新型半主動(dòng)激光制導實(shí)物仿真系統設計與實(shí)現

摘要：設計并實(shí)現了一種激光半主動(dòng)制導實(shí)物仿真系統，系統主要包括光電探測、信號處理和伺服部分。介紹了系統的工作原理以及主要電路的設計。該系統體積小，操作方便，控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際應用結果表明，該仿真系統對模擬激光目標的跟蹤穩定，具有良好的實(shí)時(shí)性和較強的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞：激光制導；半實(shí)物仿真；峰值保持；電路

隨著(zhù)以計算機為代表的信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，半實(shí)物仿真技術(shù)在國內外的航空航天、通信等眾多軍用和民用領(lǐng)域都發(fā)揮著(zhù)重要作用，具有費用低，開(kāi)發(fā)周期短等特點(diǎn)。激光半主動(dòng)制導半實(shí)物仿真系統在激光制導武器的研究、試驗、作戰仿真和教學(xué)訓練中有重要作用。為測試激光制導干擾設備對激光制導的干擾效果，開(kāi)發(fā)研制了該系統。

1 系統組成及工作原理
該仿真系統主要由光學(xué)系統、光電探測器、信號處理電路和伺服系統組成。系統的工作原理是這樣的：用NdYAG模擬激光源發(fā)射經(jīng)過(guò)編碼的激光束，經(jīng)過(guò)濾光片照射到四象限光電探測器，光電探測器將接收到的激光光信號轉變?yōu)殡娦盘栞敵鼋o后續處理電路。光電探測器輸出的電信號進(jìn)過(guò)自適應前置放大濾波電路、峰值保持電路和AD轉換電路，進(jìn)入微處理器，通過(guò)光斑檢測四元定位算法，解算出目標光斑偏離中心的偏差即偏離目標光源中心點(diǎn)的脫靶量，根據脫靶量形成對伺服系統的控制指令，二維轉臺伺服控制系統根據控制指令調整導引頭的姿態(tài)，穩定跟蹤模擬目標光源，原理流程框圖如圖1所示。

系統光電探測器組件采用中國電子工業(yè)集團公司第四十四所生產(chǎn)的GD4311Y四象限光電探測器。它具有可控增益、響應速度快、盲區小、噪聲低；均勻性、對稱(chēng)性好等特點(diǎn)，在激光定位、激光制導等方面應用廣泛。它的光敏尺寸為φ8 mm，響應波長(cháng)范圍為850～1 064 nm。為了增強探測效果，濾除背景和噪聲的干擾，在探測器前加裝了濾光片，對進(jìn)入到探測器的激光進(jìn)行了過(guò)濾。二維轉臺伺服系統為雙自由度高精度數字云臺PTO1502，前后俯仰72°，水平旋轉-157°～157°，RS485通信接口，24 V／3 A直流供電，70多條默認缺省指令集，指令響應時(shí)間12ms。

2 硬件電路設計
2．1 前置放大電路
GD4311Y四象限探測器電路如圖2所示，其中U1為GD43311Y探測器，D1、D2、D3、D4為四象限電流信號輸出，+80 V的作用是給探測器提供的典型偏置電壓，+2 V的作用是給探測器提供增益控制電壓，+5 V的作用是給探測器提供的正電源，為了保證電源穩定，在正電源與地之間必須接入100 pF的電容。