基于射频传输的激光同步检测系统研究

刘鹏++李福燚++李昂++孙博

摘 要：在激光同步检测技术的研究中，被测激光器发射的脉冲激光，脉冲宽度为ns级，因此CCD相机积分控制脉冲与激光脉冲之间的同步非常重要。本文采用了“光触发-电同步”与超前预测相结合的方法，保证CCD相机的积分时间满足图像清晰度、信噪比和动态范围的要求，同时满足了积分脉冲信号与激光脉冲信号的同步关系，进而有效提高光斑抓拍精度，从而更适应于现代激光武器发射命中率测试系统的要求。

关键词：光触发；电同步；超前预测；同步抓拍

中图分类号： TB82 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）35-170-2

1 概述

激光出现以后，与微波等其他方法相比，由于其具有方向性好、测距精度高、测程远、抗干扰能力强、隐蔽性好等特点，因此在军事领域得到了广泛应用。作为现代军事侦察技术、距离探测装备的重要技术之一，脉冲激光测距技术对提高防空、海上作战、中近程精度打击及陆上武器攻击的命中精度方面已起到了关键作用，可以说，未来武器系统的发展及命中精度的提高将在很大程度上依赖于激光测距技术的发展。

因此研究在激光测试系统中进行脉冲激光同步抓拍技术，实现激光脉冲命中率测试具有非常重要的意义。

2 系统总体设计

室外测试时，被试激光器以一定频率向漫发射靶发射脉冲激光，激光散射计数单元将散射接收激光脉冲信号、处理转化为电脉冲并与BD时统模块对时后通过射频无线发射器将脉冲时间发射至图像采集单元，由相机外触发控制模块完成对脉冲激光的计数，与此同时根据计数的脉冲信号与激光散射计数单元的电脉冲时间对时后超前预测下一脉冲到来的时刻，即可完成CCD相机同步检测脉冲激光光斑。系统总体框图如图1所示。

2.1 激光散射计数器

激光散射计数器通过光学系统瞄准的目标发射激光脉冲信号。同时，APD光电探测器探测光信号。由于在极短的时间内激光脉冲信号幅度的动态范围相差很大，且激光脉冲的脉宽很窄，因此设计数据采集单元时，将探测到得激光脉冲信号进行了调理、脉冲展宽、放大以及整形处理，从而完整地得到激光脉冲信号送至散射计数控制器，同时接收BD时统模块的基准秒脉冲及时间信息，经过同步、分频、计数，实现了对秒信号的细化，得到ns级的时间信息发送到图像采集单元。

2.2 图像采集单元

自适应计数单元主要完成同步抓拍时间的预测，其中预测模型建立是关键。预测同步时序如图2所示。

本文采用的为概率数据关联的预测模型，其对于单个目标有多个测量的情况，它并不利用一个标准选择某一个测量作为用于更新的测量，而是将所有落在跟踪触发门之内的候选回波加权求和得到一个融合值，用来更新状态，这个权重是每个候选回波源于该目标的后验概率，即概率数据关联算法。一次触发最多产生一个测量。

利用本方法得到的预测同步时序如图2所示。

3 实验数据及结论

采集到的部分光斑图像如图3所示。

参 考 文 献

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