻辑器件)芯片提供电源。如图1中，电源电路7采用±15V外部供电电源供电，其包括三端稳压器70、LDO稳压器(低压差线性稳压器)71和DC-DC模块72，供电电源经三端稳压器70连接至四象限激光探测器2以为其提供±12V的工作电源，三端稳压器70连接至前置放大电路3为其提供+5V的工作电源，三端稳压器70通过LDO稳压器71分别连接至CPLD芯片、DSP芯片，用于分别为CPLD芯片、DSP芯片提供+3.3V的工作电源，电源电路7还包括与供电电源连接的DC-DC模块72，DC-DC模块72与四象限激光探测器2连接，用于为其提供-100V的负偏置电压。可以理解，在本发明的其他实施例中，供电电源的供电电压、四象限激光探测器2的工作电压、前置放大电路3的工作电压、CPLD芯片和DSP芯片的工作电压以及四象限激光探测器2的负偏置电压可以根据实际需求进行调整，本发明不做具体限定。

由于四象限激光探测器2输出信号为微弱的电流信号，因此需要设计前置放大电路3进行放大、滤波转换成电压信号，以便于AD采样。结合图4，本发明的优选实施例中，前置放大电路3包括转换模块30、放大模块31和滤波模块32，转换模块30用于将四象限激光探测器2输出的电流信号转换成电压信号；放大模块31用于将转换后的电压信号进行放大；滤波模块32用于将放大后的电压信号进行滤波。四象限激光探测器2在-100V的负偏置电压下敏感设定波长1.06um的激光，根据激光能量大小产生光电流变化，经过前置放大电路3进行电流/电压转换、比例放大、滤波，输出为电压脉冲信号。

激光照射光源为纳秒级的激光脉冲，脉冲间隔可调且为毫秒级。为了便于采样与处理模块5采样到四象限激光探测器2输出信号的有效峰值，需要后级的峰值保持电路4能够自动保存电压脉冲的峰值。

本发明中，采样与处理模块5采用TI公司的DSP芯片，其为激光导引头的电路数字控制核心。DSP芯片中的软件负责实现目标方位信息的计算，根据符合要求的四个象限的脉冲峰值来计算激光光斑A的坐标轴位置和偏移角度，从而得到目标方位信息。

参照图1和图5，本优选实施例中，DSP芯片包括AD采样模块50、计算模块51和发送模块52。AD采样模块50用于对峰值保持电路4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51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A中心到四象限激光探测器2中心的距离。发送模块52用于将方位信息发送给导弹飞行控制系统9进行姿态控制。DSP芯片还包括通信模块53，通信模块53通过收发电路8与导弹飞行控制系统9连接，用于接收导弹飞行控制系统9传输的激光编码信息。本优选实施例中，收发电路8采用RS422收发电路8，其通过RS422总线与导弹飞行控制系统9通信连接，并与DSP芯片的UART接口连接。DSP芯片还包括第一控制模块54，第一控制模块54与通信模块53连接，用于将从导弹飞行控制系统9接收的激光编码信息写入辅助控制模块6。本发明采用DSP芯片与导弹飞行控制系统9进行串口通信，从而能够随时改变激光编码配置信息，在软件处理时滤除编码信息不符合设定的干扰激光信号，从而保证准确的方位解算。可以理解，作为一种变形，所述收发电路8可以省略，所述通信模块53直接与导弹飞行控制系统9通信连接。

本发明的优选实施例中，辅助控制模块6采用CPLD芯片，作为峰值保持电路4的控制芯片并触发DSP芯片的AD采样。

参照图6，CPLD芯片包括：窄波门生成模块60，用于根据激光编码信息生成窄波门以提取符合要求的激光脉冲波形；峰值控制模块61，用于在前置放大电路3输出的脉冲信号中落入窄波门的脉冲信号超过阈值后，控制峰值保持电路4保存脉冲峰值，以及用于在采样结束后控制峰值保持电路4释放峰值；第二控制模块62，与第一控制模块54通信连接，用于根据第一控制模块54写入的激光编码信息进行波门参数的配置并控制窄波门生成模块60生成相应的窄波门，第二控制模块62还与AD采样模块50通信连接，用于在峰值保持电路4保存峰值后触发AD采样模块50进行AD采样。峰值保持电路4通过CPLD芯片进行控制，当前置放大电路3输出脉冲信号超过阈值后，控制峰值保持电路4保存脉冲峰值并且通知DSP芯片进行AD采样，采样结束后又主动控制峰值保持电路4放电释放峰值，等待下一次脉冲波形的到来。本发明的CPLD芯片可以根据激光编码信息生成窄波门来提取符合设定要求的激光脉冲波形，能够滤除干扰信号。第二控制模块62根据第一控制模块54写入的激光编码信息进行波门参数的配置，从而实现实时更新CPLD芯片的波门检波算法，确保追踪的目标为真正感兴趣的目标，追踪真实可靠，可排除干扰信号的影响。

