一种基于分布式光学的激光导引头及火箭弹制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于分布式光学的激光导引头及火箭弹，导引头包括分布式光学系统和激光采集及处理系统，分布式光学系统用于接收目标的漫反射光信号，对漫反射光信号汇聚后得到激光信号，将激光信号变换后照射至激光采集及处理系统，激光采集及处理系统用于对变换后的激光信号进行处理后确定偏差角，分布式光学系统包括4个光学组件、光纤组件和导光组件，每个光学组件用于接收目标的漫反射光信号，对漫反射光信号进行汇聚后得到激光信号，将激光信号投射到光纤组件相对应的各输入端，光纤组件用于将激光信号变换后传导至导光组件，导光组件用于将变换后的激光信号低损耗照射至激光采集及处理系统。本实用新型专利技术实现了火箭弹的低成本、精确制导改进量。精确制导改进量。精确制导改进量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式光学的激光导引头及火箭弹


[0001]本技术涉及非制导火箭弹
，具体涉及一种基于分布式光学的激光导引头及火箭弹。

技术介绍

[0002]非制导火箭弹存在精度低的突出问题。以美国的“九头蛇
‑
70”火箭弹为例：在最大射程6km下，其圆概率偏差高达100m左右；要命中6km外坦克大小的目标，理论上需要发射100多枚火箭弹；其综合命中成本过高，并且会容易暴露发射载机。一枚精确制导导弹成本高达50万元以上，当精确制导导弹对付低成本目标时，经济性太差，不适合大规模应用。因此，对库存的大量非制导武器进行低成本、精确制导改变尤为重要。
[0003]对于非制导武器如火箭弹的精确制导改造，如果加装目前常用的位于弹体最前端的激光半主动/红外/可见光等类型的导引头，会改变原有战斗部及引信的设计，则需要重新计算、验证毁伤效果。同时，火箭弹发射时，其尾焰会污染相邻火箭弹的头罩部分，导致其接收回波信号受影响。
[0004]现有技术中，还没有成熟简单、性价比高的火箭弹制导化改造方案。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本技术实施例提供了一种基于分布式光学的激光导引头和火箭弹，旨在解决对非制导火箭弹进行低成本、精确制导改造的问题。
[0006]本技术实施例采用下述技术方案：
[0007]第一方面，提供了一种基于分布式光学的激光导引头，包括：分布式光学系统、以及激光采集及处理系统；
[0008]分布式光学系统，用于接收目标的漫反射光信号，对漫反射光信号汇聚后得到激光信号，将激光信号变换后照射至激光采集及处理系统；
[0009]激光采集及处理系统，用于对变换后的激光信号进行处理后确定偏差角；
[0010]其中，分布式光学系统包括：4个光学组件、光纤组件、以及导光组件；
[0011]每个光学组件，用于接收目标的漫反射光信号，对漫反射光信号进行汇聚后得到激光信号，将激光信号投射到光纤组件相对应的各输入端；
[0012]光纤组件，用于通过各输入端接收激光信号，将激光信号变换后传导至导光组件；
[0013]导光组件，用于将接收的变换后的激光信号低损耗照射至激光采集及处理系统。
[0014]可选的，每个光学组件包括：依次设置的头罩、窄带滤光片、以及3个物镜；
[0015]其中，头罩，用于保护窄带滤光片以及3个物镜；
[0016]窄带滤光片，用于透过第一预设波长范围的漫反射光信号；
[0017]每个物镜，用于对第一预设波长范围的漫反射光信号进行汇聚。
[0018]可选的，头罩、窄带滤光片、以及3个物镜的表面进行增透处理。
[0019]可选的，光纤组件包括：4组光纤束；
[0020]其中，4组光纤束的输入端分别接收相对应的4个光学组件投射的激光信号；
[0021]每组光纤束的输入端通过十字分割形式分为4个光束区；
[0022]各组光纤束的第一光束区合并为光纤组件输出端的第一象限，各组光纤束的第二光束区合并为光纤组件输出端的第二象限，各组光纤束的第三光束区合并为光纤组件输出端的第三象限，各组光纤束的第四光束区合并为光纤组件输出端的第四象限；
[0023]光纤组件输出端的各象限将变换后的激光信号传导至导光组件。
[0024]可选的，光纤组件的各输入端以及输出端进行抛光处理，并设置增透膜。
[0025]可选的，对光纤组件的光纤束进行熔融处理。
[0026]可选的，光纤组件的单纤直径为50μm，各组光纤束的直径为3.5mm。
[0027]可选的，导光组件与光纤组件紧密贴合，导光组件外壁设置全反射膜。
[0028]可选的，激光采集及处理系统包括：电源模块、探测器、前置放大电路、以及信号采样及处理电路；
[0029]电源模块分别为前置放大电路和信号采样及处理电路供电；
[0030]探测器，用于接收导光组件照射来的变换后的激光信号；
