基于射頻傳輸?shù)募す馔綑z測(cè)系統(tǒng)研究

劉鵬++李福燚++李昂++孫博

摘 要：在激光同步檢測(cè)技術(shù)的研究中，被測(cè)激光器發(fā)射的脈沖激光，脈沖寬度為ns級(jí)，因此CCD相機(jī)積分控制脈沖與激光脈沖之間的同步非常重要。本文采用了“光觸發(fā)-電同步”與超前預(yù)測(cè)相結(jié)合的方法，保證CCD相機(jī)的積分時(shí)間滿足圖像清晰度、信噪比和動(dòng)態(tài)范圍的要求，同時(shí)滿足了積分脈沖信號(hào)與激光脈沖信號(hào)的同步關(guān)系，進(jìn)而有效提高光斑抓拍精度，從而更適應(yīng)于現(xiàn)代激光武器發(fā)射命中率測(cè)試系統(tǒng)的要求。

關(guān)鍵詞：光觸發(fā)；電同步；超前預(yù)測(cè)；同步抓拍

中圖分類號(hào)： TB82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）35-170-2

1 概述

激光出現(xiàn)以后，與微波等其他方法相比，由于其具有方向性好、測(cè)距精度高、測(cè)程遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好等特點(diǎn)，因此在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。作為現(xiàn)代軍事偵察技術(shù)、距離探測(cè)裝備的重要技術(shù)之一，脈沖激光測(cè)距技術(shù)對(duì)提高防空、海上作戰(zhàn)、中近程精度打擊及陸上武器攻擊的命中精度方面已起到了關(guān)鍵作用，可以說，未來武器系統(tǒng)的發(fā)展及命中精度的提高將在很大程度上依賴于激光測(cè)距技術(shù)的發(fā)展。

因此研究在激光測(cè)試系統(tǒng)中進(jìn)行脈沖激光同步抓拍技術(shù)，實(shí)現(xiàn)激光脈沖命中率測(cè)試具有非常重要的意義。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

室外測(cè)試時(shí)，被試激光器以一定頻率向漫發(fā)射靶發(fā)射脈沖激光，激光散射計(jì)數(shù)單元將散射接收激光脈沖信號(hào)、處理轉(zhuǎn)化為電脈沖并與BD時(shí)統(tǒng)模塊對(duì)時(shí)后通過射頻無線發(fā)射器將脈沖時(shí)間發(fā)射至圖像采集單元，由相機(jī)外觸發(fā)控制模塊完成對(duì)脈沖激光的計(jì)數(shù)，與此同時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)的脈沖信號(hào)與激光散射計(jì)數(shù)單元的電脈沖時(shí)間對(duì)時(shí)后超前預(yù)測(cè)下一脈沖到來的時(shí)刻，即可完成CCD相機(jī)同步檢測(cè)脈沖激光光斑。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。

2.1 激光散射計(jì)數(shù)器

激光散射計(jì)數(shù)器通過光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)發(fā)射激光脈沖信號(hào)。同時(shí)，APD光電探測(cè)器探測(cè)光信號(hào)。由于在極短的時(shí)間內(nèi)激光脈沖信號(hào)幅度的動(dòng)態(tài)范圍相差很大，且激光脈沖的脈寬很窄，因此設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集單元時(shí)，將探測(cè)到得激光脈沖信號(hào)進(jìn)行了調(diào)理、脈沖展寬、放大以及整形處理，從而完整地得到激光脈沖信號(hào)送至散射計(jì)數(shù)控制器，同時(shí)接收BD時(shí)統(tǒng)模塊的基準(zhǔn)秒脈沖及時(shí)間信息，經(jīng)過同步、分頻、計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)秒信號(hào)的細(xì)化，得到ns級(jí)的時(shí)間信息發(fā)送到圖像采集單元。

2.2 圖像采集單元

自適應(yīng)計(jì)數(shù)單元主要完成同步抓拍時(shí)間的預(yù)測(cè)，其中預(yù)測(cè)模型建立是關(guān)鍵。預(yù)測(cè)同步時(shí)序如圖2所示。

本文采用的為概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的預(yù)測(cè)模型，其對(duì)于單個(gè)目標(biāo)有多個(gè)測(cè)量的情況，它并不利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)選擇某一個(gè)測(cè)量作為用于更新的測(cè)量，而是將所有落在跟蹤觸發(fā)門之內(nèi)的候選回波加權(quán)求和得到一個(gè)融合值，用來更新狀態(tài)，這個(gè)權(quán)重是每個(gè)候選回波源于該目標(biāo)的后驗(yàn)概率，即概率數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法。一次觸發(fā)最多產(chǎn)生一個(gè)測(cè)量。

利用本方法得到的預(yù)測(cè)同步時(shí)序如圖2所示。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論

采集到的部分光斑圖像如圖3所示。

參 考 文 獻(xiàn)

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