一种多参数综合测试激光告警仪制造技术

本发明专利技术属于激光告警技术领域，具体涉及一种多参数综合测试激光告警仪，包括激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块、数据处理模块，激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块均连接在数据处理模块上。本发明专利技术通过激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块实现对激光波长、方位角、俯仰角和脉宽的多参数计算，并且本发明专利技术通过20个带通滤光片、超高速光电探测器、高精密时间测量芯片联合测试方法，极大减小复色背景和干扰光对测量的影响，且可根据光电探测器相应的个数来消除闪电等非激光装备光对测量的影响。本发明专利技术用于激光告警。

A laser warning instrument for multi parameter comprehensive test

【技术实现步骤摘要】
一种多参数综合测试激光告警仪
本专利技术属于激光告警
，具体涉及一种多参数综合测试激光告警仪。
技术介绍
激光告警仪是识别来袭激光，计算激光参数，判断来袭激光功能的仪器。目前激光告警仪仅能测量部分参数，或只能测量出激光波长和角度，或仅能测量脉宽，测量方法和装置都比较单一化，没有实现通用化，并不能实现一种测量装置对多种参数进行测量。且测量脉宽的光电探测器阵列前采用唯个高速光电探测器，测量的激光脉宽会导致背景(如太阳光、天空)和外界干扰(如闪电、复色强光)等影响，导致光电探测器饱和或误测，进而测量精度下降。
技术实现思路
针对上述激光告警仪测量方法和装置测量参数单一、易受外界干扰的技术问题，本专利技术提供了一种测量精度高、误差小、效率高的多参数综合测试激光告警仪。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种多参数综合测试激光告警仪，包括激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块、数据处理模块、系统控制模块、接收窗口，所述激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块均通过系统控制模块连接在数据处理模块上，所述激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块均设置在接收窗口的一侧。所述激光波长方向测量模块包括前置光学系统、宽波段闪耀光栅、后置光学系统、宽波段焦平段探测器，所述前置光学系统的一侧依次设置有宽波段闪耀光栅、后置光学系统、宽波段焦平段探测器。所述激光脉冲脉宽测量模块包括窄带滤光片阵列、超高速光电探测器、高速比较器、高精密时间测量芯片，所述窄带滤光片阵列连接有超高速光电探测器，所述超高速光电探测器通过高速比较器连接有高精密时间测量芯片。所述窄带滤光片阵列包括20个带通滤光片，所述窄带滤光片阵列的每一个光谱带宽为60nm。所述数据处理模块包括ADC转换器、DSP处理器、液晶显示屏，所述ADC转换器通过DSP处理器与液晶显示屏连接，所述ADC转换器连接有系统控制模块。所述系统控制模块采用FPGA控制器。本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果是：本专利技术通过激光波长方向测量模块、激光脉冲脉宽测量模块实现对激光波长、方位角、俯仰角和脉宽的多参数计算，并且本专利技术通过20个带通滤光片、超高速光电探测器、高精密时间测量芯片联合测试方法，极大减小复色背景和干扰光对测量的影响，且可根据光电探测器相应的个数来消除闪电等非激光装备光对测量的影响。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术激光波长方向测量模块的结构示意图；图3为本专利技术激光脉冲脉宽测量模块的结构示意图；图4为本专利技术数据处理模块的结构示意图；图5为本专利技术被测激光方向示意图；图6为本专利技术方位角的测量原理图；图7为本专利技术俯仰角的测量原理图；图8为本专利技术激光脉宽与计数脉冲信号周期对比示意图；其中：1为激光波长方向测量模块，2为激光脉冲脉宽测量模块，3为数据处理模块，4为系统控制模块，5为接收窗口，11为前置光学系统，12为宽波段闪耀光栅，13为后置光学系统，14为宽波段焦平段探测器，21为窄带滤光片阵列，22为超高速光电探测器，23为高速比较器，24为高精密时间测量芯片，31为ADC转换器，32为DSP处理器，33为液晶显示屏。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种多参数综合测试激光告警仪，如图1所示，包括激光波长方向测量模块1、激光脉冲脉宽测量模块2、数据处理模块3、系统控制模块4、接收窗口5，激光波长方向测量模块1、激光脉冲脉宽测量模块2均通过系统控制模块4连接在数据处理模块3上，激光波长方向测量模块1、激光脉冲脉宽测量模块2均设置在接收窗口5的一侧。