激光羽煙透過率動態(tài)測量的信號檢測與處理.pdf

1、激光通過推進劑羽煙的透過率測試是火箭和導彈研究中的一項關(guān)鍵技術(shù)，羽煙對激光透過率的大小直接影響激光制導的性能和精度。研究激光對不同推進劑透過率特性可以為技術(shù)人員優(yōu)選推進劑配方提供重要依據(jù)。本課題是受航天四院某研究所的委托，由華中科技大學光電子工程系與航天四院某研究所合作研制的激光羽煙透過率動態(tài)測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研制對提高固體推進劑測試技術(shù)、激光制導技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義和實用價值。本文根據(jù)使用單位的技術(shù)要求，通過對國內(nèi)外對羽煙和煙霧測量

2、方法的研究，提出了采用1064nm紅外激光器、通過透射方式對羽煙進行動態(tài)測試的測試方法。在系統(tǒng)測試時，由1064nm激光器發(fā)出紅外激光束，經(jīng)過一段大氣傳輸后穿過固體推進劑燃燒產(chǎn)生的羽煙，通過測試激光通過羽煙后到達接收系統(tǒng)的信號研究透過率變化情況。文中對激光在羽煙和大氣中的衰減原理進行了分析，提出了羽煙透過率的測量方法；介紹了系統(tǒng)光學部分采用的雙光路設(shè)計、發(fā)射端采用的倒置伽利略望遠系統(tǒng)、接收端的出窗探測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；設(shè)計了采用高速光電二極管

3、進行光電轉(zhuǎn)換和信號處理電路，以及以單片機ATMEL89S51為核心的數(shù)據(jù)采集、處理、通訊、顯示和存儲系統(tǒng)；設(shè)計了下位機的匯編語言程序，給出了相關(guān)軟件的編寫流程圖及上位機的菜單實現(xiàn)；通過對本系統(tǒng)中干擾源和干擾侵入渠道的分析，設(shè)計了系統(tǒng)在電路設(shè)計、PCB板制作和程序設(shè)計中的相應(yīng)抗干擾措施，提高了系統(tǒng)可靠性。最后給出了激光羽煙動態(tài)測試系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)測試結(jié)果并進行了誤差分析。本文所研制的激光羽煙透過率動態(tài)測量系統(tǒng)具有響應(yīng)快、體積小、使用壽命長