一种激光架束制导编码盘及编码器制造技术

本发明专利技术涉及光电编码盘，具体涉及一种激光架束制导编码盘及编码器，用于解决现有编码盘码道宽度固定不变，若只接收到一种频率，无法进行位置解算，以及现有编码盘根据接收到的频率信息，只能定性判断光斑偏离情况，无法精确判断光斑位置偏差的不足之处。该激光架束制导编码盘，包括编码盘基体，以编码盘基体中心为圆心，定义逆时针方向为正向，在编码盘基体内码道一端的连线为0

【技术实现步骤摘要】
一种激光架束制导编码盘及编码器


[0001]本专利技术涉及光电编码盘，具体涉及一种激光架束制导编码盘及编码器。

技术介绍

[0002]在激光架束制导过程中，瞄准手首先通过地面发射制导装置的观瞄组件或热像瞄准具手动跟踪并瞄准目标，由激光制导组件发射已调制的激光信号，形成供弹体识别坐标位置的空间信息场，位于弹尾的接收机接收激光调制信号，并转化成电信号，经信息处理后，解算出弹轴与光束中心的偏离量，反馈给弹上控制系统，从而控制弹体沿光束中心飞行，直至命中目标。
[0003]参照图1，基于上述原理的一种激光驾束制导模拟系统被应用于地面模拟驾束制导工作过程，该系统包括地面制导照射器、弹尾接收器和无线透传系统。通过地面制导照射器上的瞄准装置，将激光发射光轴对准弹尾接收器，由半导体激光器连续发射的激光束，经聚光系统投射到编码盘的外码道上，经转像系统由内码道射出，再经变焦投射系统将已调制的激光束发射出去，形成供弹尾接收器识别坐标位置的信息控制场；弹尾接收器接收激光编码信号，经信号处理后，解算出弹尾接收器所处位置在方位、俯仰两个方向相对光斑中心的偏离量；偏离数据及转台数据信息输出给无线透传系统，通过发射天线发送给位于地面制导照射器端的信号处理计算机，完成数据的闭环。
[0004]参照图2、图3，系统中编码盘02的具体调制过程如下：半导体激光器01输出连续激光，垂直投射至编码盘外码道022，编码盘02以频率w旋转，激光束被编码盘外码道022上间隔不同的黑白光栅切割激光束，经过一定时间后，含有f3、f4、f5三个频率的制导激光束从编码盘02出射，至转折第一棱镜031、第二棱镜033，再次穿过编码盘内码道021，经过一定时间后，含有f1、f5、f2三个频率的制导激光束从编码盘02出射，至转折第三棱镜033、第四棱镜034，光束进入变焦光学系统04中。最终，在空间投射出含有5种脉冲频率的激光信息场。
[0005]参照图2、图3，当编码盘02以100Hz的频率旋转，即周期为10ms时，编码盘02的信息图案的黑白光栅以不同的频率从上到下切割激光束，经过5ms后，从右到左切割激光束，因此，在上半周期5ms内含有f1、f5、f2三种频率的激光射出，其经历时间控制偏航方向；下半周期5ms内含有f3、f5、f4三种频率的激光射出，其经历时间控制俯仰方向。其中，频率f5的主要作用是增强制导激光束的抗干扰性。而各频率脉冲信号的持续时间是随着弹尾接收器偏离控制场中心误差距离增大而增大的。因此，通过测量激光接收机接收到的不同频率信号持续时间的长短，就可以得出弹尾接收器某一时刻偏离控制场中心的位置信息。
[0006]编码调制技术的数学模型如图4所示。其中MN代表编码盘码道的中心线，X为偏离光轴的误差量，
△
R表示环形码道的宽度。T为一个周期，T1、T2分别表示一个周期内，某光点经编码盘转动后，经历频率f1和f2的时间。根据相似三角形原理可知则由于T与
△
R均为常量，X只与T1、T2的差值成线性关系。
[0007]现有编码盘如图5所示，通常码道宽度固定不变，当接收器处于信息场固定位置
时，如图中A处所示，若只能接收一种频率，则始终只能接收此一种频率，在没有其他频率信息的情况下，无法进行位置解算；此外,发射光束通过传统调制盘后，接收机接收频率f1、f2、f3、f4的扫描时间为τ
f1
、τ
f2
、τ
f3
、τ
f4
，计算表征位置信息的调制系数K
x
、K
y
,调制系数由如下公式计算：
[0008][0009][0010]通过判断K
x
、K
y
大于0还是小于0判断接收器偏离方向，此方式只能定性判断，无法精确判断偏离大小。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是解决现有编码盘码道宽度固定不变，若只接收到一种频率，没有其他频率信息，无法进行位置解算，以及现有编码盘根据接收到的频率信息，只能定性判断光斑偏离情况，无法精确判断光斑位置偏差的不足之处，而提供一种激光架束制导编码盘及编码器。
[0012]为了解决上述不足之处，本专利技术提供了如下技术解决方案：
[0013]一种激光架束制导编码盘，包括编码盘基体，其特殊之处在于：
[0014]以编码盘基体中心为圆心，定义逆时针方向为正向，在编码盘基体内码道一端的连线为0
°
刻线；
[0015]所述内码道位于编码盘的(0
°
～180
°
)，内码道的内径为a，宽度为c；
[0016]所述外码道位于编码盘的(90
°
～270
°
)，外码道的内径为b，宽度为c；