本发明的激光导引头对目标的方位解算是基于四象限激光探测器2进行的，各象限中的光电流大小与激光光斑A落在该象限中的激光功率成正比。该电流信号经过转换、比例放大、滤波后，转化为电压脉冲信号，通过CPLD芯片控制峰值保持电路4，脉冲信号的峰值由DSP芯片采样，从而获得每个象限的光功率对应的信号。利用四个象限的信号值，可以计算目标的方位角和光斑A中心到探测器中心的距离。激光光斑A坐标计算的示意图见图7。

具体地，计算模块51中，由以下公式获得光斑A的中心坐标x、y：

其中，k为标定因子，S1、S2、S3、S4为DSP芯片采样的每个象限的信号峰值，x表示横坐标，y表示纵坐标。

计算模块51中，由以下公式获得目标的方位角θ：

计算模块51中，由以下公式获得光斑A中心到四象限激光探测器2中心的距离r：

本发明中，DSP芯片中烧写的软件负责实现具体的激光解码算法，本优选实施例中，激光解码算法采用波门提取算法。激光照射光源发出的激光为一串间隔分别为设定值的脉冲信号，例如，设计四种不同间隔，分别为T1、T2、T3、T4单位为ms，脉冲宽度固定为T单位为ns。CPLD芯片中预置一组由有效编码构成的窄波门，在接收到第一个激光脉冲开始，用该组波门提取激光脉冲，当提取出的脉冲组成的编码与波门一致，则说明为有效编码，反之，为干扰。激光脉冲及窄波门的示意图见图8，其中(a)表示激光脉冲波形，(b)表示电路预制窄波门。由于激光脉冲脉宽为纳秒级，必须采用响应速度足够快的硬件电路实现。因解码算法复杂，电路规模宏大，本发明采用CPLD芯片实现，可减少电路面积，降低电路设计成本，提高设计可靠性。示例的图8中T、T1、T2、T3、T4的数值为编码信息，波门设置为与激光脉冲宽度同中心但是宽度略大于T，以防止错过脉冲波形。编码的位数可以简化为1位，即只有T1，则激光脉冲波形为固定间隔。为提高抗干扰能力，降低虚景率，也可以设计为多位编码，但是编码位数较多，会影响导引头的响应速度，导致截获目标所用时间变长。DSP芯片通过RS422串口总线可以接收导弹飞控系统的激光编码信息，DSP芯片可以将新的编码信息写入CPLD芯片，实现波门配置的改变，从而始终追踪真正的目标。

本发明的超小型半主动激光导引头，该激光导引头可以作为便携式激光导弹的导引装置，设计直径为40mm，满足超小型化的要求。为满足超小型化的尺寸和重量要求，专门设计了光学系统1，取消了光学导引头常见的整流罩，用光学透镜作为导引头的前部，两个定制设计的正弯月形透镜组成了导引头的光学系统1，两级透镜之间放置了滤光片11，来滤除设定波长1.06um之外的背景光和干扰光线。本发明选择四象限激光探测器2作为激光的敏感元件，探测器被放置在光学系统1光轴的理论像点B的前方，因此目标反射的激光光线成像在探测器感光平面上为一个光斑A。光斑A在四个象限上光功率的不同导致探测器光电流的差异，利用四个象限输出信号大小的差异，可以进一步计算激光光斑A的方位信息。四象限激光探测器2后级连接了前置放大电路3，用来把光电流信号转换成电压信号，并进行放大和滤波。前置放大电路3输出的电压脉冲信号会在峰值保持电路4中保存成峰值电平信号，并供DSP芯片进行AD采样。CPLD芯片用来控制峰值保持电路4的保持和释放，并且可以根据激光编码信息生成窄波门来提取符合设定要求的激光脉冲波形，并且滤除干扰信号。DSP芯片中的软件负责实现目标方位信息的计算，根据符合要求的四个象限的脉冲峰值来计算激光光斑A的坐标轴位置和偏移角度，从而得到目标方位信息。DSP芯片可以通过RS422串口总线，将目标方位信息发送给导弹飞行控制系统9，用于导弹飞行姿态控制，从而追踪、打击目标，同时，也可以接收导弹飞行控制系统9传输的激光编码信息，来实时更新、改变CPLD芯片的波门检波算法，只追踪真正感兴趣的目标，排除干扰信号的影响。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半主动激光导引头，其特征在于，包括：

位于整个导引头前部的光学系统(1)，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(2)，设置于所述光学系统(1)后方，用于探测经过所述光学系统(1)滤光处理后的光信号并将其转换为电信号；

前置放大电路(3)，与所述四象限激光探测器(2)连接，用于将所述四象限激光探测器(2)输出的电信号进行放大；

峰值保持电路(4)，与所述前置放大电路(3)连接，用于将经所述前置放大电路(3)放大后的电信号进行峰值保存；

采样与处理模块(5)，与所述峰值保持电路(4)连接，用于对所述峰值保持电路(4)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(9)进行姿态控制；

