CN115113684A - 一种编码激光器和激光解码装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光编码和解码装置，其中，该解码装置包括时间同步模块、计时电路模块、微处理器模块、GPIO接口模块、光电探测器模块、驱动电路模块、脉冲放大电路模块、脉冲整形电路模块组成，其中，时间同步模块接收外部时间同步信号，传给计时电路模块，计时电路模块接收到所述时间同步信号后开始计时，微处理器接收计时电路信号，微处理器运行一种编码算法，所述编码算法生成解码信号；该解码信号通过GPIO接口传输给驱动电路，驱动电路根据该解码信号，控制光电探测器打开或关闭，光电探测器打开时，将探测到的激光信号转换为电信号，经放大电路放大，脉冲整形电路整形后，传输给微处理器；若微处理器将该光电信号与解码信号比对，若两信号一致，则该激光为指示激光。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及到一种嵌入式激光编码装置和一种嵌入式激光解码装置。
背景技术
目前，激光半主动制导技术广泛用于军事领域。激光半主动制导由激光指示器和半主动激光导引头构成。 激光指示是指将激光指向目标，用于标识目标的方位。为了减小背景和杂波干扰，需要对激光脉冲进行编码。导引头接受到目标漫反射的编码激光信号，进行识别攻击。现有的激光的编解码系统原理图，如图1所示。
现有激光器编解码技术方案主要有分为三类：精确频率码、变间隔码、伪随机型码。上述编码方式简单，易被激光告警设备破解，通过接收转发实现角度欺骗干扰，使导引头攻击假目标，无法满足现代战争需要。
此外，现有激光制导编解码需要在发射激光后，对激光编码信号进行搜索解码从而捕获目标。若受到激光干扰，需要重新进行解码捕获，增加了目标捕获周期，容易丢失目标而无法制导。同时，多次搜索捕获，增加了处理器的计算量。
如，发明名称《基于DSP的激光脉冲编码控制器》，专利号为 CN201010541208.6，该发明公开了一种基于 DSP 的激光脉冲编码 控制器，该控制器通过模拟控制计算机将固定的 周期值、变间隔周期值加载到数字信号处理器的 CPU 定时器0的周期寄存器，使 CPU定时器0按周 期寄存器里的周期值产生中断，在中断中数字信 号处理器发出精确编码的脉冲信号或变间隔编码 的脉冲信号 ；通过模拟控制计算机将掩码信号传 输给数字信号处理器，同时将固定的周期值加载 到CPU定时器0的周期寄存器，使数字信号处理器 输出变脉冲编码的脉冲信号。该发明能够产生精确频率编码、变间隔编码或变脉冲编码的脉冲信号，利用这些脉冲信号对激光器输出的激光进行调制，产生激光侦察告警试验及激光欺骗干扰试验所需要的重频激光信号，满足了仿真系统的实际需要。该发明产生的编码的脉冲信号，编码方式简单，容易被激光告警装置解码，并被角度欺骗干扰设备干扰。
又如，专利名称《一种有限位激光编码装置》，专利号为：201610004304 .4，该发明公布了一种有限位激光编码装置，属于光电信号探测领域。该装置包括依次连接的编码 接收模块、编码配置模块、编码模块和编码发送 模块；编码接收模块，用于接收包括激光编码类 型、编码长度和激光工作频率在内的激光编码信 息，并对激光编码信息验证后存贮到所述编码模 块的缓存和内存；编码配置模块，用于编码参数 配置、参数解析和硬件配置；所述编码模块，用于 根据配置的编码参数及激光器的工作参数产生 激光编码时间数据，并存贮到缓存和内存；所述 编码发送模块，用于根据所述编码模块缓存中所 述激光编码时间数据产生控制激光器工作的电 信号并输出。该装置同样采用了精确频率码、3-8位PCM码、逻辑函数反馈输入伪随机码和3-8位有限位变间隔码等简单编码方式，易被解码干扰。
为此，需要开发出一种抗干扰能力强，适用现代战争需要的激光编码和解码装置的系统。
发明内容
为了提高半主动激光制导武器的抗干扰能力，增强其战场适应性，本发明公开的激光编码和解码的技术方案以时间为变量，该编码装置和解码装置可采用卫星授时、网络授时、时钟同步等多种方式进行时间同步，从而在任何时刻编码装置和解码装置都能产生相同的编码。该编码重复周期大于100秒，搜索捕获目标后，波门稳定，受到干扰时，捕获信号不丢失。该系统适用于制导、准直、光电对抗、光通信等方面。
针对当前传统编码容易被识别破解、抗干扰能力不强的技术的问题，本发明提出了一种激光编码与解码装置。