[0031]前置放大电路，用于对变换后的激光信号进行放大处理；
[0032]信号采样及处理电路，用于将放大后的激光信号变换成电流信号，将电流信号变换为可采集的电压信号，对电压信号的峰值进行采样，从而确定偏差角。
[0033]第二方面，提供了一种火箭弹，包括：上述的基于分布式光学的激光导引头、战斗部及引信、控制舱、以及发动机；
[0034]火箭弹从头部至尾部依次连接战斗部及引信、基于光学的激光导引头和控制舱、以及发动机；
[0035]其中，分布式激光导引头与控制舱集成于一体，4个光学组件分布隐藏于控制舱的4个控制舵翼内。
[0036]本技术实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0037]本技术的基于分布式光学的激光引导头，四个光学组件采用分布式布局方式，使基于分布式光学的激光导引头无需安装在弹体最前端，火箭弹改造时无需改变战斗部及引信。采用该分布式布局方式，四个光学组件在发射之前可随舵翼一起隐藏于弹体内部，不受相邻弹药发射尾焰影响。
[0038]本技术的基于分布式光学的激光引导头，采用光纤传导的方式将四个光学组件汇聚的激光信号经变换后传导至探测器光敏面上。使用柔性可弯折的光纤束使四个光学组件可以随舵翼一起动作。
[0039]本技术的基于分布式光学的激光导引头，光纤组件采用四组光纤束，每组光纤束以十字分割形式分为四个光束区。通过象限变换的排列方式将分立的四个光学组件汇聚的激光信号进行重组并由一个输出端口照射进探测器。
[0040]本技术的基于分布式光学的激光导引头，可以综合采用光纤熔融、增大折弯半径、端面镀膜、选用高占空比光纤等方式来提高光纤组件的透过率。
[0041]本技术的基于分布式光学的激光导引头，可通过导光组件有效减小光纤组件输出端光线的发散角，从而避免光纤组件输出端的光斑在探测器光敏面上产生串扰的问题。
附图说明
[0042]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0043]图1示出根据本技术的一个实施例的基于分布式光学的激光导引头的组成示意图；
[0044]图2示出根据本技术的一个实施例的一个光学组件的结构示意图；
[0045]图3示出根据本技术的一个实施例的光纤组件的结构示意图；
[0046]图4示出根据本技术的一个实施例的光纤组件的光纤束熔融之后的效果图；
[0047]图5示出根据本技术的一个实施例的光纤组件的不同单纤直径及不同光纤束直径对应的允许折弯半径；
[0048]图6示出根据本技术的一个实施例的光纤组件的不同折弯半径对应的损耗率曲线；
[0049]图7示出根据本技术的一个实施例的导光组件的光路示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光学的激光导引头，其特征在于，包括：分布式光学系统、以及激光采集及处理系统；所述分布式光学系统，用于接收目标的漫反射光信号，对所述漫反射光信号汇聚后得到激光信号，将所述激光信号变换后照射至所述激光采集及处理系统；所述激光采集及处理系统，用于对变换后的所述激光信号进行处理后确定偏差角；其中，所述分布式光学系统包括：4个光学组件、光纤组件、以及导光组件；每个所述光学组件，用于接收目标的漫反射光信号，对所述漫反射光信号进行汇聚后得到激光信号，将所述激光信号投射到所述光纤组件相对应的各输入端；所述光纤组件，用于通过各输入端接收所述激光信号，将所述激光信号变换后传导至所述导光组件；所述导光组件，用于将接收的变换后的所述激光信号低损耗照射至所述激光采集及处理系统。2.根据权利要求1所述的基于分布式光学的激光导引头，其特征在于，每个所述光学组件包括：依次设置的头罩、窄带滤光片、以及3个物镜；其中，所述头罩，用于保护所述窄带滤光片以及3个所述物镜；所述窄带滤光片，用于透过第一预设波长范围的漫反射光信号；每个所述物镜，用于对第一预设波长范围的所述漫反射光信号进行汇聚。3.根据权利要求2所述的基于分布式光学的激光导引头，其特征在于，所述头罩、所述窄带滤光片、以及3个所述物镜的表面进行增透处理。4.根据权利要求1所述的基于分布式光学的激光导引头，其特征在于，所述光纤组件包括：4组光纤束；其中，4组所述光纤束的输入端分别接收相对应的4个所述光学组件投射的所述激光信号；每组所述光纤束的输入端通过十字分割形式分为4个光束区；各组所述光纤束的第一光束区合并为所述光纤组件输出端的第一象限，各组所述光纤束的第二光束区合并为所述光纤组件输出端的第二象限，各组所述光纤束的第三光束区合并为所述光纤组...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨理，孙宏宇，
申请(专利权)人：西安雷神防务技术有限公司，
类型：新型
国别省市：