CN200986592Y - 一种激光敌我识别系统整机发射、接收功能检测仪 - Google Patents

Abstract

一种激光敌我识别系统(以下简称JT－1系统)整机发射、接收功能检测仪，涉及三代主战坦克上JT－1系统的检测。由主机箱、发射器、接收器及回传电缆等组成。其特征是：接收器接收到JT－1系统发射的激光编码脉冲后，其输出信号与接收计数器相连，可分别判断被测系统两个激光器是否均能可靠发射激光和编码是否正确；发射器向被测探测器发射固定个数的激光脉冲，回传电缆从JT－1系统的XS₃₅插座上截获该终端信号，记录发射激光脉冲的个数，可分别判断被测六个探测器是否均能可靠接收激光，并均可定标。检测仪可直接与坦克电瓶或市电相连；自身具有完善的自检功能。该实用新型，给JT－1系统在三代主战坦克上直接进行测试带来了极大的方便。

Description

一种激光敌我识别系统整机发射、接收功能检测仪

技术领域

本发明涉及一种装甲车辆的激光敌我识别与辅助通信系统(以下简称JT-1系统)的整机检测设备，尤其是一种检测WG123坦克(三代主战坦克)JT-1系统的整机发射、接收功能的检测仪器。

背景技术

在三代主战坦克中修、大修、售后服务及使用中发现，一辆坦克无法检测坦克上装备的JT-1系统的性能。只有再配备另一辆同类坦克，而且要两辆坦克都开到野外去，才能互相使用JT-1系统同时进行敌我识别、数字通信和语音通信，才能判别JT-1系统的好坏。另外，如果这两辆坦克中有一辆车的JT-1系统存在故障，那么，就必须要再开出一辆坦克才能互相识别和判断JT-1系统的性能。

JT-1系统有两个大功率半导体激光器，对应有两个激光输出窗口(发射天线)。它们发射的均为波长为904nm的人眼不可见激光，以前要判断其是否发出了激光有两种方法：一种是在发射激光时，用专用夜视仪，从激光束侧面用裸眼窥视。这种方法很不安全，而且无法判别其编码。另一种方法是用另一台同样的JT-1系统在300米以外去接收。而且，两台系统都必须是无故障的。两种方法，实施起来，难度都很大。

JT-1系统有六个激光探测接收器。其中，激光发射接收机上有一个APD探测器，全方位接收机上有5个PIN探测器。这六个接收探测器，每一个究竟是否均能可靠接收激光，以前采用的办法是：用另一台JT-1系统放置在相距3km的地方，将被测JT-1系统的其它探测器接收窗口用黑布遮挡起来，只留下一个被测探测器的接收窗口，来进行接收功能的测试。如此逐个遮挡与检测，非常麻烦。

当然，JT-1系统设置有自检功能，但这种自检功能的检测面非常狭窄，只能检测信号处理箱中计算机板的好坏，连信号处理箱中负责发射激光的源脉冲电路板--整形电路板的功能都没有能检测到。

JT-1系统产品的生产调试，以及在北方某整车装配厂的售后服务的实践中都表明，该系统计算机部分的故障概率很低，而大部分故障都集中在激光发射器与激光接收器部分。

JT-1系统具有敌我识别、数字通信和语音通信三大功能，其核心是发射和接收多种带有编码信息的半导体激光。WG123坦克至今已生产×百多辆，遗憾的是，至今尚没有一台能用于检测其激光发射、接收功能的检测仪器。

发明内容

本发明的目的是寻找一种三代主战坦克JT-1系统的便携式整机发射、接收功能的检测仪器。

本发明的目的是这样实现的。

本检测仪由主机箱、发射器、接收器及回传电缆、自检电缆和光学衰减片组成。平时，发射器、接收器及电缆等都可以放入主机箱中预留的空隙中，方便一并携带。使用时，可将发射器、接收器及电缆等取出。发射器、接收器分别通过自身携带的电缆与主机箱上的对应插座相连接。发射器、接收器均可手持，并可分别使用。

主机箱由操作面板及箱内多块电路板组成。操作面板电器布局又分两部分：第一部分为接收部分，负责接收JT-1系统发射的激光并进行处理；第二部分为发射、接收部分，负责向JT-1系统每个探测器发射激光和分别取出JT-1系统各探测器终端的回传信号并进行处理。