其中，一种编码激光器，其特征在于，包括时间同步模块、计时电路模块、微处理器模块、GPIO接口模块、放大电路模块、编码输出接口模块和脉冲激光器模块组成，其中，时间同步模块接收外部时间同步信号，传给计时电路模块，计时电路模块接收到所述时间同步信号后开始计时，微处理器接收计时电路信号，微处理器运行一种编码算法，所述编码算法生成编码信号；所述的该编码信号通过GPIO接口传输给放大电路放大，放大后的信号经编码输出接口产生外触发信号，驱动脉冲激光器输出所述编码的激光信号。
进一步地，为适应现代战争的需要，所述的一种编码激光器的时间同步模块与卫星授时模块或网络授时模块或外触发同步模块的任一时间同步模块连接，其中微处理器模块为嵌入式微处理器模块。
同时，本发明公开了一种激光解码装置，该解码装置包括时间同步模块、计时电路模块、微处理器模块、GPIO接口模块、光电探测器模块、驱动电路模块、脉冲放大电路模块、脉冲整形电路模块组成，其中，时间同步模块接收外部时间同步信号，传给计时电路模块，计时电路模块接收到所述时间同步信号后开始计时，微处理器接收计时电路信号，微处理器运行一种编码算法，所述编码算法生成解码信号；该解码信号通过GPIO接口传输给驱动电路，驱动电路根据该解码信号，控制光电探测器打开或关闭，光电探测器打开时，将探测到的激光信号转换为电信号，经放大电路放大，脉冲整形电路整形后，传输给微处理器；若微处理器将该光电信号与解码信号比对，若两信号一致，则该激光为指示激光。
进一步地，这一种激光解码装置的所述的时间同步模块与卫星授时模块和/或网络授时模块或外触发同步模块的任一授时时间同步模块连接，其中微处理器模块为嵌入式微处理器模块，嵌入式微处理器输出处理结果。
为了精确制导，本发明还公开了一种编码算法，该种编码算法以时间为变量，能够实现所述嵌入式激光编码装置和激光解码装置的产生相同的编码。即：所述的激光编码装置和激光解码装置运行同一套编码算法，该编码装置和解码装置根据时间同步，在任何时刻编码装置和解码装置都能产生相同的编码，搜索捕获目标后，波门稳定，受到干扰时，捕获信号不丢失。
进一步地，上述的一种所述的编码算法每秒生成20到40个编码信号，该编码重复周期大于100秒。
更进一步地，本发明的实施例所公开的编码激光器和激光解码装置，能够用于激光指示，将激光指向目标，标识目标的方位。
此外，本发明公开了一种激光指示系统，该激光指示系统是一种收发分系统，该收发分系统包括目标、编码激光器和激光解码装置，编码激光器可以激光指示，将激光指向目标，用于标识目标的方位；目标通过漫反射输出信号；激光解码装置接收到目标漫反射信号，将探测器探测到目标漫反射的激光指示信号，对信号中的编码进行解算，从而判断该目标是否为所指示的目标。
本发明的实施例，同时公开了一种激光编码方法，该激光编码的方法包括如下的步骤：
步骤1：时间同步步骤；
步骤2：内部时钟计时步骤；
步骤3：编码步骤，以时间为变量，进行编码。
附图说明
图1 现有技术激光指示和激光解码系统框架图
图2 编码算法原理示意图
图3 编码激光器系统原理事宜图
图4 激光解码装置系统原理示意图
技术效果
本发明所公开的技术方案，具有如下的优点：
1、所述算法产生的编码重复周期不小于100秒，通常一个激光指示过程的时间小于20秒，所述编码重复周期大于一个指示过程的时间，所述编码相较于传统编码方式（重复周期0.05到6s）更难破解。
2、该装置采用基于时间的编码方式，搜索捕获目标后，波门稳定，受到干扰时，捕获信号不丢失。传统激光解码装置，搜索捕获目标后，如果受到干扰，需要重新搜索，容易丢失目标，从而无法完成任务。
3、传统激光解码装置是对光电探测器接收到的指示激光信号进行解算，是被动解算，对处理器的采样和处理能力要求较高。本发明所述激光解码装置解码速度较快，捕获目标后，不依赖于指示激光信号，即使指示激光信号丢失，仍能正常工作。
Claims (9)
1.一种编码激光器，其特征在于，包括时间同步模块、计时电路模块、微处理器模块、GPIO接口模块、放大电路模块、编码输出接口模块和脉冲激光器模块组成，其中，时间同步模块接收外部时间同步信号，传给计时电路模块，计时电路模块接收到所述时间同步信号后开始计时，微处理器接收计时电路信号，微处理器运行一种编码算法，所述编码算法生成编码信号；所述的该编码信号通过GPIO接口传输给放大电路放大，放大后的信号经编码输出接口产生外触发信号，驱动脉冲激光器输出所述编码的激光信号。
2.如权利要求1所述的一种编码激光器，其特征在于：所述的时间同步模块与卫星授时模块或网络授时模块或外触发同步模块的任一时间同步模块连接，其中微处理器模块为嵌入式微处理器模块。
