CN210119298U - 一种重频编码脉冲激光的性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重频编码脉冲激光的性能检测装置，包括激光目标指示器，及与激光目标指示器连接的性能检测装置；所述性能检测装置由脉冲激光采集前端、主控单元和外部计算机组成；所述脉冲激光采集前端其输出端与主控单元电连接；所述主控单元与外部计算机通讯连接；本实用新型的重频编码脉冲激光的性能检测装置，能够实时检测激光目标指示器发射，且不需改造激光目标指示器的结构，也不影响装备正常工作，只要将本装置与激光目标指示器连接即可，安装简单、操作方便快捷。

Description

一种重频编码脉冲激光的性能检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种重频编码脉冲激光的性能检测装置，属于激光测试技术领域。

背景技术

现代战争中，精确制导武器迅速发展，其中激光末制导武器系统在地面火炮、机载平台中得到快速发展；激光末制导武器系统中，激光目标指示器发射高能重频编码的激光脉冲序列照射敌方目标，激光制导炮(炸)弹导引头捕获回波，按照一定的制导规律控制弹丸飞向目标；在整个武器系统中，激光目标指示器作为指引目标的信号源，是至关重要的关键部件，其所发射激光的性能指标是否满足战术技术要求是决定炮弹命中精度的主要因素，也是分析制导效果的主要依据。

目前，在激光末制导武器系统中，常见的激光性能检测方法是将光电探测器直接放置在所发射激光的正对面来接收激光信号，采用高速示波器同步观察波形的方法进行测试；该方法遮挡了重频编码脉冲激光的传输通道，只能在非工作状态下对激光的编码精度、脉冲能量等参数进行技术检查，无法实现实战条件下对重频编码脉冲激光性能参数的实时监测，因此也就很难发现激光目标指示器出射激光的脉冲能量下降、脉冲缺失、编码精度超差等问题，同时也没有相应的技术手段把每次发出的编码激光的所有信息完整地存储和记录下来，给分析激光末制导系统的制导效果带来了一系列问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种重频编码脉冲激光的性能检测装置，能够实时检测激光目标指示器发射的激光性能，且不需改造激光目标指示器的结构，也不影响装备正常工作，安装简单、操作方便快捷。

本实用新型的重频编码脉冲激光的性能检测装置，包括激光目标指示器，及与激光目标指示器连接的性能检测装置；所述性能检测装置由脉冲激光采集前端、主控单元和外部计算机组成；所述脉冲激光采集前端其输出端与主控单元电连接；所述主控单元与外部计算机通讯连接，脉冲激光采集前端主要用于接收采集来自激光目标指示器的重频编码脉冲激光，并对所采集的激光信号进行滤光、会聚、放大、解调等一系列处理后，检测出每个激光脉冲的开始和结束信号，然后将每个脉冲激光的特征信息送至主控单元；主控单元主要由数据采集处理模块、数据存储模块和人机交互模块组成，当主控单元与脉冲激光采集前端连接时，可根据脉冲激光采集前端接收的脉冲激光特征信息，检测出激光目标指示器所发射的脉冲个数、脉冲间隔、脉冲频率、频率精度、周期、周期精度等参数；外部计算机主要用于存储或显示测量数据，以供事后的数据分析和检查；

所述脉冲激光采集前端包括滤光聚透镜组件，及与安装于滤光聚透镜组件后侧的光电探测器，及与光电探测器电连接的信号处理电路，激光目标指示器处于工作状态时，发射重频编码激光脉冲，在大气中传输时会受到大气散射的影响；编码脉冲激光信号的采集就是基于激光脉冲在大气中传输的散射效应，将脉冲激光采集前端装配在出射激光脉冲的侧向，采集重频编码激光脉冲的微弱散射信号；所述激光目标指示器的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光聚透镜组件后会聚至光电探测器上；

脉冲激光采集前端包含滤光片、会聚透镜、光电探测器、放大器和解调器；激光目标指示器发射的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光片和会聚透镜后会聚到光电探测器的光敏面上，然后进行微弱信号的放大、去噪、整形等一系列处理后，检测出每个激光脉冲的开始和结束信号，然后将每个脉冲激光特征信息送至主控单元；其中，滤光片对激光目标指示器发出的1.064μm激光有高透射率，可滤除1.064μm波段范围外的杂散光；光电探测器采用GT101型硅探测器，其峰值响应波长区域可覆盖1.064μm的重频编码激光脉冲，响应率为0.45/μW，即每输入1μW的激光回波，就会产生0.45μA的光电流；

