現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中,制導(dǎo)系統(tǒng)是重要的戰(zhàn)略威脅力量,其相關(guān)研究具有十分重要的意義。制導(dǎo)系統(tǒng)中的導(dǎo)引頭完成目標(biāo)微位移和微角度的位姿探測,提高其探測精度的研究主要集中于探測器和探測光路兩方面。用于導(dǎo)引頭的探測器有四象限探測器（Quadrant Detector,QD）、電荷耦合器件（Charged Coupled Device,CCD）和位置敏感探測器（Position Sensitive Detector,PSD）等。其中,QD易受大氣介質(zhì)的影響且存在探測死區(qū);而CCD響應(yīng)速度慢,成本高且對光斑形狀有嚴(yán)苛的要求;PSD的成本低,響應(yīng)速度快,不受光斑大小和形狀的限制,適用于空中制導(dǎo)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的位姿探測方法有光學(xué)三角法、激光干涉法和光學(xué)自準(zhǔn)直法等。其中光學(xué)三角法光能損耗較大,對復(fù)雜表面的目標(biāo)探測精度低;激光干涉法結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高;自準(zhǔn)直探測法精度高,但是體積通常較大。針對傳統(tǒng)探測系統(tǒng)存在的精度低、體積大和實(shí)時性差等問題,本文設(shè)計(jì)了一種基于雙二維PSD的位姿探測系統(tǒng),利用兩個PSD并行獲得目標(biāo)的位置和角度信息,提高了響應(yīng)速度;通過對傳統(tǒng)的光學(xué)自準(zhǔn)直光路進(jìn)行改進(jìn),引入自折返型的光路壓縮了主探測光路結(jié)... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
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第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 PSD的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 PSD的應(yīng)用領(lǐng)域研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)和研究內(nèi)容
第二章 基于雙二維PSD的位姿探測系統(tǒng)的測試方案設(shè)計(jì)
    2.1 總體方案設(shè)計(jì)
    2.2 光源模塊設(shè)計(jì)
    2.3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.4 PSD理論研究
        2.4.1 PSD工作原理
        2.4.2 PSD選型原則
    2.5 本章小結(jié)
第三章 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 原理圖設(shè)計(jì)
        3.2.1 傳統(tǒng)的探測原理圖
        3.2.2 主光路設(shè)計(jì)
    3.3 性能參數(shù)理論計(jì)算
    3.4 光學(xué)系統(tǒng)仿真
        3.4.1 光路仿真
        3.4.2 像差分析
        3.4.3 像質(zhì)評價
    3.5 光學(xué)系統(tǒng)尺寸確定
    3.6 本章小結(jié)
第四章 PSD信號處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 硬件電路設(shè)計(jì)
        4.1.1 I/V轉(zhuǎn)換和放大電路
        4.1.2 濾波電路
        4.1.3 A/D轉(zhuǎn)換電路
    4.2 軟件設(shè)計(jì)
        4.2.1 探測算法設(shè)計(jì)
        4.2.2 數(shù)據(jù)顯示
    4.3 本章小結(jié)
第五章 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
    5.2 精度測試實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 位置精度測量
        5.2.2 角度精度測量
    5.3 實(shí)驗(yàn)條件對探測系統(tǒng)的影響
        5.3.1 背景光對探測系統(tǒng)的影響實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 入射光強(qiáng)對探測系統(tǒng)的影響實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)自抗擾的快速反射鏡控制研究[J]. 魏文軍,趙雪童.  紅外技術(shù). 2018(11)
[2]改進(jìn)型激光三角測頭設(shè)計(jì)[J]. 張欣婷,亢磊,安志勇,王若帆.  紅外與激光工程. 2018(10)
[3]基于單PSD的目標(biāo)空間位姿測量方法[J]. 黃戰(zhàn)華,張亞男,方石,蔡懷宇.  光子學(xué)報(bào). 2018(09)
[4]光纖位移傳感器在PET瓶胚壁厚測量中的應(yīng)用研究[J]. 曹育良,韓家廣,熊顯名.  激光技術(shù). 2018(06)
[5]空空導(dǎo)彈面臨的挑戰(zhàn)[J]. 樊會濤,張蓬蓬.  航空兵器. 2017(02)
[6]1064nm DBR半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)的研究[J]. 王皓.  電子測試. 2017(Z1)
[7]基于位置敏感器件的高精度激光位置檢測系統(tǒng)[J]. 程智,董登峰,周維虎,劉鑫.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(08)
[8]世界導(dǎo)彈武器裝備與技術(shù)5年發(fā)展回顧與展望[J]. 張冬青,蔣琪.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2016(01)
[9]面源紅外誘餌對抗成像制導(dǎo)導(dǎo)彈的仿真研究[J]. 童奇,李建勛,方洋旺,李成,童中翔,柴世杰,張志波,賈林通.  紅外與激光工程. 2015(04)
[10]定向紅外對抗系統(tǒng)干擾性能研究[J]. 唐聰,殷松峰,凌永順,楊華,張志業(yè).  激光與紅外. 2015(01)

博士論文
[1]位置敏感探測器的研究[D]. 黃梅珍.浙江大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于PSD的微型化精密光學(xué)三維測角系統(tǒng)的研究[D]. 劉學(xué)吉.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]位置敏感探測器（PSD）在振鏡性能測試中的應(yīng)用研究[D]. 張婷婷.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號：3687079