3.一种激光解码装置，其特征在于：包括时间同步模块、计时电路模块、微处理器模块、GPIO接口模块、光电探测器模块、驱动电路模块、脉冲放大电路模块、脉冲整形电路模块组成，其中，时间同步模块接收外部时间同步信号，传给计时电路模块，计时电路模块接收到所述时间同步信号后开始计时，微处理器接收计时电路信号，微处理器运行一种编码算法，所述编码算法生成解码信号；该解码信号通过GPIO接口传输给驱动电路，驱动电路根据该解码信号，控制光电探测器打开或关闭，光电探测器打开时，将探测到的激光信号转换为电信号，经放大电路放大，脉冲整形电路整形后，传输给微处理器；若微处理器将该光电信号与解码信号比对，若两信号一致，则该激光为指示激光。
4.如权利要求3所述的一种激光解码装置，其特征在于：时间同步模块与卫星授时模块和/或网络授时模块或外触发同步模块的任一授时时间同步模块连接，其中微处理器模块为嵌入式微处理器模块，嵌入式微处理器输出处理结果。
5.一种编码算法，其特征在于，该编码算法以时间为变量，能够实现如权利要求1和2任一所述嵌入式激光编码装置与权利要求3和4任一所述的一种激光解码装置，所述的激光编码装置和和激光解码装置运行同一套编码算法，该编码装置和解码装置根据时间同步，在任何时刻编码装置和解码装置都能产生相同的编码，搜索捕获目标后，波门稳定，受到干扰时，捕获信号不丢失。
6.如权利要求5一种所述的编码算法，其特征在于：该编码算法每秒生成20到40个编码信号，该编码重复周期大于100秒。
7.如权利要求1和2任一所述的编码激光器，其特征在于:用于激光指示，将激光指向目标，标识目标的方位。
8.一种激光指示系统，其特征在于：包括目标、编码激光器和激光解码装置，编码激光器可以激光指示，将激光指向目标，用于标识目标的方位；目标通过漫反射输出信号；激光解码装置接收到目标漫反射的激光指示信号，对信号中的编码进行解算，从而判断该目标是否为所指示的目标。
9.一种激光编码方法，其特征在于：
包括如下的步骤：
步骤1：时间同步步骤；
步骤2：内部时钟计时步骤；
步骤3：编码步骤，以时间为变量，进行编码。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110298873.5A CN115113684A (zh) | 2021-03-20 | 2021-03-20 | 一种编码激光器和激光解码装置 |
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| CN202110298873.5A CN115113684A (zh) | 2021-03-20 | 2021-03-20 | 一种编码激光器和激光解码装置 |
Publications (1)
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| CN115113684A true CN115113684A (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=83322844
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| CN202110298873.5A Pending CN115113684A (zh) | 2021-03-20 | 2021-03-20 | 一种编码激光器和激光解码装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115113684A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117411490A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-16 | 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 | 一种基于zynq的激光编码方法及系统 |
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2021
- 2021-03-20 CN CN202110298873.5A patent/CN115113684A/zh active Pending
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| CN117411490A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-16 | 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 | 一种基于zynq的激光编码方法及系统 |
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