四象限探测器组件在激光制导技术中的应用VIP免费

收稿日期:2004-12-15.光电技术应用四象限探测器组件在激光制导技术中的应用谭千里(重庆光电技术研究所,重庆400060)摘要:讨论了象限探测器在激光制导技术中的应用,简述了四象限探测器及其组件用于激光制导的工作原理,以及激光半主动制导系统对四象限探测器组件的特殊要求,介绍了一种实用的激光半主动制导用四象限激光探测器组件。关键词:激光制导;象限探测器;四象限探测器组件中图分类号:TN492文献标识码:A文章编号:1001-5868(2005)02-0155-03TheApplicationofQuadrantPhotodetectorModuleonLaserGuidanceTechnologyTANQian2li(ChongqingOptoelectronicsResearchInstitute,Chongqing400060,CHN)Abstract:Theapplicationofquadrantphotodetectormoduletolaserguidancetechnologyisdiscussed.Basicoperationprincipleandspecialrequirementofthehalf2activeguidancesystemforquadrantphotodetectormodulearebrieflyexplained.Akindofpracticalquadrantphotodetectormoduleforlaserhalf2activeguidanceisintroduced.Keywords:laserguidance;quadrantphotodetector;module1引言激光制导主要采用三种制导方式:激光半主动制导、激光主动成像制导和激光驾束制导。激光半主动制导与驾束制导已用于空地导弹、地空导弹、空空导弹、反坦克导弹。激光主动制导武器也在进一步研究中。激光半主动制导是激光制导技术中发展最早、最成熟、应用广泛的一种。它是利用独立的激光目标指示器照射目标,弹上导引头接收目标反射的激光回波信号,经过信号处理,形成控制指令控制导弹的飞行。它能实现间接瞄准,自寻的俯冲攻击,便于攻击复杂条件下的目标。其特点是制导精度高、抗干扰能力强,可以对抗目前几乎所有的电子干扰,适于制导多类武器,同时其结构较简单、成本较低、可与其他寻的系统兼容。2激光制导中使用的光电探测系统激光制导武器的核心器件便是激光导引头。激光导引头利用目标反射的激光,实现对目标的跟踪和控制,直至导弹命中目标。常用的激光导引头电子线路组成示意框图如图1所示。图1导引头电子线路组成框图从图1中可以看出:位于导引头最前端的象限光电探测器和自动增益控制放大电路的电路设计是整个导引头设计的关键,是捕获目标、判断目标位置、分析目标状态的第一手信息的重要部分。实际工程运用中常常把象限光电探测器和自动增益控制放大电路制作成带自动增益控制的象限光电放大器组件,封装在同一小型的金属壳体内,以提高整个导引头的光电探测系统的灵敏度和可靠性。·551·《半导体光电》2005年4月第26卷第2期谭千里:四象限探测器组件在激光制导技术中的应用©1995-2007TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.导引头的光电探测系统使用象限元件来测定目标相对于光轴的偏移量大小和偏移量方位,光电探测器是光电探测系统中的核心部件。光电探测系统的探测能力及探测精度在很大程度上依赖于光电探测器的性能。目前常见的有四元、三元和二元,在工程上所见的四象限元件居多。导引头也可采用双四象限光电探测器,对来自不同区域的信号采用不同的模式处理,对外围区(<10mm)的信号可以采用开关电路进行处理;对中心区四象限(<2mm)的信号采用线性电路进行处理,这样可以方便地调节导引头的跟踪视场,以适应不同的目的。在目标捕获阶段双四象限均可接收目标信号,跟踪视场角大,便于发现和捕捉目标,而在自动导引阶段(线性跟踪阶段),外围信号通道被关断,导引头跟踪视场缩小,从而降低了外部干扰的几率,提高了系统的灵敏度,但是在具有发射前锁定功能的导弹上,这种指标就满足不了要求了。双四象限的缺点是内外象限需切换,系统复杂,成本高。美国海尔法导弹探测器采用的是硅雪崩四象限光电二极管探测器。雪崩四象限硅光电二极管由于本身能产生雪崩增益,使得整个探测系统的信噪比提高,探测距离更远。通常雪崩光电二极管系统的信噪比比PIN光电二极管探测系统的信噪比高一个量级。而雪崩象限探测系统的缺点是:目前条件下的雪崩探测器光敏面不能做得太大(一般直径为1～2mm),从而影响导弹的跟踪视场。且雪崩硅光电二极管本身还具有工作电压偏高(通常为150～350V),环境温度对其性能影响较大的缺点。激光导引头...