引信是提高武器目標毀傷效能的一項重要技術,激光具有功率大、方向性強、抗干擾能力強等特點,因此在現(xiàn)代戰(zhàn)場中激光引信發(fā)揮著越來越重要的作用。目前國內對激光探測技術的應用主要集中在導彈上,本文以高速炮彈（速度800m/s）為應用對象,研究高精度高頻率測距的激光脈沖測距技術,開發(fā)低成本炮彈引信系統(tǒng)。激光引信的命中精度取決于激光脈沖測距的重復頻率和測距精度,采用雪崩晶體管、VMOS管作為電流開關器件的激光驅動電路前級驅動電路復雜,基于晶閘管原理本文采用功率晶體管正反饋設計的激光窄脈沖驅動電路頻率高、功率大、結構簡單；分析了采用定比延時時刻鑒別電路在激光回波過強放大飽和情況下誤差大的問題,設計的電路參數(shù)解決了該問題并有效提高了測距精度；同時采用高精度TDC芯片測量激光飛行時間；采用STM32芯片控制系統(tǒng),滿足處理需求的同時降低了系統(tǒng)成本。最后完成系統(tǒng)樣機的研制,通過探測近程目標得到實驗結果并分析了系統(tǒng)時序和靜態(tài)測距誤差,結論表明該高精度高頻激光脈沖測距技術可以被引入到炮彈引信中提高炮彈殺傷力。 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 激光引信技術發(fā)展趨勢
    1.3 論文主要工作
2 激光引信與激光脈沖測距
    2.1 激光引信探測體制
        2.1.1 幾何截斷定距體制
        2.1.2 脈沖定距體制
    2.2 激光脈沖測距誤差分析
    2.3 系統(tǒng)硬件結構
3 窄脈沖激光驅動與回波接收放大電路
    3.1 窄脈沖激光驅動介紹
    3.2 RLC充放電電路原理
        3.2.1 電流開關器件
        3.2.2 半導體激光器
    3.3 功率晶體管SCR開關電路
        3.3.1 功率晶體管正反饋開關器
        3.3.2 鉗位二極管電阻
        3.3.3 降低對前級電路的沖擊
        3.3.4 電路放電的三個步驟
        3.3.5 pspice參數(shù)分析
    3.4 窄脈沖激光驅動電路實驗結果
    3.5 激光回波光電探測
        3.5.1 光電探測器介紹
        3.5.2 光電探測器等效電路
        3.5.3 探測器選擇
    3.6 放大電路設計要求
        3.6.1 放大器輸入阻抗
        3.6.2 放大器增益帶寬
        3.6.3 放大器輸出阻抗
    3.7 放大電路設計
        3.7.1 晶體管高頻截止頻率
        3.7.2 負反饋在電路中引起的變化
        3.7.3 兩種不同輸入阻抗放大電路
        3.7.4 直接耦合與交流耦合放大器級聯(lián)
        3.7.5 放大電路設計結果
    3.8 AD603自增益技術
    3.9 小結
4 高壓電路
    4.1 高壓電路設計要求
    4.2 高壓電路設計
        4.2.1 DCDC升壓電路原理
        4.2.2 555芯片工作原理
    4.3 高壓源幅值推導以及實驗結果
        4.3.1 充電電感末態(tài)電流值推導
        4.3.2 充電電感末態(tài)電流值測試
        4.3.3 高壓源的空載與負載
        4.3.4 高壓源幅值公式
    4.4 小結
5 基于回波飽和高精度時刻鑒別與時間測量技術
    5.1 時刻鑒別技術介紹
    5.2 時刻鑒別電路
        5.2.1 前沿鑒別電路
        5.2.2 定比延時鑒別電路
        5.2.3 雙閾值鑒別電路
    5.3 基于回波飽和定比延時電路設計
        5.3.1 時刻鑒別時間計算
        5.3.2 pspice高斯受控源擬合
        5.3.3 回波飽和定比延時電路實驗結果
    5.5 高精度時間測量
        5.5.1 高精度計時芯片TDC-GP2
        5.5.2 芯片計時原理
        5.5.3 TDC芯片與外部通信
        5.5.4 自動校正時間數(shù)據
        5.5.5 高速晶振校準
        5.5.6 STM32程序設計
    5.6 系統(tǒng)時序測試實驗
    5.7 靜態(tài)距離測量實驗結果
    5.8 小結
總結
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]脈沖激光近程定距系統(tǒng)設計理論及應用研究[D]. 張祥金.南京理工大學 2007

碩士論文
[1]半導體激光引信發(fā)射系統(tǒng)研究[D]. 鄭大勇.長春理工大學 2011
[2]提高激光測距精度的研究[D]. 鄧巖.長春理工大學 2008
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本文編號：3254231