【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光方位探测领域，具体为一种单脉冲激光静态周向方位探测装置及探测方法。
技术介绍
1、目前，激光静态方位探测方法主要有成像法和多窗口法。激光成像方位探测方法通过采集高分辨率探测器(如面阵ccd)各单元信号，从而判别目标方位。例如：美国陆军实验室研发的fopen激光雷达，采用640×512apd探测器阵列作为信号接收端，视场角35°×35°，测距精度小于3cm；mit/ll研发的第三代gen-激光雷达，采用32×32gm-apd探测器阵列，视场角10.3mrad×10.3mrad，距离分辨率15cm；南京大学sit实验室采用8×8lm－apd阵列作为探测器单元，研发出群像素激光三维成像雷达系统，实现了目标的三维定位；南京理工大学的许敬提出一种单目视觉光电成像方位探测方法，静态方位角测量误差为8％。激光成像方位探测方法分辨率较高，但由于使用探测器阵列，探测单元众多，抗冲击性能弱，成像算法复杂，反应速度慢，测量精度严重受限于探测器非均匀性，该方法大多用于静态探测，难以在动态飞行环境下实现方位探测。
2、激光多窗口方位探测方法通过设置多个分立的光学窗口和探测器构成多个探测视场来确定目标方位。例如：瑞典rbs-90面空导弹激光探测系统，包含8个gaas激光二极管，在弹身周围环状均匀排列，形成8个光锥探测视场；英国thomson-thorn导弹公司研发的对空激光探测系统，探测模块由三个峰值功率为1kw的dpl脉冲微激光器组成，其波长1.06μm、脉宽1ns，各激光器与弹轴成45°角安装，每个激光器负责120°范围扫
3、综上所述，激光成像探测方法的探测单元众多、反应速度慢、成像算法复杂；激光多窗口探测方法的光学窗口和探测器数量多，体积大，系统稳定性低。上述静态方位探测方法均难以解决常规弹药目标方位探测问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种单脉冲激光静态周向方位探测装置，采用中空全反镜和倒置锥形反射透镜实现了单脉冲激光周向探测，本专利技术的探测装置机械结构简单，可有效减小方位探测装置的体积；最大限度降低系统功耗，探测过程只单一处理脉冲激光信号，降低了多路信号或者复合探测信号对回波信号的干扰，从而提高目标探测效率。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，包括倒置锥形反射透镜、中空全反镜、激光触发系统、发射准直透镜、激光四象限探测系统、接收聚焦透镜以及环形透光窗口；
3、激光触发系统的前方固定有发射准直透镜的，发射准直透镜的前方设置中空全反镜的，空全反镜的前方固定有倒置锥形反射透镜，发射椭圆形脉冲激光穿过中空全反镜中空部分，椭圆光斑经倒置锥形反射透镜反射，穿越环形透光窗口形成倒锥形空间静态周向激光探测场；激光四象限探测系统固定在接收聚焦透镜的同轴后方，接收聚焦透镜位于中空全反镜和激光四象限探测系统之间。
4、一种单脉冲激光静态周向方位探测装置的探测方法，具体包括以下步骤：
5、步骤1、激光触发系统发射初始激光束，发射准直透镜将初始光束准直成发散角较小的椭圆形光束出射，出射激光束穿过中空全反镜的透光孔，经过倒置锥形反射透镜反射，环形透光窗口形成倒锥形空间静态周向激光探测场，从而实现目标静态周向探测；
6、步骤2、倒锥形空间静态周向激光探测场探测到目标后，回波信号穿过环形透光窗口7，再由倒置锥形反射透镜反射至中空全反镜，被中空全反镜反射至接收聚焦透镜，汇聚后送至激光四象限探测器；
7、步骤3、激光四象限探测系统将光信号转换为电信号，送至后续信号处理电路滤波、放大、整形等一系列处理，从而实现激光静态周向方位探测。
8、本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
9、(1)本专利技术仅采用一对激光发射、接收单元，且发射、接收光路共用，实现目标周向探测，与传统多窗口探测法和成像探测法相比，本方案将发射、接收单元数减至最少，减小了系统空间和成本；
10、(2)本专利技术采用倒置锥形反射透镜配合中空全反镜实现单脉冲激光静态周向探测，从而有效降低了系统功耗，简化了系统结构，扩大了常规弹药激光引信探测范围；
11、(3)本专利技术采用倒置锥形反射透镜和中空全反镜收集目标激光回波信号，采用激光四象限探测器解算目标距离以及方位角信息，只采用单一激光信号获取目标方位，降低了多路信号或者复合探测信号对回波信号的干扰，简化了方位信号解算步骤，提升了目标探测概率。
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1.一种单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，探测装置包括倒置锥形反射透镜(1)、中空全反镜(2)、激光触发系统(3)、发射准直透镜(4)、激光四象限探测系统(6)、接收聚焦透镜(5)以及环形透光窗口(7)；
2.根据权利要求1所述的单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，倒置锥形反射透镜(1)和环形透光窗口(7)均安装在引信头部，其中倒置锥形反射透镜(1)位于弹体前端，环形透光窗口(7)环绕布置于弹体头部周围，它们分别负责激光发射和回波光束的透射；中空全反镜(2)安装在引信中部，激光触发系统(3)、发射准直透镜(4)安装在引信底部，激光四象限探测系统(6)、接收聚焦透镜(5)安装在引信中部侧向正对中空全反镜位置。
3.根据权利要求2所述的单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，而倒置锥形反射透镜(1)的倒置反射光锥角控制了单脉冲激光束的空间分布范围，决定了激光探测目标的回波功率从而影响目标探测概率，所以针对不同的激光近程静态周向探测分布和精度的要求要选用合适的倒置反射光锥角。
4.根据权利要求1所述的单脉冲激光静态周向方位探测装
5.根据权利要求4所述的单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，以探测器为中心的激光束将在四个部分均产生相等的电流；而当激光束产生变化时，四象限探测传感器会通过每一段上产生的不同电流测量来自激光束的光斑质心的位置变化，通过处理以上数据即可解算出目标距离以及方位角信息。
6.具有如权利要求1所述的方位探测装置的探测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，探测装置包括倒置锥形反射透镜(1)、中空全反镜(2)、激光触发系统(3)、发射准直透镜(4)、激光四象限探测系统(6)、接收聚焦透镜(5)以及环形透光窗口(7)；
2.根据权利要求1所述的单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，倒置锥形反射透镜(1)和环形透光窗口(7)均安装在引信头部，其中倒置锥形反射透镜(1)位于弹体前端，环形透光窗口(7)环绕布置于弹体头部周围，它们分别负责激光发射和回波光束的透射；中空全反镜(2)安装在引信中部，激光触发系统(3)、发射准直透镜(4)安装在引信底部，激光四象限探测系统(6)、接收聚焦透镜(5)安装在引信中部侧向正对中空全反镜位置。
3.根据权利要求2所述的单脉冲激光静态周向方位探测装置，其特征在于，而倒置锥形反射透镜(1)的倒置反射光锥角控制了单脉冲激光束的空间分布范围，决定了激光...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘霖，柯昌坤，张合，查冰婷，陈苗苗，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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