一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，探测系统包括镜筒以及设置于镜筒内部的光学系统，所述的光学系统包括沿光线输入至输出方向依次设置的滤光片、第一透镜、第二透镜以及四象限探测器；所述的第一透镜为非球面镜，第二透镜为球面镜，第一透镜与第二透镜之间设置有空气距离；所述的滤光片、第一透镜、第二透镜以及四象限探测器分别通过固定部件安装在镜筒的内壁上，四象限探测器的离焦距离通过固定部件可调。使用本实用新型专利技术探测系统的探测方法易于实施，装置装调简单，四象限探测器的输出电信号稳定，具有位置分辨率高、响应速度快、探测距离远等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统
本技术属于激光探测领域，涉及一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统。
技术介绍
激光制导主要采取的有三种制导方式：激光半主动制导、激光主动制导和激光驾束制导。其中，激光半主动制导是激光制导体系中发展最早，技术最成熟，应用较广的一种制导方式。它的工作过程是利用独立的激光照射器照射指定目标，由弹上导引头接收目标发射的激光回波信号，再由四象限探测器接收光信号，在经过信号处理系统后进行制导。目前，国内基于四象限探测系统的激光制导系统普遍存在装调复杂、主镜筒内包括3片以上镜片、设计复杂的缺点，因此研发一款镜片少，装调简单的激光制导光学系统是未来的发展方向。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术中激光制导系统装调及设计复杂的问题，提供一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，易于实施，装置装调简单，四象限探测器的输出电信号稳定，具有位置分辨率高、响应速度快、探测距离远等优点。为了实现上述目的，本技术有如下的技术方案：一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，包括镜筒以及设置于镜筒内部的光学系统，所述的光学系统包括沿光线输入至输出方向依次设置的滤光片、第一透镜、第二透镜以及四象限探测器；所述的第一透镜为非球面镜，第二透镜为球面镜，第一透镜与第二透镜之间设置有空气距离；所述的滤光片、第一透镜、第二透镜以及四象限探测器分别通过固定部件安装在镜筒的内壁上，四象限探测器的离焦距离通过固定部件可调。作为优选，在本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的一种实施例当中：所述的第一透镜与第二透镜之间设置的空气距离为1.532mm。作为优选，在本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的一种实施例当中：所述的滤光片通过滤光片固定圈与镜筒前端的内壁螺纹配合连接。作为优选，在本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的一种实施例当中：所述镜筒的内壁设置有能够与第一透镜和第二透镜的边缘进行配合的台阶面，与台阶面相配合的设置有第一压圈和第二压圈，将台阶面作为挡面，通过第一压圈、第二压圈以及相应的台阶面实现对第一透镜和第二透镜的夹紧固定。作为优选，在本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的一种实施例当中：所述四象限探测器的固定部件包括探测器调节圈、探测器固定圈、探测器定位圈以及探测器压圈；镜筒的尾部内壁加工有台阶，四象限探测器的尾部周面与探测器固定圈相连，探测器固定圈的外表面与台阶壁面贴合；探测器固定圈的前端面设置有探测器调节圈，探测器调节圈的前端面与台阶面贴合，探测器调节圈的内外侧表面分别贴合在四象限探测器的周面与台阶壁面；探测器固定圈的后端面设置有探测器压圈，探测器压圈的外壁与镜筒的内壁贴合，由探测器固定圈的尾部外壁、探测器固定圈所贴合台阶的台阶面、镜筒的内壁以及探测器压圈的端面围成探测器定位圈的安装空间；探测器定位圈的表面与安装空间的各表面贴合。作为优选，在本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的一种实施例当中：所述的探测器调节圈和探测器固定圈之间设有若干片探测器调整垫片。作为优选，在本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的一种实施例当中：所述四象限探测器的尾部周面与探测器固定圈通过螺丝相连。一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的探测方法，包括以下步骤：步骤一、激光照射目标产生漫反射，通过滤光片过滤掉漫反射光线中的杂散光；步骤二、获得允许通过的特定波段激光，并使特定波段激光依次穿过第一透镜和第二透镜，最后使特定波段激光会聚于四象限探测器的感光表面上；步骤三、四象限探测器将激光光斑转换成电信号，通过分析激光光斑在四象限探测器感光表面上的分布状况来获取目标的位置信息，实现对目标的跟踪和逼近。相较于现有技术，本技术激光半主动导引镜头探测系统具有如下有益效果：传统的随动激光半主动导引镜头探测系统使用三片球面镜片，因为两片镜片没有能力完全使通过镜筒的激光会聚在四象限探测器上，只有通过三片球面镜片才可以做到，而且第三片镜片直径比较小，没法直接与镜筒固定，必须使用一个镜片卡套，使第三个镜片固定在镜片卡套上，再与镜筒固定，结构复杂。本技术仅使用两片镜片，即一片非球面透镜和一片球面透镜，区别于传统的方法，传统的球面镜的镜片曲率半径是一个定值，而本技术采用的非球面的镜片曲率半径会发生变化，由此，可以人为的控制非球面镜片的聚光能力，即本技术一片非球面镜片的效果等同于传统两片球面镜的会聚激光能力，易于实施，装置装调简单，四象限探测器输出电信号稳定。四象限探测光学系统起着收集、会聚激光能量的作用，探测器接收目标反射的激光信号将微弱光信号转换为电信号，通过分析光斑在探测器光敏面上的分布状况来获取目标的位置信息，实现对目标的跟踪和逼近，具有位置分辨率高、响应速度快、探测距离远(实测70mj激光5km照射，可探测8km处目标反射激光)等优点。附图说明图1本技术探测系统光学结构示意图；图2本技术光学系统光斑足迹图：(a)是0°视场的光斑情况，(b)是2°视场的光斑情况，(c)是10°视场的光斑情况；图3本技术光学系统在探测器上光斑分布图；图4本技术大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统整体示意图；1-滤光片固定圈；2-镜筒；3-第一压圈；4-第二压圈；5-四象限探测器；6-探测器调节圈；7-探测器固定圈；8-探测器定位圈；9-探测器压圈；10-滤光片；11-第一透镜；12-第二透镜。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。参见图1和图4，本技术的一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统包括镜筒2及设置与镜筒2内部的光学系统，光学系统沿光线输入至输出方向依次设有滤光片10、第一透镜11、第二透镜12以及四象限探测器5。其中，第一透镜11是非球面镜，第二透镜12是球面镜，将第一透镜11与第二透镜12的空气距离设置为1.532mm。本技术的一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统当中，镜筒2的前侧是用于固定滤光片10的结构。第一透镜11和第二透镜12依次固定于镜筒2内部。镜筒2内部设有位于滤光片10与第一透镜11之间的第一压圈3、第一透镜11与第二透镜12之间第二压圈4、位于第二透镜12与镜筒2后侧之间的四象限探测器固定结构。四象限探测器5位于镜筒2的后侧。镜筒2与探测器调节圈6相连，四象限探测器5与探测器固定圈7相连接，探测器固定圈7与探测器定位圈8相连，探测器定位圈8与探测器压圈9相连，探测器压圈9与镜筒2相连，探测器调节圈6与探测器固定圈7之间有一片或多片探测器调整垫片。优秀的随动激光导引镜头要满足大视场、大线性区、大通光口径，且具有良好的温度适应能力及加工、装调工艺。光斑直径约为探测器光敏面直径的一半，光斑太小，可能仅仅汇聚于某一象限，无法输出位置信号；光斑太大，线性区变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，其特征在于：包括镜筒(2)以及设置于镜筒(2)内部的光学系统，所述的光学系统包括沿光线输入至输出方向依次设置的滤光片(10)、第一透镜(11)、第二透镜(12)以及四象限探测器(5)；所述的第一透镜(11)为非球面镜，第二透镜(12)为球面镜，第一透镜(11)与第二透镜(12)之间设置有空气距离；所述的滤光片(10)、第一透镜(11)、第二透镜(12)以及四象限探测器(5)分别通过固定部件安装在镜筒(2)的内壁上，四象限探测器(5)的离焦距离通过固定部件可调；所述的第一透镜(11)与第二透镜(12)之间设置的空气距离为1.532mm；大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的整体线性区在±2.0度，视场为±10度。/n

