CN103389519A - 激光来袭方向探测与告警系统 - Google Patents
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Abstract
激光来袭方向探测与告警系统属于探测与告警技术领域，尤其涉及一种激光来袭方向探测与告警系统。本发明提供一种成本低、性能高的激光来袭方向探测与告警系统。本发明包括光学模块、信号处理模块和显示模块，其结构要点光学模块、信号处理模块、显示模块依次相连；所述光学模块负责对激光信号的接收以及视场的空间划分，所述信号处理模块将从光学模块获取的激光信号转化为电信号，经放大处理后送入第一单片机进行处理，所述显示模块用来显示来袭方向的信息。
Description
技术领域
本发明属于探测与告警技术领域，尤其涉及一种激光来袭方向探测与告警系统。
背景技术
随着激光测距、目标制导和目标识别器在军事上的广泛应用，加速发展激光侦察告警技术已成为激光对抗的首要任务。通常，告警装置需要探测来袭激光的入射方向、波长及其编码等信息，其中，探测入射激光方向尤为重要，因此，国内外已经开发了一些激光入射方向探测系统，但这些系统存在着成本和性能相互制约的矛盾，因此，研究低成本、高性能的激光方向探测系统具有重要的现实意义。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种成本低、性能高的激光来袭方向探测与告警系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括光学模块、信号处理模块和显示模块，其结构要点光学模块、信号处理模块、显示模块依次相连；所述光学模块负责对激光信号的接收以及视场的空间划分，所述信号处理模块将从光学模块获取的激光信号转化为电信号，经放大处理后送入第一单片机进行处理，所述显示模块用来显示来袭方向的信息。
作为一种优选方案，本发明所述光学模块由透镜组和光纤组成，所述透镜组由凹透镜和凸透镜组成，所述凹透镜用于滤光。
作为另一种优选方案，本发明所述信号处理模块包括模拟电路部分和数字电路部分。
另外，本发明所述显示模块由19个LED和第二单片机构成；所述LED用于方位显示。
本发明有益效果
本发明通过光学模块、信号处理模块和显示模块，可探测来袭激光的入射方向、波长及其编码等信息且性能高。本发明构件均为市场上易购置产品，因此，本发明成本低。
附图说明
图1本发明系统组成框图；
图2是本发明光学模块结构示意图；
图3是本发明显示模块LED排列示意图。
具体实施方式
如图所示，本发明包括光学模块、信号处理模块和显示模块，光学模块、信号处理模块、显示模块依次相连；所述光学模块负责对激光信号的接收以及视场的空间划分，所述信号处理模块将从光学模块获取的激光信号转化为电信号，经放大处理后送入第一单片机进行处理，所述显示模块用来显示来袭方向的信息。
如图2所示，所述光学模块由透镜组和光纤组成，所述透镜组由凹透镜和凸透镜组成，所述凹透镜用于滤光；所述光纤为石英光纤，由于石英光纤的数值孔径通常只有10～20°，不能达到60°的视场范围，因此，需要在光纤首端配以透镜组以满足视场要求。所选光纤芯径为400μm，数值孔径为0.22。取波长为1.06μm的激光作为基准波长计算焦点，将光纤首端点安放在其焦点处。凹透镜只允许波长大于0.78μm以上的红外光通过，可以有效滤除太阳光、火炮闪光等可见光的干扰。(图2中，f为焦距)
所述信号处理模块包括模拟电路部分和数字电路部分。在光电转换电路中，为了对脉宽10ns的三种激光脉冲迅速响应，选用了光敏面较大、响应波长范围为900-1700um的InGaAs型光电二极管(型号：GD3551Y)进行光电转换，其响应时间为1.5ns。光电转换电路由光电探测器、限流电阻、上拉电阻组成。限流电阻处在电源和探测器之间，防止当电流过大时，烧毁光电探测器。如果对输出的电流直接进行滤波，其信号强度会大幅下降，因此，通过上拉电阻将由光电探测器输出的电流转换为电压信号，以降低信号衰减幅度。滤波电路使用一阶高通滤波电路，由于入射脉冲激光脉宽为10ns，其对应的电信号中心频率为33MHz，由电容和电阻组成滤波电路后，可以进一步有效滤除由光学窗口漏射进入的干扰光信号红外部分的干扰。放大电路部分，使用AD8072运算放大器构成两级运算放大电路，第一级为同相放大，第二级为反向放大，两级运放电路之间通过电容连接，其主要作用是隔离一级放大信号的直流偏移，二级放大器输出直接接入比较器MAX9201。放大电路放大倍数为20，主要是由于该告警装置探测对象为直接入射的激光信号，其光强较大，不小于1mW/cm2，经光电转换后可以得到的电压信号高达0.2V，足以满足探测需求。噪声信号经过光学滤波和电学滤波的双重抑制后，转化得到的电信号不足0.01V，与激光信号对比相差较大，可以通过设置比较器的阈值电压彻底滤除。数字电路部分主要由光耦、单稳态触发器、单片机组成。光耦将模拟电路和数字电路进行隔离，防止数字电路对模拟电路的影响；单稳态触发器用来对信号进行延时，使信号可保持20us以上，以满足单片机处理的时间要求；单片机内部编辑查询程序，实现对方向信息的编码，其方法是，使用24个I/O引脚，其地址分别对应于8个水平独立视场和16个垂直独立视场区，而后每个独立视场对应一个编码；当有一个以上的引脚接收到信号时，则对应这些分区中心位置所在的重叠区，由于每层最多有相邻的2路，两层最多有4路，可以同时对激光信号进行响应，因此，将所有可能的情况一一编码，当有激光来袭时，单片机根据可以引脚信息对来袭方向进行判断，并将相应编码通过串口发送至显示模块。
如图3所示，所述显示模块由19个LED和第二单片机构成；所述LED用于方位显示。单片机将信号处理模块中单片机通过串行通信方式输送来的编码进行判断，而后将对应的LED点亮实现告警。16个LED在一个圆上均分排列，其中1号独立水平分区对应16号LED，1、2号水平独立分区所夹的重叠分区对应2号LED，顺时针依此类推；另外3个LED排成一列，分别对应垂直视场分区的区域。
Claims (4)
1.激光来袭方向探测与告警系统，包括光学模块、信号处理模块和显示模块，其特征在于点光学模块、信号处理模块、显示模块依次相连；所述光学模块负责对激光信号的接收以及视场的空间划分，所述信号处理模块将从光学模块获取的激光信号转化为电信号，经放大处理后送入第一单片机进行处理，所述显示模块用来显示来袭方向的信息。
2.根据权利要求1所述激光来袭方向探测与告警系统，其特征在于所述光学模块由透镜组和光纤组成，所述透镜组由凹透镜和凸透镜组成，所述凹透镜用于滤光。
3.根据权利要求1所述激光来袭方向探测与告警系统，其特征在于所述信号处理模块包括模拟电路部分和数字电路部分。
4.根据权利要求1所述激光来袭方向探测与告警系统，其特征在于所述显示模块由19个LED和第二单片机构成；所述LED用于方位显示。
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2012
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131113 |