無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，包括基座以及安裝于基座上的多個(gè)光電傳感器，基座的上端面安裝有蓋板，基座內(nèi)安裝有與光電傳感器連接的后處理電路模塊，基座后側(cè)安裝有對外電氣接口插座；本發(fā)明采用多傳感器拼接理念，將各光電傳感器按照一定的方向排列并集中到一個(gè)安裝基座上，通過采用多分區(qū)探測器及綜合處理技術(shù)，無需伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)對不小于高低-25°至+25°、水平0°至180°范圍內(nèi)目標(biāo)信號(hào)的同時(shí)探測，并輸出目標(biāo)方位信息，兩套裝置配對使用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)360°全方位探測與定向，適用于多個(gè)領(lǐng)域的光電探測與定向場合，適合安裝于各類車載、船載平臺(tái)上使用。
【專利說明】無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，屬于光電精密機(jī)械領(lǐng)域，是一種用于探測來自未知方向的目標(biāo)信號(hào)、并對目標(biāo)位置進(jìn)行高精度定向的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一些目標(biāo)探測與定向應(yīng)用中，例如利用激光調(diào)制技術(shù)進(jìn)行的激光通信中，往往需要隨時(shí)探知周圍各方向有無目標(biāo)，并精確判定目標(biāo)所在方位。
[0003]以往針對這種情況，通常采用伺服控制下的掃描技術(shù)，驅(qū)動(dòng)單個(gè)探測器對360°方位進(jìn)行連續(xù)掃描探測，并根據(jù)獲得目標(biāo)信號(hào)時(shí)刻的方位測角信息判定目標(biāo)所處方位。
[0004]這種技術(shù)的缺點(diǎn)在于:
1、需要復(fù)雜的伺服控制系統(tǒng)，體積大，重量大，適裝性差；
2、探測器連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)中對目標(biāo)信號(hào)的接收時(shí)間短，不易識(shí)別弱信號(hào)目標(biāo)；
3、無法同時(shí)獲取任意方向的目標(biāo)信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，在無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和伺服控制下實(shí)現(xiàn)對任意方向上的多個(gè)目標(biāo)同時(shí)探測與定向；所述裝置能根據(jù)各分區(qū)信號(hào)強(qiáng)弱進(jìn)一步細(xì)分目標(biāo)的方向，定向精度聞；擴(kuò)大裝置聞低方向總體視場范圍；提聞后處理電路I旲塊可靠性；結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，包括基座以及安裝于基座上的多個(gè)光電傳感器，基座的上端面安裝有蓋板，基座內(nèi)安裝有與光電傳感器連接的后處理電路模塊，基座后側(cè)安裝有對外電氣接口插座。
[0007]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其基座由相同的上下兩個(gè)半圓臺(tái)體相向連接而成，所述半圓臺(tái)體的側(cè)面由位于圓弧線上的多個(gè)小平面依次連接而成，每個(gè)小平面上都設(shè)有一軸線垂直于該小平面的圓形孔，所述的光電傳感器安裝于該圓形孔上。
[0008]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其多個(gè)光電傳感器以上下層的方式分布于基座的側(cè)面上，上下兩層光電傳感器的光軸具有一定夾角，以實(shí)現(xiàn)高低不小于-25°至+25°范圍的視場無縫拼接。
[0009]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其每層光電傳感器的光軸指向從0°至180°均勻分布，以實(shí)現(xiàn)水平范圍不小于0°至180°的視場無縫拼接。
[0010]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其光電傳感器為圓柱形結(jié)構(gòu)，由光學(xué)系統(tǒng)、多分區(qū)光電探測器以及前處理電路模塊組成，光學(xué)系統(tǒng)安裝于圓柱形鏡筒內(nèi)，多分區(qū)光電探測器安裝在光學(xué)系統(tǒng)的焦平面處，多分區(qū)光電探測器的電信號(hào)引腳與前處理電路模塊的電路板連接，光學(xué)系統(tǒng)接收目標(biāo)信號(hào)并將目標(biāo)信號(hào)會(huì)聚到多分區(qū)光電探測器上，多分區(qū)光電探測器將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，前處理電路模塊接收電信號(hào)并將處理后的信號(hào)發(fā)送給后處理電路模塊。[0011]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其前處理電路模塊包括采樣電路板、放大電路板以及對外接口，以完成對多分區(qū)光電探測器的信號(hào)提取和預(yù)處理。
[0012]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其后處理電路模塊接收前處理電路模塊輸出的信號(hào)并處理判斷，然后輸出目標(biāo)相對本裝置的方位和位置信息，由電源板、偏壓板、控制板和預(yù)處理板組成。