【技术特征摘要】
1.一种大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，其特征在于：包括镜筒(2)以及设置于镜筒(2)内部的光学系统，所述的光学系统包括沿光线输入至输出方向依次设置的滤光片(10)、第一透镜(11)、第二透镜(12)以及四象限探测器(5)；所述的第一透镜(11)为非球面镜，第二透镜(12)为球面镜，第一透镜(11)与第二透镜(12)之间设置有空气距离；所述的滤光片(10)、第一透镜(11)、第二透镜(12)以及四象限探测器(5)分别通过固定部件安装在镜筒(2)的内壁上，四象限探测器(5)的离焦距离通过固定部件可调；所述的第一透镜(11)与第二透镜(12)之间设置的空气距离为1.532mm；大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统的整体线性区在±2.0度，视场为±10度。


2.根据权利要求1所述大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，其特征在于：所述的滤光片(10)通过滤光片固定圈(1)与镜筒(2)前端的内壁螺纹配合连接。


3.根据权利要求1所述大孔径随动激光半主动导引镜头探测系统，其特征在于：所述镜筒(2)的内壁设置有能够与第一透镜(11)和第二透镜(12)的边缘进行配合的台阶面，与台阶面相配合的设置有第一压圈(3)和第二压圈(4)，台阶面作为挡面，通过第一压圈(3)、第二压圈(4)以及相应的台阶面实现对第一透镜(11)和第二透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷健，
申请(专利权)人：西安深瞳智控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61