[發明專利]紅外探測器信號處理裝置

有效

• 申請號: 201810351772.8
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108895925B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張俊偉;何雪峰;高曉林;湯愛平
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: F42B15/01
• 分類號: F42B15/01;G01J5/00;G01J5/06
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

本發明公開了一種紅外探測器信號處理裝置，其包括：前置放大電路，用于接收紅外探測器產生的脈沖電流并將脈沖電流轉換為脈沖電壓信號；雙微分電路，連接前置放大電路，用于將脈沖電壓信號轉換為利于分析的雙微分信號；自動增益電路，連接雙微分電路，用于將雙微分信號進行增益放大處理得到用于傳遞至導彈導引頭的控制器的輸出信號；偏移消除電路，位于自動增益電路的輸入端與輸出端之間，用于消除自動增益電路信號處理過程中的零點偏移。本發明擴大了輸出信號的動態范圍并防止信號幅值提前飽和，且濾除了噪聲和雜波，方便導彈導引頭的控制器提取目標特征，利于增強紅外探測器信號抵抗外界傳導影響和/或電磁干擾。

技術領域

本發明涉及空空導彈控制領域，特別地，涉及一種紅外探測器信號處理裝置。

背景技術

紅外空空導彈是現代空軍戰機的一種主要近戰武器，其中，紅外探測器作為其關鍵元件，對紅外輻射敏感，可以將目標像點紅外輻射能量轉變成交變電信號輸出，信號中包含了紅外目標的特征(大小、形狀)、距離、方位等關鍵信息可以用于導彈制導。不同于紅外凝視成像探測器依賴于圖像處理算法來獲取這些信息，還有一類相對簡單的L型或十字型等多元紅外探測器更多地依靠后期的信號處理電路來獲取目標特征信息和位置信息。

在多元探測器的實際應用中，每一元探測器臂都是一個獨立的、對紅外輻射敏感的光電二極管。為了把所有的光電二極管都利用起來，紅外目標像點通常被設計為在成像平面上旋轉掃描。當像點掃過這些多元探測器的瞬間，紅外輻射的改變會形成脈沖電流，經過前置放大電路后就變成了脈沖電壓信號，這就是最原始的紅外目標信號。但是這樣的原始信號用于直接提取目標特征信息是很困難的，而且由于背景干擾或者云團等假目標引起的干擾也很難鑒別和濾除。與此同時，作為微弱信號，原始紅外信號對電磁干擾非常敏感，任何微小的干擾脈沖的進入都會影響到后續的紅外信號處理。因此，亟需設計一種信號處理裝置，以有效濾除電磁或者背景干擾、強化目標特征。

發明內容

本發明提供了一種紅外探測器信號處理裝置，以解決現有的紅外探測器的原始紅外信號容易受到背景干擾、電磁干擾導致目標特征提取不準確的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種紅外探測器信號處理裝置，其包括：

前置放大電路，用于接收紅外探測器產生的脈沖電流并將脈沖電流轉換為脈沖電壓信號；

雙微分電路，連接前置放大電路，用于將脈沖電壓信號轉換為利于分析的雙微分信號；

自動增益電路，連接雙微分電路，用于將雙微分信號進行增益放大處理得到用于傳遞至導彈導引頭的控制器的輸出信號；

偏移消除電路，位于自動增益電路的輸入端與輸出端之間，用于消除自動增益電路信號處理過程中的零點偏移。

進一步地，前置放大電路采用反相比例放大電路，包括第一運算放大器，第一運算放大器的同相輸入端設置與紅外探測器的伏安特性對應的負向偏壓，反相輸入端連接紅外探測器，用于接收紅外探測器產生的脈沖電流，第一運算放大器的反相輸入端與輸出端之間還并聯設置用于濾波的第一電容和用于調節增益的第一電阻。

進一步地，雙微分電路包括第二運算放大器、第三運算放大器，第二運算放大器和第三運算放大器的同相輸入端均接地，前置放大電路的輸出端經第二電阻、第二電容連接第二運算放大器的反相輸入端，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端之間并聯設置第三電阻、第三電容；第二運算放大器的輸出端經第四電阻、第四電容連接第三運算放大器的反相輸入端，第三運算放大器的反相輸入端與輸出端之間并聯設置第五電阻、第五電容。

進一步地，前置放大電路輸出的脈沖電壓信號為負脈沖電壓信號，雙微分信號為包括單波峰、雙波谷的信號。