[發明專利]一種激光回波探測信息處理系統

在審

• 申請號: 202110056258.3
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112881996A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 馮志輝;岳永堅;劉恩海;周向東;袁林晨;代冬軍;顏坤;李偉雄
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01S7/4861
• 分類號: G01S7/4861;G01S7/4865;G01S7/487;G01S17/08
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明涉及一種激光回波探測信息處理系統。該系統包括：QAPD探測模塊、噪聲補償模塊、前置放大模塊、二分配模塊、自動增益模塊、峰值保持模塊、AD轉換模塊、調光組件、測距放大模塊、時刻鑒別電路、測時電路和數字處理電路，所述噪聲補償模塊、所述QAPD探測模塊、所述前置放大模塊、所述二分配模塊、所述自動增益模塊、所述峰值保持模塊、所述AD轉換模塊和所述數字處理電路依次連接，所述二分配模塊、所述測距放大模塊、所述時刻鑒別電路、所述測時電路和所述數字處理電路依次連接。本發明能夠實現激光回波信號和視線角偏移量的提取，利于空間應用要求的系統集成化、輕小型化，提高可靠性。

技術領域

本發明涉及激光回波探測領域，特別是涉及一種激光回波探測信息處理系統。

背景技術

在激光探測和測量中，一般的需求是定點測距或者近距離的三維成像，激光回波動態小。而交會對接激光雷達探測中，需要在幾十km至對接的1m以內，都要完成測量。在整個測量范圍內，激光回波的能量變化10¹²倍，激光測距和三維成像的激光回波處理方法已經不適用。

在脈沖飛行時間法激光探測和測量中，其基本原理就是通過測量激光脈沖的飛行時間來確定距離。在交會對接激光測量中，遠距離時，信噪比低，受噪聲影響激光回波信號引起畸變或者衰減。由遠及近測量中，回波的信號幅度變化很大，因此回波探測信息處理電路要適應回波的大動態幅值變化，提高回波信噪比，還原激光回波信號，準確確定激光回波時刻，同時提取出四個象限回波信號幅值解算脫靶量，供伺服系統實時跟蹤目標。同時為了滿足空間應用環境，需要適應更寬的工作溫度，耐受惡劣的力學環境，適應空間輻射環境以及壽命長可靠性高的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種激光回波探測信息處理系統，能夠實現激光回波信號和視線角偏移量(脫靶量)的提取，利于空間應用要求的系統集成化、輕小型化，提高可靠性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種激光回波探測信息處理系統，包括：QAPD探測模塊、噪聲補償模塊、前置放大模塊、二分配模塊、自動增益模塊、峰值保持模塊、AD轉換模塊、調光組件、測距放大模塊、時刻鑒別電路、測時電路和數字處理電路，所述噪聲補償模塊、所述QAPD探測模塊、所述前置放大模塊、所述二分配模塊、所述自動增益模塊、所述峰值保持模塊、所述AD轉換模塊和所述數字處理電路依次連接，所述二分配模塊、所述測距放大模塊、所述時刻鑒別電路、所述測時電路和所述數字處理電路依次連接；

所述噪聲補償模塊用于控制所述QAPD探測模塊的增益，所述調光組件用于將目標發出的光調節至所述QAPD探測模塊進行探測，所述前置放大模塊用于將所述QAPD探測模塊的光信號轉換為電信號并將所述電信號進行放大，所述前置放大模塊將放大后的電信號經所述二配模塊分為兩路信號，其中一路信號依次傳遞至所述測距放大模塊和所述時刻鑒別電路，將所述時刻鑒別電路提取主回波到來的時刻，所述測時電路對所述時刻進行解算得到光脈沖飛行時間；另一路信號依次經過所述自動增益模塊、所述峰值保持模塊和所述AD轉換模塊得到激光回波脈沖幅值數字信號，所述數字處理電路根據所述激光回波脈沖幅值數字信號和所述光脈沖飛行時間對所述調光組件和所述自動增益模塊進行控制。

可選地，所述QAPD探測模塊采用四象限雪崩光電探測器。