[發(fā)明專利]一種激光半主動導(dǎo)引頭自動增益控制電路及控制方法

有效

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• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108173523B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高思遠(yuǎn);劉慧;張宏巍;儲海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;H03K5/24
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明提供了一種激光半主動導(dǎo)引頭自動增益控制電路及控制方法，該電路由四象限探測器組件、幅值預(yù)判組件、雙通道增益仲裁組件、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和主控芯片組成。該電路具有四級增益控制，其中幅值預(yù)判組件對一級增益控制、二級增益控制和三級增益控制進(jìn)行增益設(shè)定，雙通道增益仲裁組件的仲裁結(jié)果對一級增益控制、二級增益控制、三級增益控制和四級增益控制進(jìn)行增益設(shè)定。通過幅值預(yù)判組件和雙通道增益仲裁組件的協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電路中所有增益控制模塊的增益設(shè)定。本發(fā)明有效克服了激光半主動導(dǎo)引頭中激光脈沖信號到達(dá)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊時(shí)飽和或者小于檢測閾值的問題，使導(dǎo)引頭在捕獲跟蹤過程中不丟失制導(dǎo)信息，進(jìn)而提高制導(dǎo)命中率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光制導(dǎo)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光半主動導(dǎo)引頭自動增益控制電路及控制方法。

背景技術(shù)

激光半主動導(dǎo)引頭為激光制導(dǎo)武器上的重要組成部分，激光半主動導(dǎo)引頭分為捷聯(lián)式激光半主動導(dǎo)引頭和框架式激光半主動導(dǎo)引頭，其核心組件為激光四象限探測器和及其后處理電路。激光漫反射信號被激光四象限探測器接收轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)過后處理電路的整形、調(diào)理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、計(jì)算和增益控制，得到激光失調(diào)角，形成導(dǎo)引頭制導(dǎo)輸出信號。其中，四象限探測器處理電路的增益控制為信號處理中的重要環(huán)節(jié)，是后期模數(shù)轉(zhuǎn)換和失調(diào)角計(jì)算的重要前提和保障。四象限探測器處理電路的增益控制功能主要是把探測輸出的激光窄脈沖電信號的幅值調(diào)節(jié)到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的輸入范圍之內(nèi)。

理想情況下，隨著導(dǎo)彈距離目標(biāo)越來越近，激光半主動導(dǎo)引頭接收到的激光漫反射信號越來越強(qiáng)，而實(shí)際工作條件下，自然光的背景噪聲、后向散射和水霧遮擋都會使激光半主動導(dǎo)引頭接收到的激光漫反射信號的強(qiáng)度發(fā)生不規(guī)則的變化，現(xiàn)有增益控制方法雖然可以在大部分條件下工作正常，但是對于偶發(fā)的極端信號強(qiáng)度變化無法響應(yīng)，導(dǎo)致激光脈沖信號到達(dá)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊時(shí)飽和或者小于檢測閾值，使導(dǎo)引頭短暫丟失目標(biāo)制導(dǎo)信號，增加了武器系統(tǒng)失效概率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有激光半主動導(dǎo)引頭中激光脈沖信號到達(dá)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊時(shí)飽和或者小于檢測閾值，進(jìn)而使導(dǎo)引頭短暫丟失目標(biāo)制導(dǎo)信號的問題，本發(fā)明提供一種激光半主動導(dǎo)引頭自動增益控制電路及控制方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種激光半主動導(dǎo)引頭自動增益控制電路，所述控制電路包括四象限探測器組件、幅值預(yù)判組件、雙通道增益仲裁組件、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和主控芯片；所述四象限探測器組件包括四個(gè)探測器組件，每個(gè)探測器組件包括一級增益控制模塊、二級增益控制模塊和三級增益控制模塊；所述雙通道增益仲裁組件包括四級增益控制模塊，所述四級增益控制模塊包括第一可變增益放大器和第二可變增益放大器；所述幅值預(yù)判組件包括多個(gè)比較器和多個(gè)鎖存器，每一個(gè)比較器對應(yīng)一個(gè)鎖存器；所述四象限探測器組件分別與幅值預(yù)判組件、雙通道增益仲裁組件連接；所述雙通道增益仲裁組件分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；所述主控芯片分別與四象限探測器組件、幅值預(yù)判組件、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；

所述探測器組件用于接收激光回波信號并將其轉(zhuǎn)化為第一電信號，所述一級增益控制模塊用于采用第一增益系數(shù)，二級增益控制模塊用于采用第二增益系數(shù)、三級增益控制模塊用于采用第三增益系數(shù)依次對第一電信號進(jìn)行增益處理，得到第二電信號，并將第二電信號傳輸至幅值預(yù)判組件以及雙通道增益仲裁組件；

所述幅值預(yù)判組件中的各個(gè)比較器用于將第二電信號與對應(yīng)的各個(gè)預(yù)設(shè)閾值電壓進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果存儲于各個(gè)比較器對應(yīng)的鎖存器中；

所述主控芯片用于讀取各個(gè)鎖存器的比較結(jié)果，根據(jù)比較結(jié)果確定第二電信號的檔位信息，并根據(jù)所確定的檔位信息調(diào)節(jié)一級增益控制模塊、二級增益控制模塊的增益檔位；

所述一級增益控制模塊用于采用第一增益系數(shù)，二級增益控制模塊用于采用第二增益系數(shù)依次對第一電信號進(jìn)行增益處理，得到第三電信號，并將第三電信號傳輸至雙通道增益仲裁組件；