接收器的前端为活动衰减片，可根据需要更换不同衰减值的光学衰减片。衰减片后为聚光镜。聚光镜后为光电管、放大电路板及接收到激光的声、光报警器。

发射器的前端也为活动衰减片，也可根据需要更换不同衰减值的光学衰减片。衰减片后为聚光镜。聚光镜后为大功率半导体激光器和激光功率驱动电路板。

附图说明

图1是接收部分工作原理框图。

图1中：1-活动衰减片；2-聚光镜；3-光电管；4-放大电路；6-可调偏置电压电路；RP₁-偏压调节电位器；7-偏置电压数码显示器；8-门限调节及整形电路；9-接收同轴电缆插座；10-光报警器；11-接收计数显示器；12-声报警器。

其中1-6、8在接收器内；RP₁、10-12在主机箱内；接收器与主机箱通过接收同轴电缆(9)连接。

打开WG123坦克JT-1系统的激光发射接收机上的一个激光发射天线的保护罩，手持整机发射、接收功能检测仪的接收器，将其接收窗口概略对准打开的激光发射天线窗口，操作JT-1系统发射激光，接收器就会接收到JT-1系统发射的编码激光脉冲并进行计数和声、光报警。

接收器的工作原理是：用光电管(3)作探测器，接收到编码的激光脉冲后，进行光电转换和放大，其输出信号与接收计数器(11)相连，同时与接收同轴电缆(9)插座及接收声、光报警器(10、12)相连。探测光电管(3)设置有偏置电压调整电路(6)，给光电管提供3V～20V的可调偏压。调节偏压，可明显改变探测器的接收灵敏度。信号经放大电路(4)放大后，进入门限调节和整形电路(8)，调节了门限即调节了信号比较点的阈值，又可改变接收电路的接收灵敏度。信号经整形输出宽度为100μs左右的计数脉冲。偏压调节电位器(RP₁)安装在主机箱上。主机箱上同时设置了该电压的数码显示器(7)、接收计数显示器(11)和光报警灯(10)。

接收计数器(11)接收到计数脉冲后，主机箱可显示JT-1发射的对应编码的脉冲个数。例如，JT-1系统用敌我识别00-01码操作时，主机箱显示“406”；用00-02码操作时，显示“382”；用00-30操作时，显示“430”等等。再例如，JT-1系统发数字编码11时，主机箱显示“144”；发12时，显示“168”。而JT-1系统发语音通信引导码“05”时，主机箱显示“96”等等。这样可达到概略判断JT-1系统编码是否正确的目的。

用以上同样的方法，可检测JT-1系统另一个激光发射窗的发射功能。

图2是发射接收部分工作原理框图。

图3是接收部分的主体电路图。

图4是发射接收部分的主体电路图。

图2中：1-活动衰减片；2-聚光镜；5-大功率半导体激光器；13-激光功率驱动电路；RP₂-激光脉宽调节电位器；14-激光电源；RP₃-激光电压调节电位器；15-激光电压数码显示器；16-脉冲发生及控制电路；17-被测JT-1系统信号处理箱；18-信号处理箱上的XS₃₅插座；19-回传电缆；20-主机箱上的19芯“接产品插座”；21-信号处理器电路；22-光报警器；23-回传计数显示器；24-声报警器。

其中1、2、5、13、RP₂、14在发射器内；RP₃、15、16、20-24在主机箱内。发射器与主机箱通过发射电缆连接；主机箱与JT-1系统通过回传电缆(19)连接。

JT-1系统6个接收探测器接收功能的检测：

手持整机发射、接收功能检测仪的发射器，概略对准JT-1系统的任意一个探测器(例如，对准APD探测器)的输入窗口。将激光工作电压调到最小(约20V)。接收选择6档波段开关拨到选定的探测器档(例如JP₆档，JP₆对应APD)。

JT-1系统信号处理箱上有一个32芯插座，即检测插座XS₃₅(18)这是一个空插座(工艺插座)，其引脚上隐藏有6个探测器的向计算机传递前的终端信号接口，将回传电缆(19)一端接主机箱上的19芯“接产品插座”(20)，另一端与被测JT-1系统信号处理箱上的XS₃₅(18)插座相连。这样，回传电缆就能将JT-1系统上被测探测器的(例如APD探测器)经接收、放大、整形等一系列处理后的终端信号回传给主机箱。

按一下主机箱上的激光发射按钮，发射器吸收主机箱中脉冲发生及控制电路(16)产生的固定个数的电脉冲，向JT-1系统选定的探测器(例如APD探测器)发射同样固定个数的激光脉冲。JT-1系统的探测器接收到激光脉冲后，进行一系列处理，送出终端信号。此时回传电缆从XS₃₅插座(18)上截获该终端信号，回送给主机箱。主机箱将该信号送给信号处理器(21)鉴别，再经接收波段开关选择后，分别与回传计数显示器(23)、发射声、光报警器(22、24)相连。

