激光羽煙透過率動(dòng)態(tài)測(cè)量的信號(hào)檢測(cè)與處理.pdf

1、激光通過推進(jìn)劑羽煙的透過率測(cè)試是火箭和導(dǎo)彈研究中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，羽煙對(duì)激光透過率的大小直接影響激光制導(dǎo)的性能和精度。研究激光對(duì)不同推進(jìn)劑透過率特性可以為技術(shù)人員優(yōu)選推進(jìn)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(xué)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(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研制對(duì)提高固體推進(jìn)劑測(cè)試技術(shù)、激光制導(dǎo)技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。本文根據(jù)使用單位的技術(shù)要求，通過對(duì)國(guó)內(nèi)外對(duì)羽煙和煙霧測(cè)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(duì)羽煙進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試的測(cè)試方法。在系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，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(jìn)劑燃燒產(chǎn)生的羽煙，通過測(cè)試激光通過羽煙后到達(dá)接收系統(tǒng)的信號(hào)研究透過率變化情況。文中對(duì)激光在羽煙和大氣中的衰減原理進(jìn)行了分析，提出了羽煙透過率的測(cè)量方法；介紹了系統(tǒng)光學(xué)部分采用的雙光路設(shè)計(jì)、發(fā)射端采用的倒置伽利略望遠(yuǎn)系統(tǒng)、接收端的出窗探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)了采用高速光電二極管

3、進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理電路，以及以單片機(jī)ATMEL89S51為核心的數(shù)據(jù)采集、處理、通訊、顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)了下位機(jī)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(jī)的菜單實(shí)現(xiàn)；通過對(duì)本系統(tǒng)中干擾源和干擾侵入渠道的分析，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)在電路設(shè)計(jì)、PCB板制作和程序設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果并進(jìn)行了誤差分析。本文所研制的激光羽煙透過率動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)具有響應(yīng)快、體積小、使用壽命長(zhǎng)