辅助控制模块(6)，与所述前置放大电路(3)、所述峰值保持电路(4)、所述采样与处理模块(5)分别连接，用于在所述前置放大电路(3)输出的脉冲信号超过阈值后，控制所述峰值保持电路(4)保存脉冲峰值，并且触发所述采样与处理模块(5)进行AD采样，以及用于在采样结束后控制所述峰值保持电路(4)释放峰值。

2.根据权利要求1所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述光学系统(1)包括前后依序布设的第一透镜(10)、滤光片(11)和第二透镜(12)；所述第一透镜(10)和所述第二透镜(12)为正弯月形透镜，且二者的弯曲方向均朝向导引头的前方；所述滤光片(11)放置于所述第一透镜(10)和所述第二透镜(12)之间，用于滤除选定波长之外的背景光和干扰光线。

3.根据权利要求1所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述四象限激光探测器(2)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；

所述四象限激光探测器(2)的探测器感光面(20)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所述二极管；

所述探测器感光面(20)位于所述光学系统(1)的光轴上理论像点(B)的前方，使得目标反射的激光光线在探测器感光面(20)上成像为一个光斑(A)。

4.根据权利要求3所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述前置放大电路(3)包括转换模块(30)、放大模块(31)和滤波模块(32)，

所述转换模块(30)用于将所述四象限激光探测器(2)输出的电流信号转换成电压信号；

所述放大模块(31)用于将转换后的电压信号进行放大；

所述滤波模块(32)用于将放大后的电压信号进行滤波。

5.根据权利要求4所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述采样与处理模块(5)采用DSP芯片，所述DSP芯片包括AD采样模块(50)、计算模块(51)和发送模块(52)，

所述AD采样模块(50)用于对所述峰值保持电路(4)进行AD采样以获得每个象限的光功率对应的信号；

所述计算模块(51)用于根据四个象限的信号值计算目标的方位信息，所述方位信息包括目标的方位角和光斑(A)中心到四象限激光探测器(2)中心的距离；

所述发送模块(52)用于将所述方位信息发送给导弹飞行控制系统(9)进行姿态控制。

6.根据权利要求5所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述计算模块(51)中，由以下公式获得光斑(A)的中心坐标x、y：

其中，k为标定因子，S1、S2、S3、S4为DSP芯片采样的每个象限的信号峰值，x表示横坐标，y表示纵坐标，

所述计算模块(51)中，由以下公式获得所述目标的方位角θ：

所述计算模块(51)中，由以下公式获得所述光斑(A)中心到四象限激光探测器(2)中心的距离r：

7.根据权利要求5所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述DSP芯片还包括通信模块(53)，所述通信模块(53)与导弹飞行控制系统(9)连接，用于接收所述导弹飞行控制系统(9)传输的激光编码信息；

所述DSP芯片还包括第一控制模块(54)，所述第一控制模块(54)与所述通信模块(53)连接，用于将从所述导弹飞行控制系统(9)接收的激光编码信息写入所述辅助控制模块(6)。

8.根据权利要求7所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述辅助控制模块(6)采用CPLD芯片，所述CPLD芯片包括：

窄波门生成模块(60)，用于根据激光编码信息生成窄波门以提取符合要求的激光脉冲波形；

峰值控制模块(61)，用于在前置放大电路(3)输出的脉冲信号中落入所述窄波门的脉冲信号超过阈值后，控制所述峰值保持电路(4)保存脉冲峰值，以及用于在采样结束后控制所述峰值保持电路(4)释放峰值；

第二控制模块(62)，与所述第一控制模块(54)通信连接，用于根据所述第一控制模块(54)写入的激光编码信息进行波门参数的配置并控制所述窄波门生成模块(60)生成相应的窄波门，所述第二控制模块(62)还与所述AD采样模块(50)通信连接，用于在峰值保持电路(4)保存峰值后触发所述AD采样模块(50)进行AD采样。

9.根据权利要求8所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述半主动激光导引头还包括电源电路(7)，用于为所述四象限激光探测器(2)、所述前置放大电路(3)、所述DSP芯片以及所述CPLD芯片提供电源。

10.根据权利要求9所述的半主动激光导引头，其特征在于，

所述电源电路(7)采用外部供电电源供电，其包括三端稳压器(70)、LDO稳压器(71)和DC-DC模块(72)，

外部供电电源经三端稳压器(70)连接至所述四象限激光探测器(2)以为其提供工作电源，所述三端稳压器(70)连接至所述前置放大电路(3)为其提供工作电源，所述三端稳压器(70)通过LDO稳压器(71)分别连接至所述CPLD芯片、DSP芯片，用于分别为所述CPLD芯片、DSP芯片提供工作电源，外部供电电源经所述DC-DC模块(72)与所述四象限激光探测器(2)连接，用于为其提供负偏置电压。