一种半球形结构的激光告警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种半球形结构的激光告警系统。该系统由16个探测通道构成，它们均匀分布在半球表面的上下两层，每层8个。包括：光学系统模块，用于接收来袭激光，并使激光成像在光电探测器模块上；光电探测器模块，用于将光信号转换为电流信号，并将电流信号传输给下一模块；电压放大模块，用于将电流信号转换为电压信号，并对电压信号进行放大；信号采集与分析模块，用于采集电压信号并对信号进行处理，得到定位数据；实时上传模块，用于将定位数据上传到与系统相连的外部光电干扰设备。本发明专利技术实现了全方位、多角度、无死角、高精度激光告警。

A laser warning system with hemispherical structure

The invention discloses a laser warning system with a hemispherical structure. The system is composed of 16 detection channels, which are evenly distributed on the upper and lower two layers of the hemispherical surface and 8 in each layer. The system includes: an optical module, for receiving the incoming laser, and laser imaging in photoelectric detector module; photoelectric detector module for converting the optical signal into the electric signal, and transmits the current signal to the next module; the voltage amplification module, used to convert the current signal into a voltage signal, and the voltage signal amplification; the signal acquisition and analysis module is used for collecting the voltage signal and the signal processing, positioning data; real-time upload module, for positioning data uploaded to the system and the external photoelectric jamming equipment connected. The invention has realized the full azimuth, multi angle, no dead angle and high precision laser warning.

