CN113516896A

CN113516896A - 一种可抗干扰和漏脉冲的超前同步激光脉冲信号产生方法

Info

Publication number: CN113516896A
Application number: CN202110674877.9A
Authority: CN
Inventors: 路后兵; 黄思雨; 邵立; 余昊; 焦洋; 李菲; 辛诚; 周权; 程玉宝
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2021-10-19
Anticipated expiration: 2041-06-18
Also published as: CN113516896B

Abstract

本发明提出了一种超前同步激光脉冲信号产生方法，包括以下步骤：设脉冲信号位数为M位编码，M≥3，一次接收并存储15‑20M个脉冲信号，判断前2M个脉冲是否构成两个周期的脉冲信号，如果构成两个周期，则直接判断出脉冲信号位数为M位；接收一个周期的脉冲，将所接受的一个周期的脉冲其与解码得到的脉冲码型进行对比，预测出下一个脉冲到来的时刻；在下一个脉冲到来前发出超前同步脉冲信号，执行激光干扰。本系统处于工作状态时，通过探测器输入的激光脉冲信号将被解码，之后系统将输出超前同步信号，实现对激光导引头的模拟干扰。

Description

一种可抗干扰和漏脉冲的超前同步激光脉冲信号产生方法

技术领域

本发明属于激光应用技术领域，涉及一种可抗干扰和漏脉冲的超前同步激光脉冲信号产生方法。

背景技术

在光学实验教学中，常需要模拟激光半主动制导和干扰的过程。激光半主动制导是通过激光目标指示器向目标发射激光，目标表面反射的激光将指引激光导引头指向目标。干扰是使用激光干扰导引头，使其偏离目标方向。

为了便于导引头识别激光目标指示器发出的信号，激光目标指示器一般发出带有码型的激光脉冲信号。因此，为了干扰导引头，需要先识别激光目标指示器发出的激光脉冲信号码型，再发出同样码型的激光干扰脉冲信号。此外，导引头上一般会设置波门，在规定时间内只接收一次脉冲信号。因此，为了达到干扰的效果，干扰脉冲到达导引头的时刻还要早于激光目标指示器发出的脉冲信号，并且提前的时间要足够小，才能进入波门，被导引头接收。这样的干扰脉冲信号也叫超前同步激光脉冲信号。

一般的激光干扰设备都包含接收解码激光脉冲和生成并发射超前同步激光脉冲信号的功能，但是在接收激光脉冲信号时，可能出现接收到干扰脉冲（这种干扰可能来自于散射或自身设备的噪声）和漏接收脉冲的情况。如果没有相应的处理措施，将无法实现激光脉冲信号码型的解码。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种超前同步激光脉冲信号产生方法包括以下步骤：

步骤1，设脉冲信号位数为M位编码，M≥3，一次接收并存储15-20M个脉冲信号，判断前2M个脉冲是否构成两个周期的脉冲信号，如果构成两个周期，则直接判断出脉冲信号位数为M位；

步骤2，遍历存储的全部脉冲，仍然没有判断出脉冲信号位数，则认为脉冲信号位数不是M位。增加脉冲位数重新进行判断；

步骤3，前述步骤的解码完成后，系统将接收一个周期的脉冲，将所接受的一个周期的脉冲其与解码得到的脉冲码型进行对比，预测出下一个脉冲到来的时刻；

步骤4，在下一个脉冲到来前发出超前同步脉冲信号，执行激光干扰。

进一步的，M位编码3≤M≤10 ；且满足T(i)=T(M+1)，其中：i=1,2,……，M； T(i)为第i个脉冲与第i＋1个脉冲时间间隔。

进一步的，所述的步骤1包括以下子步骤：

步骤1.1，设定脉冲周期M=3。

步骤1.2，j=0。

步骤1.3，判断等式

是否成立；

如果该等式成立，转到步骤1.4；如果该等式不成立，转到步骤1.5；

步骤1.4，判断等式

是否成立，其中i=1,2,…, M；如果该等式成立，则周期为M，识别出码型；如果不成立，转到步骤1.5；

步骤1.5，令j=j+1；

步骤1.6，判断j+M>49是否成立；如果成立，则转到步骤1.7；如果不成立，则转到步骤1.3；

步骤1.7，令M=M+1;