[0013]所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其多分區(qū)光電探測器靶面劃分為不小于四個(gè)分區(qū)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:采用多傳感器拼接理念，將各光電傳感器按照一定的方向排列并集中到一個(gè)安裝基座上，通過采用多分區(qū)探測器及綜合處理技術(shù)，無需伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)對不小于高低-25°至+25°、水平0°至180°范圍內(nèi)目標(biāo)信號(hào)的同時(shí)探測，并輸出目標(biāo)方位信息，體積小、重量輕、適裝性高，兩套裝置配對使用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)360°全方位探測與定向，適用于軍用和/或民用領(lǐng)域的光電探測與定向場合，適合安裝于各類車載、船載平臺(tái)上使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明裝置的主視圖；
圖2為本發(fā)明裝置的側(cè)視圖；
圖3為本發(fā)明裝置去除蓋板后的俯視圖；
圖4為本發(fā)明裝置中光電傳感器的剖視圖。
[0016]各附圖標(biāo)記為:1 一對外電氣接口插座，2—后處理電路模塊，3—光電傳感器，4一蓋板，5一基座,6—光學(xué)系統(tǒng)，7一多分區(qū)光電探測器，8一如處理電路模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]參照圖1至圖4所示，本發(fā)明公開了一種無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，包括基座5以及安裝于基座5上的多個(gè)光電傳感器3，基座5的上端面安裝有蓋板4，基座5內(nèi)安裝有多個(gè)與光電傳感器3連接的后處理電路模塊2，基座5后側(cè)安裝有對外電氣接口插座1，其中所述的基座5為上下端面平行的鼓形多面體結(jié)構(gòu)，其上端平面與蓋板4的安裝面匹配，下端面凸出4個(gè)支角，支角上設(shè)有通孔，用于與安裝平臺(tái)固連，基座5由相同的上下兩個(gè)半圓臺(tái)體相向連接而成，所述半圓臺(tái)體的側(cè)面由位于圓弧線上的多個(gè)小平面依次連接而成，每個(gè)小平面與底面呈一定傾角，該小平面均分為上下兩層，每個(gè)小平面上都設(shè)有一軸線垂直于該小平面的圓形孔，所述的光電傳感器3安裝于該圓形孔上，所述的多個(gè)光電傳感器3以上下層的方式分布于基座5的斜側(cè)面上,上下兩層光電傳感器3的光軸具有一定夾角，以實(shí)現(xiàn)高低不小于-25°至+25°范圍的視場無縫拼接，所述的每層光電傳感器3的光軸指向從0°至180°均勻分布，以實(shí)現(xiàn)水平范圍不小于0°至180°的視場無縫拼接，以實(shí)現(xiàn)不小于高低-25°至+25°、水平0°至180°范圍的目標(biāo)探測與定向，所述的光電傳感器3為圓柱形結(jié)構(gòu)，由光學(xué)系統(tǒng)6、多分區(qū)光電探測器7以及前處理電路模塊8組成，光學(xué)系統(tǒng)6安裝于圓柱形鏡筒內(nèi)，多分區(qū)光電探測器7安裝在光學(xué)系統(tǒng)6的焦平面處，多分區(qū)光電探測器7的電信號(hào)引腳與前處理電路模塊8的電路板連接，光學(xué)系統(tǒng)6接收目標(biāo)信號(hào)并將目標(biāo)信號(hào)會(huì)聚到多分區(qū)光電探測器7上，多分區(qū)光電探測器7將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，前處理電路模塊8接收電信號(hào)并將處理后的信號(hào)發(fā)送給后處理電路模塊2，所述的前處理電路模塊8包括采樣電路板、放大電路板以及對外接口，以完成對多分區(qū)光電探測器7的信號(hào)提取和預(yù)處理，所述的后處理電路模塊2接收前處理電路模塊8輸出的信號(hào)并處理判斷，然后輸出目標(biāo)相對本裝置的方位和位置信息，后處理電路模塊2由電源板、偏壓板、控制板和預(yù)處理板組成。所述的多分區(qū)光電探測器7靶面劃分為不小于四個(gè)分區(qū)，配合前處理電路模塊8能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的定向，能夠接收目標(biāo)信號(hào)并進(jìn)行多分區(qū)探測響應(yīng)。
[0019]由于每臺(tái)裝置具有不小于180°的水平總視場，兩臺(tái)裝置配對使用時(shí)，可以集成安裝，也可以分散安裝，將兩臺(tái)裝置分散或集中安裝到載體平臺(tái)安裝平面上，可以實(shí)現(xiàn)360°全方位探測與定向，組成全方位光電探測與定向裝置。
[0020]本發(fā)明的工作過程是:
每個(gè)光電傳感器3具有不低于30°的視場角，光電傳感器3分為上下兩層布置，兩層光電傳感器光軸之間具有一定夾角，可實(shí)現(xiàn)上下視場覆蓋范圍不小于50°，確保動(dòng)平臺(tái)安裝時(shí)平臺(tái)搖晃情況下仍然能夠探測與定向，每一層的光電傳感器光軸指向從0°到180°均勻分布，實(shí)現(xiàn)水平視場覆蓋范圍不小于180°。每個(gè)光電傳感器以及多分區(qū)光電探測器7的每個(gè)分區(qū)分別代表不同的方向，后處理電路模塊2根據(jù)光電傳感器3信號(hào)的有無確定目標(biāo)的初步方位，并根據(jù)多分區(qū)光電探測器7每個(gè)分區(qū)信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)一步精確確定目標(biāo)的方位。