这样，若被测探测器性能是正常的，回收计数显示器(23)将会记录并显示出与发射激光脉冲个数同样固定个数的数字。声、光报警器(22、24)会同时报警。

发射器由激光电源(14)、激光脉冲功率驱动器(13)、大功率半导体激光器(5)顺序电连接。激光电源(14)通过电位器(RP₃)控制，可在18V～70V之间平滑调节，其电压值在主机箱上进行数码显示(15)。激光脉冲功率驱动器(13)接收来自脉冲发生及控制电路(16)产生的固定个数的电脉冲，经电路夹出宽度为120ns～200ns可调的窄脉冲后，驱动大功率半导体激光器(5)发出对应宽度的固定个数的激光脉冲。

接收选择波段开关分六档，分别是JP₆、P₁、P₂、P₃、P₄、P₅，分别对应JT-1系统激光发射接收机上的APD探测器和JT-1系统全方位接收机上的右后、左前、左后、右前和正前五个PIN探测器。发射器对哪一个探测器发射激光，波段开关就对应拨到哪一档。

信号处理器(21)电路是一种比较特别的电路，它有五个特点：①它设置了电压门限，只有信号幅度大于一定值，才允许通过，排除了放大器低噪声干扰。②它引入了脉冲发生及控制电路的激光发射脉冲的原始信号作为同步信号。③将该同步信号的前沿适当延迟后，将其展宽为30μs，被测JT-1系统探测器输出的终端信号只有与同步信号同步，且高电平落在同步信号展宽的30μs内才允许通过。④信号通道经选择波段开关选择，只有被选通道的信号才允许通过。⑤它同时引入了激光发射的发射时间控制信号，只有在激光发射的期间，才允许通过。采取了以上五条措施，限制了回传信号的幅度、宽度、同步、通道及发射时间等5个条件，有效地排除了JT-1系统高灵敏探测器随机输出的伪信号，排除了放大器的嗓声干扰，只接收有效信号，达到了回传接收计数显示器(23)所显数字与发射激光的固定脉冲个数相同的良好效果，从而达到了准确鉴别JT-1系统任一探测器接收功能的目的。

具体实施方式

下面，结合实施例对本发明进行更为详细的说明。

图3是接收部分的主体电路图。

图3中，Q₄、Q₅、RP₁等组成偏压调整电路，D₁为光电管，Q₁等组成一级放大，RP₁₀、R₄、R₅等组成直流电压门限，“101”为计数数码显示器。接收器将信号放大后经C₃与IC₁A的1脚相连，1脚设有直流门限电路，IC₁A又与C₄、R₆相连，组成信号整形电路，输出100μs左右的计数脉冲。

图4是发射接收部分的主体电路图。

图中上半部分是发射、接收部分的脉冲发生及控制电路，下半部分是信号处理器电路(以虚线为界)。

图4中，“30”为脉冲信号源，经开关选择，可输出1kHz或2kHz两种频率的电脉冲。JT-1系统有39种编码，但概略分析起来，可分为两类，一类是以1kHz为主；另一类是以1.25kHz为主，最高频率不会超过2kHz。因此，1kHz和2kHz可以涵盖所有编码类型。

U₂为发射时间单稳，脉宽约3s。“31”为精确计数时间基准，受发射时间的前沿触发和脉冲信号源同步控制。经U₆得到：1kHz时，输出2048个脉冲；2kHz时，输出4096个脉冲。“13”为激光功率驱动器电路，“14”为激光电源，调节RP₁，可使激光电压在18V～70V之间平滑调节，“5”是大功率半导体激光器。脉冲信号发生与控制电路的U₃的A点(6脚)、U₂的B点(13脚)分别与信号处理器的U₇的C点(2脚)、U₁₂的D点(1脚)相连，分别作为同步信号和接收时间控制信号，用于信号鉴别。

信号处理电路在图4中只画出了一路，即JP₆这一路。其余5路，P₁、P₂、P₃、P₄、P₅路与该路相同，故省略。JP₆路，对应JT-1系统激光发射接收机上的APD放大电路。R₂₁接到APD放大电路的终端信号后，首先进入U₀₁A比较器，与门限电压比较，只有大于一定幅度(例如调为3.5V)的信号，才作为有效信号引入，抑制了幅度较低的噪声信号。同步信号经单稳U₇A、U₇B夹出了30μs脉宽的方波。U₇A是为适应JT-1系统探测器信号传输延迟时间而设计的。