步骤1.8，判断M>10是否成立；如果成立，确认无法识别码型；如果不成立，则转到步骤1.3；

判断K>M是否成立，如果成立，则同步失败，如果不成立，则转到步骤1.2。

进一步的，超前同步激光脉冲信号产生流程包括以下子步骤：

步骤3.1，令K=0；

步骤3.2，判断T₀(i)=T₁(i)，i=1,2,…, M是否成立，如果成立，则同步成功。如果不成立，则转到步骤3.3；

步骤3.3，令T₀(i)=T₀(i+1)，i=1,2,…, M；T₀(M)=T₀(1),K=K+1；

步骤3.4，判断K>M是否成立;如果K>M成立，则同步失败;如果K≤M，转到步骤3.2。

进一步的，，确定了下一个脉冲到来的时刻后，将产生超前同步信号，该信号比要接收到的下一个脉冲时刻提前一段预定时间。

优选的，所述的提前一段预定时间长度为10～30us。

本系统处于工作状态时，通过探测器输入的激光脉冲信号将被解码，之后系统将输出超前同步信号，实现对激光导引头的模拟干扰。原始脉冲信号和超前同步信号都可以通过接口输出至示波器进行观测，也可以用于控制激光器发射激光脉冲。。

附图说明

图1图1是没有干扰和漏脉冲的情况。

图2是有干扰的情况。

图3是有漏脉冲的情况。

图4是解码得到的脉冲码型。

图5是接收到的一个周期脉冲时序。

图6是解码流程。

图7是同步流程。

具体实施方式

本发明将给出一种超前同步激光脉冲信号产生方法，这种方法能够在有干扰和漏脉冲的情况下，完成激光干扰的目的。

以下结合附图对本发明的实施方式作出详细说明。

本发明的目的是这样实现的：

激光脉冲信号是周期性的脉冲信号，一个周期内的脉冲个数被称为脉冲信号位数。不同的脉冲位数和脉冲间的时间间隔构成了不同的脉冲码型。一般的激光脉冲编码为3～10位任意码型。

激光脉冲信号时序为一个无限长一维数组：

T(i) 为第i个脉冲与第i＋1个脉冲时间间隔。

在理想情况下，脉冲信号时序关系满足下面的公式。

对于任意M位编码（一般编码位数不会超过10位，否则解码耗时过长；位数也不会太短，否则太容易被解码，因此可设3≤M≤10 ）：

T(i)=T(M+1)

其中：i=1,2,……，M 。

在实际处理过程中，还要考虑可能出现的干扰和漏脉冲。干扰指的是在接收脉冲信号时检测到多余的脉冲。漏脉冲指的是在接收脉冲信号时少接收了脉冲。这两种情况都会导致难以对脉冲信号进行正确解码，也就无法产生干扰信号。

设接收到的脉冲时序为

首先看没有干扰和漏脉冲的情况，如图1所示。从图1中可以看出，脉冲信号位数是3位。

假如存在干扰，脉冲时序变为图2情况。

图2中虚线脉冲为干扰脉冲。这时，无法利用前7个脉冲判断脉冲信号位数。

假如存在漏脉冲，脉冲时序变为图3情况。

这时，也无法利用前5个脉冲判断脉冲信号位数。

为了在有干扰和漏脉冲的情况下实现正确的脉冲解码，我们给出了下面的解码方法。

先一次接收并存储50个脉冲信号用于解码，假设脉冲信号位数为3位，先判断前6个脉冲是否构成两个周期的脉冲信号，如果构成，则可以直接判断出脉冲信号位数为3位；否则，从第二个脉冲开始往后找6个脉冲，继续判断。如果找遍50个脉冲，始终没有判断出脉冲信号位数，则认为脉冲信号位数不是3位。需要增加脉冲位数重新进行判断。

解码完成后，将开始对脉冲时序进行同步。所谓同步，是指系统将接收一个周期的脉冲，设其时序为{T(i)}，（i=1，2，……M；M是脉冲信号位数），将其与解码得到的脉冲码型{T₀(i)}，（i=1，2，……M；M是脉冲信号位数）进行对比，预测出下一个脉冲到来的时刻，以便在下一个脉冲到来前发出超前同步脉冲信号。