【技术实现步骤摘要】
一种半球形结构的激光告警系统
本专利技术属于军事领域，特别是一种半球形结构的激光告警系统。
技术介绍
激光因为其卓越的方向性、相干型、单色性以及高亮度等特性，在武器方面的发展情况十分迅速，制成的激光武器具有命中精度高、作战效能高、射程远等特点，例如：制导武器、测距仪、炫目器等。激光武器的诞生，改变的不只是现代战争的对抗局面，未来战争的方式也会受到一定程度的影响。为了制衡诸多具有危险性能的激光武器，各个国家都在加快研究激光告警技术和研制激光告警系统。激光告警技术是光电对抗领域的重要组成部分，它的作用在于可以及时截获敌方发出的激光信号(包括激光制导武器以及激光测距机等所配备的激光目标指示器发出的激光束)、判别来袭激光的参数(包括方位、波长、编码等信息)、及时的发出警告以便载体适时地采取防御措施。传统的激光告警系统存在两种形式的不足。一种是能满足大视场探测的要求，但是不能保证高精度定位；一种是可以满足高精度探测的要求，但是不能满足大视场探测。因此在设计激光告警系统的时候会存在高精度与大视场的矛盾。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种高精度、全方位、实时告警并立即将定位信息上传的激光告警系统。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种半球形结构的激光告警系统，包括：依次连接的光学系统模块、光电探测器模块、电压放大模块、信号采集与分析模块以及实时上传模块；其中，所述光学系统模块，用于接收来袭激光，并使激光成像在光电探测器模块上；所述光电探测器模块，用于将光信号转换为电流信号，并将电流信号传输给下一模块；所述电压放大模块，用于将电流信号转换为电压信号，并对电压信号进行放大，最后将放大后的电压信号传输给下一模块；所述信号采集与分析模块，用于采集电压信号并对信号进行处理，得到M路定位数据，其中M为正整数，之后将该M路定位数据传递给实时上传模块；所述实时上传模块，用于将定位数据上传到与系统相连的外部光电干扰设备。进一步地，所述光学系统模块包括16个探测通道，它们均匀分布在半球表面的上下两层，每层8个，每个探测通道的视场角为60°，其中每个探测通道包括依次设置的聚光镜、滤光片。进一步地，所述光电探测器模块，将采用灵敏度高的四象限光电探测器。进一步地，所述信号采集与分析模块中，信号分析将采用FPGA与单片机组合的硬件处理架构平台，M的取值范围为3～5。进一步地，所述实时上传模块，通过高速并行总线的方式，将高精度定位信息实时上传给与系统相连的外部光电干扰设备。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术克服了传统告警系统所存在的高精度与大视场矛盾的问题；(2)本专利技术能够在俯仰方向保持全方位无盲区高精度探测；(3)本专利技术采取四象限光电探测器，其具有后续电路简单、灵敏度高、响应度高等优点；(4)本专利技术能够将高精度定位信息实时上传给外部的光电干扰设备，从而及时采取主动或被动防御，提高了重要军事目标的生存能力。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术一种半球形结构的激光告警系统的工作原理框图。图2为本专利技术一种半球形结构的激光告警系统的光学系统结构图。图3为本专利技术一种半球形结构的激光告警系统的实验原理图。图中编号所代表的含义为：1—聚光镜；2—滤光片。具体实施方式结合附图，本专利技术的一种半球形结构的激光告警系统，包括依次连接的光学系统模块、光电探测器模块、电压放大模块、信号采集与分析模块以及实时上传模块；其中，所述光学系统模块，用于接收来袭激光，并使激光成像在光电探测器模块上；所述光电探测器模块，用于将光信号转换为电流信号，并将电流信号传输给电压放大模块；所述电压放大模块，用于将电流信号转换为电压信号，并对电压信号进行放大，最后将放大后的电压信号传输给信号采集与分析模块；所述信号采集与分析模块，用于采集电压信号并对信号进行处理，最终得到M路定位数据,其中M为正整数，之后将该M路定位数据传递给实时上传模块；所述实时上传模块，用于将定位数据上传到与系统相连的外部光电干扰设备。所述光学系统模块包括16个探测通道，它们均匀分布在半球表面的上下两层，每层8个，每个探测通道的视场角为60°，其中每个探测通道包括依次设置的聚光镜、滤光片。所述光电探测器模块，采用灵敏度高的四象限光电探测器。所述信号采集与分析模块中，信号分析将采用FPGA与单片机组合的硬件处理架构平台，所述M的取值范围为3～5。所述实时上传模块，通过高速并行总线的方式将定位数据上传给与系统相连的外部光电干扰设备。本专利技术克服了传统告警系统所存在的高精度与大视场矛盾的问题，能够在俯仰方向保持全方位无盲区高精度探测。下面进行更详细的描述。结合图1，本专利技术一种半球形结构的激光告警系统，包括依次连接的光学系统模块、光电探测器模块、电压放大模块、信号采集与分析模块以及实时上传模块；其中，结合图2，所述光学系统模块，用于接收来袭激光，并使激光成像在四象限探测器上光斑的直径等于光敏面的半径；之后将探测器输出的电信号传递给电压放大模块，光学系统模块包括16个探测通道，它们均匀分布在半球表面的上下两层，每层8个，每个探测通道的视场角为60°，其中每个探测通道包括依次设置的聚光镜1、滤光片2。所述电压放大模块，用于将电流信号转换为电压信号，并对电压信号进行放大，最后将放大后的电压信号传输给下一模块；所述信号采集与分析模块，用于采集电压信号并对信号进行处理，将采用FPGA与单片机组合的硬件处理架构平台，最终得到M路定位数据，M的取值范围为3～5，之后将该M路定位数据传递给实时上传模块；所述实时上传模块，通过高速并行总线的方式，将高精度定位信息实时上传给与系统相连的外部光电干扰设备。下面结合实施例进行具体描述，结合图3：(1)将整个系统中的某一单个探测通道置于电动转台上，调整系统的探测通道与激光同轴，即激光入射系统的角度为0°；(2)步进电机控制转台转动，使来袭激光分别从不同方向入射；实验测得了多组数据，经分析本系统的探测精度为0.1°。本专利技术结构简单，成本较低，能够实现全方位、高精度激光告警。系统及其内部电路和算法，不仅可以军用，也可以民用，具有很好的应用价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半球形结构的激光告警系统，其特征在于，包括依次连接的光学系统模块、光电探测器模块、电压放大模块、信号采集与分析模块以及实时上传模块；其中，所述光学系统模块，用于接收来袭激光，并使激光成像在光电探测器模块上；所述光电探测器模块，用于将光信号转换为电流信号，并将电流信号传输给电压放大模块；所述电压放大模块，用于将电流信号转换为电压信号，并对电压信号进行放大，最后将放大后的电压信号传输给信号采集与分析模块；所述信号采集与分析模块，用于采集电压信号并对信号进行处理，最终得到M路定位数据,其中M为正整数，之后将该M路定位数据传递给实时上传模块；所述实时上传模块，用于将定位数据上传到与系统相连的外部光电干扰设备。

【技术特征摘要】
1.一种半球形结构的激光告警系统，其特征在于，包括依次连接的光学系统模块、光电探测器模块、电压放大模块、信号采集与分析模块以及实时上传模块；其中，所述光学系统模块，用于接收来袭激光，并使激光成像在光电探测器模块上；所述光电探测器模块，用于将光信号转换为电流信号，并将电流信号传输给电压放大模块；所述电压放大模块，用于将电流信号转换为电压信号，并对电压信号进行放大，最后将放大后的电压信号传输给信号采集与分析模块；所述信号采集与分析模块，用于采集电压信号并对信号进行处理，最终得到M路定位数据,其中M为正整数，之后将该M路定位数据传递给实时上传模块；所述实时上传模块，用于将定位数据上传到与系统相连的外部光电干扰设备。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峻乾，陈文建，朱炳斐，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32