所述主控单元由单片机、数据采集处理模块、数据存储模块和人机交互模块组成，且数据采集处理模块、数据存储模块和人机交互模块分别与单片机电连接；所述数据采集处理模块包括计数器和时间间隔测定器；所述计数器与时间间隔测定器电连接；所述时间间隔测定器分别与单片机和数据存储模块电连接；所述数据存储模块包括存储器；所述存储器与单片机电连接；所述人机交互模块包括键盘和显示模块和通讯接口电路；所述键盘和显示模块和通讯接口电路分别与单片机电连接；所述通讯接口电路经通讯电缆与外部计算机连接，计数器采用普通的计数器芯片54LS393完成，时间间隔测定器采用CPLD可编程逻辑器件EPM7128完成，内部编程写入三级级联脉冲计数，把高频时钟脉冲分频后在内部计数，实现脉冲间隔的时间测定，计数和测定的时间间隔数据送给存储器储存，主控单元由单片机实现整机时序逻辑的控制，管理外部键盘和显示模块和通讯接口电路。

进一步地，所述脉冲激光采集前端装配于激光目标指示器的激光出射通道底端；所述脉冲激光采集前端通过连接电缆与主控单元的计数器电连接。

进一步地，所述激光目标指示器电连接有电池组，且电池组通过电源电缆与主控单元电连接。

进一步地，所述主控单元通过通讯电缆与外部计算机通讯连接。

进一步地，所述滤光聚透镜组件由滤光片和会聚透镜组成；所述激光目标指示器的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光片和会聚透镜后会聚至光电探测器其光敏面上。

作为优选的实施方案，所述光电探测器为GT101型硅探测器，其峰值响应波长区域覆盖1.064μm的重频编码激光脉冲，响应率为0.45/μW。

进一步地，所述信号处理电路包括放大器和解调器。

再进一步地，所述放大器为两级放大器，其由高频、低噪声的前置放大器和增益可控的视频放大器组成。

进一步地，所述计数器为计数器芯片54LS393。

进一步地，所述时间间隔测定器为CPLD可编程逻辑器件EPM7128。

本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的重频编码脉冲激光的性能检测装置，激光目标指示器发射编码激光脉冲，脉冲激光采集前端接收到激光脉冲信号后，转换为电信号，送给主控单元的计数器和时间间隔测定器；能够实时检测激光目标指示器发射的激光性能，且不需改造激光目标指示器的结构，也不影响装备正常工作，只要将本装置与激光目标指示器连接即可，安装简单、操作方便快捷。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意框图。

图2是本实用新型的脉冲激光采集前端结构示意图。

图3是本实用新型的主控单元的结构示意框图。

图4是本实用新型的重频编码脉冲激光的性能检测装置激光目标指示器的连接结构示意框图。

附图中各部件标注为：1-激光目标指示器，2-脉冲激光采集前端，3-主控单元，4-外部计算机，5-滤光聚透镜组件，51-滤光片，52-会聚透镜，6-光电探测器，7-信号处理电路，71-放大器，72-解调器，8-单片机，9-数据采集处理模块，91-计数器，92-时间间隔测定器，10-数据存储模块，101-存储器，11-人机交互模块，111-键盘和显示模块，112-通讯接口电路，12-电池组，13-通讯电缆，14-连接电缆，15-电源电缆。

具体实施方式

如图1至图4所示的重频编码脉冲激光的性能检测装置，包括激光目标指示器1，及与激光目标指示器1连接的性能检测装置；所述性能检测装置由脉冲激光采集前端2、主控单元3和外部计算机4组成；所述脉冲激光采集前端2其输出端与主控单元3电连接；所述主控单元3与外部计算机4通讯连接；

所述脉冲激光采集前端2包括滤光聚透镜组件5，及与安装于滤光聚透镜组件5后侧的光电探测器6，及与光电探测器6电连接的信号处理电路7；所述激光目标指示器1的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光聚透镜组件5后会聚至光电探测器6上；

所述主控单元3由单片机8、数据采集处理模块9、数据存储模块10和人机交互模块11组成，且数据采集处理模块9、数据存储模块10和人机交互模块11分别与单片机8电连接；

所述数据采集处理模块9包括计数器91和时间间隔测定器92；所述计数器91与时间间隔测定器92电连接；所述时间间隔测定器92分别与单片机8和数据存储模块10电连接；