U₀₁的输出整形后与由同步信号变化而来的30μs方波一起进入U₈A，最后经U₉A展宽输出。这样处理，排除了30μs以外的噪声干扰，取出了有效信号。

U₁₀、U₁₁为总线缓冲器74LS₁₂₅，与选择波段开关一起组成通道选择电路，只有选中的通道，信号才允许通过。

U₁₂A受发射时间(约3s)控制，只有在激光发射的3s内，被选通道的信号才允许通过，才允许送出给回传计数器计数并显示。

以上措施的采取，使得回传计数器只记录和显示JT-1系统被选探测器输出的有效脉冲。若被选探测器及其后的一系列电路通道是好的，那么，回传计数器所显数字将与发射激光的固定脉冲个数相同：即1kHz时，显示2048；2kHz时，显示4096。

JT-1系统整机发射、接收功能检测仪本身还具有完善的自检功能。自检电缆中段带有一个6档通道选择波段开关。该波段开关与主机箱面板上的通道选择波段开关一模一样。将自检电缆一端接主机箱上的“接收同轴电缆插座”，另一端接主机箱上的19芯“接产品插座”，就可完成检测仪自身发射器向自身接收器发射激光并接收进行自检的目的。其方法是：将发射器窗口对准接收器窗口，按一下激光发射按钮，发射器发射激光，接收器接收激光，经放大、整形输出后，一路到达接收计数器进行计数显示，另一路到达接收同轴电缆插座。自检电缆将该信号从接收同轴电缆上取出，又从“接产品插座”回传给信号处理电路，经鉴别后，最终在回传计数显示器上显示。而且达到，接收计数显示器和回传计数显示器显示的数相一致。即发1kHz，均显示“2048”；发2kHz，均显示“4096”。所要注意的是，两个6档选择波段开关的档位选择要完全对应一致。6档，共检6次。这种自检，能把JT-1系统整机发射接收功能检测仪自身的每一块电路都全部检测到，是一种真正意义上的自检。

JT-1系统整机发射、接收功能检测仪具有以下优点：

①能判断JT-1系统两个激光器是否均能发射激光。

②通过更换衰减片，调节接收光电管的偏置电压和调节放大电路的门限，可概略判断JT-1系统任一激光器输出的激光脉冲峰值功率，可以定标。

③可记录JT-1系统每个激光器发射的不同编码的脉冲个数，概略判断编码是否准确。

④能分别判断JT-1系统一个APD探测器、五个PIN探测器是否均具有接收激光的能力。

⑤可判断任一探测器是否存在丢失脉冲的现象，是否可连续接收激光脉冲和进行处理。

⑥通过更换衰减片，调节激光电源电压(即调节激光发射功率)可概略判断每个接收探测器的接收灵敏度，可以定标。

⑦便携式。JT-1系统整机发射、接收功能检测仪的所有部件，可放置在一个470mm×270mm×180mm大的手提式箱体内，携带方便。

⑧两种供电方式。本检测仪可通过两种供电方式引入电能：一种是直接接三代主战坦克的直流电瓶(26±4V)；另一种是直接接220V市电，检测仪自行转换成26V，方便使用。

⑨可以在三代主战坦克上直接测试JT-1系统的整机性能。

⑩检测仪本身具有完善的自检功能。

Claims (3)

1、一种激光敌我识别系统整机发射、接收功能检测仪，由主机箱、发射器、接收器及回传电缆、自检电缆和光学衰减片部件组成，其特征是：发射器、接收器均可手持，其前端的光学衰减片均为活动衰减片，可根据需要更换不同衰减值的衰减片；接收器接收到激光的编码脉冲后，其输出信号与接收计数器相连，同时与接收同轴电缆插座及接收声、光报警器相连；发射器吸收主机箱中脉冲信号发生及控制电路产生的固定个数的电脉冲向激光敌我识别系统的被测探测器发射固定个数的激光脉冲，回传电缆从激光敌我识别系统信号处理箱的XS35插座上截获该终端信号，回送给主机箱，回收计数显示器记录并显示出与发射激光脉冲个数同样固定个数的数字。

2、根据权利要求1所述一种激光敌我识别系统整机发射、接收功能检测仪，其特征是：脉冲信号发生与控制电路U₃的A点、U₂的B点分别与信号处理器U₇的C点、U₁₂的D点相连。

3、根据权利要求1所述一种激光敌我识别系统整机发射、接收功能检测仪，其特征是：自检时，自检电缆一端接“接收同轴电缆插座”，另一端接“接产品插座”。

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