[發(fā)明專利]一種光電毫米波三坐標(biāo)搜索跟蹤裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711033127.3
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108037499B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王全喜;楊軍;李庶中;孫健;李越強;沈宏;李潔;趙東偉;鑒福生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍92232部隊;北京頂亮科技有限公司
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/86;G01S17/86;G01S17/66
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王蔚

1.一種光電毫米波三坐標(biāo)搜索跟蹤裝置，所述裝置在兩種工作模式下工作：搜索模式和跟蹤模式，其特征在于，所述裝置包括：光電探測組件(1)、毫米波測距組件(2)、伺服機(jī)構(gòu)(3)和處理組件(4)；所述光電探測組件(1)通過切換為搜索或跟蹤模式進(jìn)行目標(biāo)的搜索或跟蹤；所述毫米波測距組件(2)用于按照光電探測組件(1)給出的目標(biāo)俯仰角，確定在俯仰向的一維相掃角，將雷達(dá)波束指向該角度方向，測定目標(biāo)的距離和/或徑向速度；所述光電探測組件(1)和毫米波測距組件(2)一并安裝在伺服機(jī)構(gòu)(3)上；所述伺服機(jī)構(gòu)(3)用于驅(qū)動光電探測組件(1)和毫米波測距組件(2)；所述處理組件(4)用于處理光電探測組件(1)獲取的圖像信息，提取目標(biāo)角位置信息，并控制毫米波測距組件(2)對已獲得角位置信息的目標(biāo)測距和/或測定徑向速度；

所述裝置在掃描搜索過程中會出現(xiàn)光電探測器運動圖像模糊，當(dāng)采用前置反射鏡進(jìn)行圖像運動補償時，所述光電探測組件(1)包括：光學(xué)窗口(7)、搜索跟蹤切換反射鏡(8)、光學(xué)系統(tǒng)(9)和光電探測器(10)；其中：

所述光學(xué)窗口(7)是光電探測組件(1)的保護(hù)窗口，所述光學(xué)窗口(7)的透光波段與光電探測組件(1)的工作波段一致；所述光學(xué)窗口(7)與毫米波測距組件(2)并列安裝在同一側(cè)；

所述搜索跟蹤切換反射鏡(8)，用于將透過光學(xué)窗口(7)的光波反射到光學(xué)系統(tǒng)(9)，所述搜索跟蹤切換反射鏡(8)包括：反射鏡和伺服控制組件；所述伺服控制組件通過調(diào)整反射鏡的反射角度實現(xiàn)該裝置搜索和跟蹤模式的切換，通過實時控制搜索跟蹤切換反射鏡(8)進(jìn)行小范圍擺動來補償該裝置的光電探測組件(1)在搜索模式時因快速搜索帶來的目標(biāo)成像在光電探測器(10)光敏面上的運動，使光電探測器(10)在積分期間能清晰成像；

所述光學(xué)系統(tǒng)(9)，用于匯聚搜索跟蹤切換反射鏡(8)反射過來的目標(biāo)光信號，將其聚焦成像到光電探測器(10)的光敏面上；

所述光電探測器(10)用于將光學(xué)系統(tǒng)(9)匯聚的目標(biāo)光信號轉(zhuǎn)換為目標(biāo)電信號，并將該目標(biāo)電信號傳遞到處理組件(4)進(jìn)行處理；

所述裝置工作模式的切換是通過處理組件(4)發(fā)指令調(diào)整搜索跟蹤切換反射鏡(8)中的反射角度來實現(xiàn)的，具體實現(xiàn)過程如下：

當(dāng)搜索跟蹤切換反射鏡(8)的搜索時反射鏡法線方向(14)沿掃描搜索方向與毫米波測距組件(2)的毫米波電軸法線方向(16)相差偏轉(zhuǎn)角度θ時，或者光電探測組件(1)的搜索時反射鏡法線方向(14)與跟蹤時反射鏡法線方向(15)間的偏轉(zhuǎn)角度為θ時，該裝置處于搜索模式；

搜索時反射鏡法線方向(14)的偏離角度方向與該裝置的旋轉(zhuǎn)搜索方向相同；偏轉(zhuǎn)角度θ的大小滿足：

其中，t_提為光電探測組件(1)的提取目標(biāo)角位置所需的時間，v_搜為所述光電探測組件(1)的方位搜索角速度，ε_方為所述光電探測組件(1)方位向的視場角；

當(dāng)搜索跟蹤切換反射鏡(8)的跟蹤時反射鏡法線方向(15)與毫米波測距組件(2)的毫米波電軸法線方向(16)平行時，該裝置處于跟蹤模式，所述毫米波測距組件(2)的毫米波電軸法線方向(16)平行指向光電探測組件(1)的視場中心(18)；在光電探測組件(1)穩(wěn)定跟蹤目標(biāo)后，目標(biāo)處于光電探測組件(1)的視場中心，所述毫米波測距組件(2)發(fā)射毫米波，測回該目標(biāo)相對于該裝置的直線距離和/或目標(biāo)的徑向速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電毫米波三坐標(biāo)搜索跟蹤裝置，其特征在于，所述毫米波測距組件(2)能夠在俯仰向進(jìn)行一維相掃，所述毫米波測距組件(2)包括：發(fā)射/接收天線(11)和毫米波發(fā)射/接收組件(12)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電毫米波三坐標(biāo)搜索跟蹤裝置，其特征在于，所述伺服機(jī)構(gòu)(3)包括：俯仰組件(5)和方位組件(6)；所述俯仰組件(5)用于承載光電探測組件(1)和毫米波測距組件(2)，并驅(qū)動光電探測組件(1)和毫米波測距組件(2)在俯仰向進(jìn)行跟蹤目標(biāo)，以及確定光電探測組件(1)在搜索時的俯仰角；所述方位組件(6)用于承載俯仰組件(5)，并驅(qū)動光電探測組件(1)進(jìn)行方位向搜索，以及驅(qū)動光電探測組件(1)和毫米波測距組件(2)在方位向進(jìn)行跟蹤目標(biāo)。