所述数据存储模块10包括存储器101；所述存储器与单片机8电连接；

所述人机交互模块11包括键盘和显示模块111和通讯接口电路112；所述键盘和显示模块111和通讯接口电路112分别与单片机8电连接；所述通讯接口电路112经通讯电缆13与外部计算机4连接。

所述脉冲激光采集前端2装配于激光目标指示器1的激光出射通道底端；所述脉冲激光采集前端2通过连接电缆14与主控单元3的计数器电连接。

所述激光目标指示器1电连接有电池组12，且电池组12通过电源电缆15与主控单元3电连接。

所述主控单元3通过通讯电缆13与外部计算机4通讯连接。

所述滤光聚透镜组件5由滤光片51和会聚透镜52组成；所述激光目标指示器1的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光片51和会聚透镜52后会聚至光电探测器6其光敏面上。

所述光电探测器6为GT101型硅探测器，其峰值响应波长区域覆盖1.064μm的重频编码激光脉冲，响应率为0.45/μW。

所述信号处理电路7包括放大器71和解调器72。

所述放大器71为两级放大器，其由高频、低噪声的前置放大器和增益可控的视频放大器组成。

所述计数器91为计数器芯片54LS393。

所述时间间隔测定器92为CPLD可编程逻辑器件EPM7128。

本实用新型的重频编码脉冲激光的性能检测装置，组装时，在对重频编码激光脉冲的性能进行检测前，首先把脉冲激光采集前端装配在激光目标指示器的激光出射通道底端，通过电缆将其与主控单元中的计数器相连，电池组负责给激光目标指示器和主控单元来供电，外部计算机通过通讯电缆和主控单元的通讯接口电路相连；

工作时，激光目标指示器发射编码激光脉冲，脉冲激光采集前端接收到激光脉冲信号后，转换为电信号，送给主控单元的计数器和时间间隔测定器；其中，计数器对输入的激光脉冲和照射周期进行计数，时间间隔测定器对编码激光脉冲的时间间隔进行测定，并把计数结果和时间间隔测定数据传输给存储器，单片机控制主控单元整机的工作时序，把存储器内部的数据通过主控单元的键盘和显示模块即时显示，或者把测得的数据通过通讯电缆传输至外部计算机中存储，以供事后的分析和检查。

上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种重频编码脉冲激光的性能检测装置，包括激光目标指示器，及与激光目标指示器连接的性能检测装置；其特征在于：所述性能检测装置由脉冲激光采集前端、主控单元和外部计算机组成；所述脉冲激光采集前端其输出端与主控单元电连接；所述主控单元与外部计算机通讯连接；

所述脉冲激光采集前端包括滤光聚透镜组件，及与安装于滤光聚透镜组件后侧的光电探测器，及与光电探测器电连接的信号处理电路；所述激光目标指示器的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光聚透镜组件后会聚至光电探测器上；

所述主控单元由单片机、数据采集处理模块、数据存储模块和人机交互模块组成，且数据采集处理模块、数据存储模块和人机交互模块分别与单片机电连接；

所述数据采集处理模块包括计数器和时间间隔测定器；所述计数器与时间间隔测定器电连接；所述时间间隔测定器分别与单片机和数据存储模块电连接；

所述数据存储模块包括存储器；所述存储器与单片机电连接；

所述人机交互模块包括键盘和显示模块和通讯接口电路；所述键盘和显示模块和通讯接口电路分别与单片机电连接；所述通讯接口电路经通讯电缆与外部计算机连接。

2.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述脉冲激光采集前端装配于激光目标指示器的激光出射通道底端；所述脉冲激光采集前端通过连接电缆与主控单元的计数器电连接。

3.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述激光目标指示器电连接有电池组，且电池组通过电源电缆与主控单元电连接。

4.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述主控单元通过通讯电缆与外部计算机通讯连接。

5.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述滤光聚透镜组件由滤光片和会聚透镜组成；所述激光目标指示器的激光脉冲受大气散射后，其散射信号经滤光片和会聚透镜后会聚至光电探测器其光敏面上。

6.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述光电探测器为GT101型硅探测器，其峰值响应波长区域覆盖1.064μm的重频编码激光脉冲，响应率为0.45/μW。

7.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述信号处理电路包括放大器和解调器。

8.根据权利要求7所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述放大器为两级放大器，其由高频、低噪声的前置放大器和增益可控的视频放大器组成。

9.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述计数器为计数器芯片54LS393。

10.根据权利要求1所述的重频编码脉冲激光的性能检测装置，其特征在于：所述时间间隔测定器为CPLD可编程逻辑器件EPM7128。

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