[0021]使用時(shí)，將本裝置安裝于載體平臺(tái)安裝面上，通過基座5底面四個(gè)安裝孔固定，通過電纜將裝置上的對外電氣接口插座I與操控終端連接，同時(shí)通過對外電氣接口插座I給本裝置供電。
[0022]目標(biāo)光學(xué)信號(hào)通過光學(xué)系統(tǒng)6會(huì)聚到多分區(qū)光電探測器7的靶面上，多分區(qū)光電探測器7將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出到前處理電路模塊8中，經(jīng)過采樣、放大等處理后輸出到后處理電路模塊2，后處理電路模塊2給出目標(biāo)的方位角度信息，經(jīng)過對外電氣接口插座I以及連接電纜輸出到操控終端。
[0023]本發(fā)明裝置具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、采用集成化設(shè)計(jì)，多傳感器呈半環(huán)形排列布置，可同時(shí)探測半圓周方向目標(biāo)信息，并對目標(biāo)進(jìn)行定向，避免了采用復(fù)雜的穩(wěn)定掃描機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
[0024]2、光電傳感器采用多分區(qū)光電探測器，可以根據(jù)各分區(qū)信號(hào)強(qiáng)弱進(jìn)一步細(xì)分目標(biāo)的方向，從而提高定向精度。
[0025]3、光電傳感器以一定傾角分上下兩層布置，上下兩層傳感器光軸之間具有一定的張角，擴(kuò)大了裝置高低方向總體視場范圍，有利于動(dòng)平臺(tái)安裝條件下的目標(biāo)探測與定向。
[0026]4、后處理電路模塊安裝于基座中央，可以充分利用光電傳感器半環(huán)形陣列形成的環(huán)內(nèi)空間，縮短后處理電路模塊與光電傳感器電氣連接距離，并簡化裝置的物理組成，同時(shí)利用基座形成的密封環(huán)境，提高后處理電路模塊可靠性。
[0027]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于:包括基座(5)以及安裝于基座(5)上的多個(gè)光電傳感器(3)，基座(5)的上端面安裝有蓋板(4)，基座(5)內(nèi)安裝有與光電傳感器(3 )連接的后處理電路模塊(2 )，基座(5 )后側(cè)安裝有對外電氣接口插座(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的基座(5)由相同的上下兩個(gè)半圓臺(tái)體相向連接而成，所述半圓臺(tái)體的側(cè)面由位于圓弧線上的多個(gè)小平面依次連接而成，每個(gè)小平面上都設(shè)有一軸線垂直于該小平面的圓形孔，所述的光電傳感器(3)安裝于該圓形孔上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的多個(gè)光電傳感器(3)以上下層的方式分布于基座(5)的側(cè)面上,上下兩層光電傳感器(3)的光軸具有一定夾角，以實(shí)現(xiàn)高低不小于-25°至+25°范圍的視場無縫拼接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的每層光電傳感器(3)的光軸指向從0°至180°均勻分布，以實(shí)現(xiàn)水平范圍不小于0°至180°的視場無縫拼接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的光電傳感器(3)為圓柱形結(jié)構(gòu)，由光學(xué)系統(tǒng)(6)、多分區(qū)光電探測器(7)以及前處理電路模塊(8)組成，光學(xué)系統(tǒng)(6)安裝于圓柱形鏡筒內(nèi)，多分區(qū)光電探測器(7)安裝在光學(xué)系統(tǒng)(6)的焦平面處，多分區(qū)光電探測器(7)的電信號(hào)引腳與前處理電路模塊(8)的電路板連接，光學(xué)系統(tǒng)(6)接收目標(biāo)信號(hào)并將目標(biāo)信號(hào)會(huì)聚到多分區(qū)光電探測器(7)上，多分區(qū)光電探測器(7)將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，前處理電路模塊(8)接收電信號(hào)并將處理后的信號(hào)發(fā)送給后處理電路模塊(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的前處理電路模塊(8)包括采樣電路板、放大電路板以及對外接口，以完成對多分區(qū)光電探測器(7)的信號(hào)提取和預(yù)處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的后處理電路模塊(2)接收前處理電路模塊(8)輸出的信號(hào)并處理判斷，然后輸出目標(biāo)相對本裝置的方位和位置信息，由電源板、偏壓板、控制板和預(yù)處理板組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無轉(zhuǎn)動(dòng)光電探測與定向裝置，其特征在于，所述的多分區(qū)光電探測器(7)靶面劃分為不小于四個(gè)分區(qū)。
【文檔編號(hào)】G01S3/78GK103616663SQ201310637951
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】艾宏山, 李君波, 楊長保, 劉建東 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所