[0017]所述内码道与外码道的间距为d；
[0018]所述内码道和外码道上均设有宽度为e且频率固定的第五码道，第五码道上设置有X5对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同；
[0019]所述e≤(c/2)；
[0020]所述内码道上还设有第一码道和第二码道；所述第一码道上设有X1对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，所述第一码道频率固定，包括正向依次设置的第一等宽码道和第一宽度渐变码道；所述第二码道上设有X2对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，所述第二码道频率固定，包括正向依次设置的第二宽度渐变码道和第二等宽码道；
[0021]所述第一等宽码道位于(0～A
°
)区间；所述第一宽度渐变码道、第五码道和第二宽度渐变码道位于(A
°
～B
°
)区间；所述第二等宽码道位于(B
°
～180
°
)；所述0
°
<A
°
<B
°
<180
°
；
[0022]所述第一宽度渐变码道、第五码道和第二宽度渐变码道由外至内依次分布；其中，第一宽度渐变码道的内径沿正向由(a+e)圆滑过渡至(a+c)；第二宽度渐变码道的内径沿正向由a圆滑过渡至(a+c
‑
e)；其余区域为第五码道；
[0023]所述外码道上还设有第三码道和第四码道；所述第三码道上设有X3对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，第三码道频率固定，包括正向依次设置的第三等宽码道和第三宽度渐变码道；所述第四码道上设有X4对透光区和非透光区，每对
中的透光区和非透光区所占角度相同，第四码道频率固定，包括正向依次设置的第四宽度渐变码道和第四等宽码道；
[0024]所述第三等宽码道位于(90
°
～C
°
)区间；所述第三宽度渐变码道、第五码道和第四宽度渐变码道位于(C
°
～D
°
)区间；所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光架束制导编码盘，包括编码盘基体(10)，其特征在于：以编码盘基体(10)中心为圆心，定义逆时针方向为正向，在编码盘基体(10)内码道一端的连线为0
°
刻线；所述内码道位于编码盘的(0
°
～180
°
)，内码道的内径为a，宽度为c；所述外码道位于编码盘的(90
°
～270
°
)，外码道的内径为b，宽度为c；所述内码道与外码道的间距为d；所述内码道和外码道上均设有宽度为e且频率固定的第五码道(5)，第五码道(5)上设置有X5对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同；所述e≤(c/2)；所述内码道上还设有第一码道(1)和第二码道(2)；所述第一码道(1)上设有X1对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，所述第一码道(1)频率固定，包括正向依次设置的第一等宽码道和第一宽度渐变码道；所述第二码道(2)上设有X2对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，所述第二码道(2)频率固定，包括正向依次设置的第二宽度渐变码道和第二等宽码道；所述第一等宽码道位于(0～A
°
)区间；所述第一宽度渐变码道、第五码道(5)和第二宽度渐变码道位于(A
°
～B
°
)区间；所述第二等宽码道位于(B
°
～180
°
)；所述0
°
<A
°
<B
°
<180
°
；所述第一宽度渐变码道、第五码道(5)和第二宽度渐变码道由外至内依次分布；其中，第一宽度渐变码道的内径沿正向由(a+e)圆滑过渡至(a+c)；第二宽度渐变码道的内径沿正向由a圆滑过渡至(a+c
‑
e)；其余区域为第五码道(5)；所述外码道上还设有第三码道(3)和第四码道(4)；所述第三码道(3)上设有X3对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，第三码道(3)频率固定，包括正向依次设置的第三等宽码道和第三宽度渐变码道；所述第四码道(4)上设有X4对透光区和非透光区，每对中的透光区和非透光区所占角度相同，第四码道(4)频率固定，包括正向依次设置的第四宽度渐变码道和第四等宽码道；所述第三等宽码道位于(90
°
～C
°
)区间；所述第三宽度渐变码道、第五码道(5)和第四宽度渐变码道位于(C
°
～D
°
)区间；所述第二等宽码道位于(D
°
～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：范哲源，韩飞，刘西站，吕园成，李粉利，刘改化，
申请(专利权)人：西安微普光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：