[发明专利]一种目标视线角偏移量及距离的测量装置和方法

摘要

本发明是一种目标视线角偏移量及距离的测量装置及方法，由四象限雪崩光电探测器、收发光学单元、噪声补偿电路，四路前置放大电路、视频放大电路、自动增益放大电路、峰值保持电路、AD转换电路，激光器、主波采样电路、求和电路、时刻鉴别电路、测时电路、数字处理电路构成，收发光学单元将激光器发射的窄脉冲激光经目标反射后会聚在光电探测器上形成回波光斑，经四象限雪崩光电探测器光电转换，前置、视频、自动增益放大，窄脉冲峰值保持、AD转换电路送数字处理电路提取数字化的目标视线角偏移量；对四路前置放大电路求和，连同主波采样电路，经时刻鉴别电路确定激光发射和回波到来返回时刻送测时电路测量，由数字处理电路解码出相应的距离。

主权项

一种目标视线角偏移量及距离的测量装置，其特征在于包括：四象限雪崩光电探测器、收发光学单元、噪声补偿电路、四路前置放大电路、四路视频放大电路、四路自动增益放大电路、四路峰值保持电路、四路AD转换电路、激光器、主波采样电路、求和电路、时刻鉴别电路、测时电路、数字处理电路构成，其中：收发光学单元与四象限雪崩光电探测器之间具有一距离，且收发光学单元的光轴与四象限雪崩光电探测器的光敏面中垂线同轴；目标与激光器的光束输出端的收发光学单元具有一距离；噪声补偿电路的输出端与四象限雪崩光电探测器的输入端连接，用于测量四象限雪崩光电探测器的温度，提供温度控制的四象限雪崩光电探测器偏压，获得四象限雪崩光电探测的第一象限输出端、第二象限输出端、第三象限输出端和第四象限输出端输出第一象限光电流、第二象限光电流、第三象限光电流和第四象限光电流；每路前置放大电路的输入端与四象限雪崩光电探测器的对应象限输出端连接，将第一象限光电流、第二象限光电流、第三象限光电流和第四象限光电流转换为电压信号并放大，获得四个象限的放大电压信号；每路视频放大电路的输入端与前置放大电路的对应象限输出端连接，对四路放大的电压信号继续放大，获得四个象限的视频放大电压信号；每路自动增益放大电路的输入端与视频放大电路的对应象限输出端连接，对四个象限的视频放大电压信号进一步放大，获取四个象限的窄脉冲信号；每路峰值保持电路的输入端与自动增益放大电路的对应象限输出端连接，保持每路窄脉冲信号的峰值，获取四个象限的窄脉冲峰值信号；每路AD转换电路的输入端与峰值保持电路的对应象限输出端连接，将四个象限的窄脉冲峰值信号转换为数字信号；主波采样电路位于激光器的激光光束上，对激光发射的时刻进行采样，得到激光发射时刻脉冲信号；求和电路的输入端与前置放大电路的四个输出端连接，对四路放大 的电压信号求和，得到激光回波到来时刻的脉冲信号；时刻鉴别电路的输入端分别与主波采样电路和求和电路的输出端连接，鉴别激光发射时刻脉冲信号和激光到来时刻的脉冲信号，获得激光数字主回波脉冲信号；测时电路的输入端与时刻鉴别电路的输出端连接，利用激光数字主回波脉冲信号，得到激光数字主回波脉冲信号飞行的时间；数字处理电路的输入端分别与四路AD转换电路、测时电路的输出端连接，对数字信号和激光数字主回波脉冲信号飞行的时间进行解算，获得目标的视线角偏移量和偏移距离；伺服跟踪处理系统的输入端与数字处理电路的输出端连接，根据视线角偏移量控制伺服跟踪处理系统实现对目标实时动态的跟踪。