进一步，如图2所示，激光波长方向测量模块1包括前置光学系统11、宽波段闪耀光栅12、后置光学系统13、宽波段焦平段探测器14，前置光学系统11的一侧依次设置有宽波段闪耀光栅12、后置光学系统13、宽波段焦平段探测器14。进一步，如图3所示，激光脉冲脉宽测量模块2包括窄带滤光片阵列21、超高速光电探测器22、高速比较器23、高精密时间测量芯片24，窄带滤光片阵列21连接有超高速光电探测器22，超高速光电探测器22通过高速比较器23连接有高精密时间测量芯片24。进一步，优选的，窄带滤光片阵列21包括20个带通滤光片，窄带滤光片阵列21的每一个光谱带宽为60nm，整个窄带滤光片阵列21覆盖宽波段，在较窄的带宽里，将极大减小复色背景和干扰光对测量的影响，并且可根据超高速光电探测器22相应的个数来消除闪电等非激光装备光对测量的影响。进一步，如图4所示，数据处理模块3包括ADC转换器31、DSP处理器32、液晶显示屏33，ADC转换器31通过DSP处理器32与液晶显示屏33连接，ADC转换器31连接有系统控制模块4。进一步，优选的，系统控制模块4采用FPGA控制器。本专利技术的工作原理为：如图5所示，被测激光OB，OB1为OB在xOz面的投影，且与z轴的夹角为α；OB2为OB在yOz面的投影，且与z轴的夹角为γ。测量激光的入射方向也就是测量方位角α角和俯仰角γ角。如图6、图7所示，激光入射经过光栅衍射后由后置光学系统13汇聚后，形成干涉条纹，并成像于光接收器宽波段焦平段探测器14上。在x方向，零级光谱位置为x0，正一级光谱位置为x+，负一级光谱位置为x-1，如图6所示；在y方向，入射光衍射后在宽波段焦平段探测器14位置为y，如图7所示。其中宽波段闪耀光栅12常数为d，后置光学系统13的焦距为f，该电信号被DSP处理器32处理后，给出波长、方向等信息。由上述和图6可知，零级衍射角等于入射角α；正负一级衍射角度β+1、β-1，满足：正一级为：负一级为：宽波段焦平段探测器14将在焦距为f的镜头焦面形成的干涉条纹转换为电信号，其零级、正、负一级条纹的位置如下：由(1)、(2)和(3)可以确定一级衍射角β+1、β-1以及方位角α、俯仰角γ和波长λ，结果如下:激光脉冲宽度通过窄带滤光片阵列21、超高速光电探测器22及高精密时间测量芯片24测试获得。测试原理为脉冲激光通过窄带滤光片阵列21之后由超高速光电探测器22探测，得到的脉冲激光电信号经过高速比较器23转换为数字方波信号，随后经过高精密时间测量芯片24对激光一个脉宽内计数，高精密时间测量芯片24内部的逻辑门延迟时间为t，计数个数为N，则脉冲激光脉宽T可表示为：T＝N*t(5)激光装备采用脉冲激光，脉宽都比较窄，为达到最小测试脉冲脉宽≤8ns，本专利技术采用FPGA控制器控制高精密时间测量芯片24实现高速计数时钟，通过对激光脉冲宽度时间计数，计算得到激光脉冲宽度。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多参数综合测试激光告警仪，其特征在于：包括激光波长方向测量模块(1)、激光脉冲脉宽测量模块(2)、数据处理模块(3)、系统控制模块(4)、接收窗口(5)，所述激光波长方向测量模块(1)、激光脉冲脉宽测量模块(2)均通过系统控制模块(4)连接在数据处理模块(3)上，所述激光波长方向测量模块(1)、激光脉冲脉宽测量模块(2)均设置在接收窗口(5)的一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种多参数综合测试激光告警仪，其特征在于：包括激光波长方向测量模块(1)、激光脉冲脉宽测量模块(2)、数据处理模块(3)、系统控制模块(4)、接收窗口(5)，所述激光波长方向测量模块(1)、激光脉冲脉宽测量模块(2)均通过系统控制模块(4)连接在数据处理模块(3)上，所述激光波长方向测量模块(1)、激光脉冲脉宽测量模块(2)均设置在接收窗口(5)的一侧。


2.根据权利要求1所述的一种多参数综合测试激光告警仪，其特征在于：所述激光波长方向测量模块(1)包括前置光学系统(11)、宽波段闪耀光栅(12)、后置光学系统(13)、宽波段焦平段探测器(14)，所述前置光学系统(11)的一侧依次设置有宽波段闪耀光栅(12)、后置光学系统(13)、宽波段焦平段探测器(14)。


3.根据权利要求1所述的一种多参数综合测试激光告警仪，其特征在于：所述激光脉冲脉宽测量模块(2)包括窄带滤光片阵列(21)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞，王志斌，吴琼，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14