假设解码得到的脉冲码型{T₁(i)}，并假设脉冲信号位数是4位；如图4所示。

接收到的一个周期脉冲时序如图5所示。

显然，T₁(1)=T₀(2),T₁(2)=T₀(3),T₁(3)=T₀(4),T₁(4)=T₀(1)。因此，下一个脉冲将再过T₀(2)时间后到来。

在同步完成后，即可在下一个脉冲到来前一个固定的时间发出超前同步脉冲信号。

假设一次接收并存储50个脉冲信号用于解码，脉冲时序为{T(i)}（i=1,2,…,50）。

解码流程为：

（1）设定脉冲周期M=3。

（2）j=0。

（3）判断

是否成立。如果成立，转到（4）；如果不成立，转到（5）。

（4）判断

是否成立。如果成立，则周期为M，识别出码型；如果不成立，转到（5）。

（5）j=j+1。

（6）判断j+M>49是否成立。如果成立，则转到（7）；如果不成立，则转到（3）。

（7）M=M+1。

（8）判断M>10是否成立。如果成立，则无法识别码型；如果不成立，则转到（3）。

解码程序流程图如图6所示。

同步流程为：

（1）K=0。

（2）判断T₀(i)=T₁(i)，i=1,2,…, M是否成立。如果成立，则同步成功。如果不成立，则转到（3）。

（3）令T₀(i)=T₀(i+1)，i=1,2,…, M；T₀(M)=T₀(1),K=K+1。

（4）判断K>M是否成立。如果成立，则同步失败。如果不成立，则转到（2）。

同步流程如图7所示。

确定了下一个脉冲到来的时刻后，将产生超前同步信号，该信号总是比要接收到的下一个脉冲时刻提前一段相同的时间，一般提前时间为10~30us。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种超前同步激光脉冲信号产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设脉冲信号位数为M位编码，M≥3，一次接收并存储15-20M个脉冲信号，逐次取出2M个脉冲，判断前2M个脉冲是否构成两个周期的脉冲信号，如果构成两个周期，则直接判断出脉冲信号位数为M位，结束解码流程，否则进入步骤2；

步骤2，脉冲位数M增加1位，重新进入步骤1进行判断，最终解码得到脉冲信号位数；

步骤3，前述步骤的解码完成后，系统将接收一个周期的脉冲，将所接收的一个周期的脉冲其与解码得到的脉冲码型进行对比，预测出下一个脉冲到来的时刻；

2.如权利要求1所述的超前同步激光脉冲信号产生方法，其特征在于，M位编码3≤M≤10 ；且满足 T(i)=T(M+1),其中：i=1,2,……，M；T(i) 为第i个脉冲与第i＋1个脉冲时间间隔。

3.如权利要求1所述的超前同步激光脉冲信号产生方法，其特征在于，所述的步骤1包括以下子步骤：

步骤1.1，设定脉冲周期M=3；

步骤1.2，j=0；

步骤1.3，判断等式

是否成立；

步骤1.4，判断等式

是否成立，其中i=1,2,…, M；如果该等式成立，则周期为M，识别出码型，结束解码流程；如果不成立，转到步骤1.5；

步骤1.5，令j=j+1；

步骤1.7，令M=M+1;

步骤1.8，判断M>10是否成立；如果成立，确认无法识别码型；如果不成立，则转到步骤1.3。

4.如权利要求1所述的超前同步激光脉冲信号产生方法，其特征在于，超前同步激光脉冲信号产生流程包括以下子步骤：

步骤3.1，令K=0；

步骤3.2，判断T₀(i)=T₁(i)，i=1,2,…, M是否成立，如果成立，则同步成功，结束同步流程；如果不成立，则转到步骤3.3；

步骤3.3，令T₀(i)=T₀(i+1)，i=1,2,…, M；T₀(M)=T₀(1),K=K+1；

步骤3.4，判断K>M是否成立;如果K>M成立，则同步失败，结束同步流程；如果K≤M，转到步骤3.2。

5.如权利要求1所述的超前同步激光脉冲信号产生方法，其特征在于，确定了下一个脉冲到来的时刻后，将产生超前同步信号，该信号比要接收到的下一个脉冲时刻提前一段预定时间。

6.如权利要求5所述的超前同步激光脉冲信号产生方法，其特征在于，所述的提前一段预定时间长度为10～30us。