CN209979848U - 一种适用于无人机平台的微型激光测照器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种适用于无人机平台的微型激光测照器，包括激光器组件、控制及信息处理电路组件、激光电源组件、激光光学组件、激光接收组件和半导体阵列组件，激光光学组件包括发射天线和接收天线，控制及信息处理电路组件包括核心处理模块，核心处理模块通过通讯模块分别与上位机和激光接收组件相连，本实用新型将激光器组件、控制及信息处理电路组件、激光电源组件、激光光学组件、激光接收组件以及半导体阵列组件共同整合在壳体内，并在壳体的其中一侧开设有减重槽，从而使本实用新型在具备为导弹进行精确制导的前提下还具有体积小、重量轻的特点，从而能够完美的适用于无人机平台。
Description
技术领域
本实用新型属于无人机激光测照领域，具体涉及一种适用于无人机平台的微型激光测照器。
背景技术
激光测距机是利用激光对目标的距离进行准确测定又称激光测距的仪器。激光测距机具有操作简单、测量精度高、作用距离远、抗干扰能力强等优点，在军事和民事上均有广泛运用。激光测距机通常包括激光发射***和激光接收***。激光测距机在工作时，首先利用激光发射***发射一束激光至被测目标，散射后的激光回波被激光接收***接收，从而利用光速和时间差等测量参数确定被测目标与观察点之间的距离。无人机因体积小，操作灵活，在侦查见识、目标追踪等应用方面具有独特的优势，是近年来在军事相关部门新晋的得力助手。近年来，激光制导方式凭借精度高、成本低等优点在无人机挂载导弹上得到了越来越多的应用。现有的无人机用激光测照器，由于无人机的体积小，载重能力较弱，过重的负载会影响无人机的续航能力和稳定性，未保证能长时间的执行任务，对激光测照器的重量和体积提出了要求，同时，为了保证导弹能够准确的命中目标，需要提高激光测照器的测量精度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于无人机平台的、体积小、重量轻、能够进行激光测照为导弹进行精确制导的微型激光测照器。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种适用于无人机平台的微型激光测照器，包括激光器组件、控制及信息处理电路组件、激光电源组件、激光光学组件、激光接收组件和半导体阵列组件，所述激光光学组件包括用于发射激光脉冲信号的发射天线和用于接收回波激光脉冲信号的接收天线，控制及信息处理电路组件包括核心处理模块，核心处理模块通过通讯模块分别与上位机和激光接收组件相连，激光电源组件分别与控制及信息处理电路组件、激光器组件以及半导体阵列组件电连接，该激光电源组件用于激励激光器组件进入照射工作状态并用于给控制及信息处理电路组件和半导体阵列供电，半导体阵列组件用于产生泵浦光，激光器组件与发射天线相连，激光接收组件与接收天线相连。
进一步的，所述的激光器组件、控制及信息处理电路组件、激光电源组件、激光光学组件、激光接收组件和半导体阵列组件均设置在壳体内，其中，激光器组件设置在壳体的内部，控制及信息处理电路组件设置在壳体的其中一侧，激光电源组件设置在的壳体的顶部，发射天线和接收天线共同设置在壳体的前端，激光接收组件设置在接收天线的内侧，半导体阵列组件设置在壳体的后端。
进一步的，所述激光器组件包括耦合镜、工作物质、偏振片、调Q开关以及半反镜，半反镜、调Q开关、偏振片、工作物质以及耦合镜沿远离发射天线的方向依次设置。
进一步的，所述的半反镜、调Q开关、偏振片、工作物质、耦合镜以及发射天线六者的中心点位于同一条直线上。
进一步的，所述半导体阵列组件包括半导体阵列、热沉、散热片、TEC以及散热风扇，散热片设置在壳体的后端，TEC嵌设在散热片的内部，散热风扇设置在散热片的外侧，半导体阵列和热沉设置在壳体的内部且两者均位于散热片的内侧。
进一步的，所述半导体阵列与热沉通过螺钉固定连接，热沉与散热片通过螺钉固定连接。
进一步的，所述半导体阵列位于热沉与耦合镜之间。
进一步的，所述耦合镜与壳体的内壁粘接。
进一步的，所述的壳体在设置有控制及信息处理电路组件的一侧开设有减重槽。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型将激光器组件、控制及信息处理电路组件、激光电源组件、激光光学组件、激光接收组件以及半导体阵列组件共同整合在壳体内，并在壳体的其中一侧开设有减重槽，从而使本实用新型在具备为导弹进行精确制导的前提下还具有体积小、重量轻的特点，从而能够完美的适用于无人机平台。
附图说明
图1是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的组成框图；
图2是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的激光器组件组成原理框图；
图3是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的半导体阵列组件组成原理框图；
图4是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的激光光学组件组成原理框图；
图5是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的正等轴测图；
图6是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的左视图；
图7是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的俯视图；
图8是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的俯视剖视图；
图9是一种适用于无人机平台的微型激光测照器的主视图；
图中标记：1、激光器组件；2、激光光学组件；3、控制及信息处理电路组件；4、半导体阵列组件；5、激光电源组件；6、半反镜；7、调Q开关；8、偏振片；9、工作物质；10、耦合镜；11、半导体阵列；12、热沉；13、散热片；14、TEC；15、散热风扇；16、发射天线；17、接收天线；18、壳体；19、激光接收组件。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-4所示，一种适用于无人机平台的微型激光测照器，包括激光器组件1、控制及信息处理电路组件3、激光电源组件5、激光光学组件2、激光接收组件19和半导体阵列组件4，所述激光光学组件2包括用于发射激光脉冲信号的发射天线16和用于接收回波激光脉冲信号的接收天线17，控制及信息处理电路组件3包括核心处理模块，核心处理模块通过通讯模块分别与上位机和激光接收组件19相连，控制及信息处理电路组件3用于对激光脉冲信号和回波激光脉冲信号进行处理得到被测目标的距离信息并经由通讯接口传送到上位机，激光电源组件5分别与控制及信息处理电路组件3、激光器组件1以及半导体阵列组件4电连接，该激光电源组件5用于以特定的工作频率激励激光器组件1进入照射工作状态并用于给控制及信息处理电路组件3和半导体阵列11供电，半导体阵列组件4用于为激光器组件1提供泵浦光，激光器组件1与发射天线16相连，激光接收组件19与接收天线17相连，激光接收组件19用于接收并放大回波激光信号后，将其转换为回波电信号并传输给控制及信息处理电路组件3。
如图5-7所示，所述的激光器组件1、控制及信息处理电路组件3、激光电源组件5、激光光学组件2、激光接收组件19和半导体阵列组件4均设置在壳体18内，其中，激光器组件1设置在壳体18的内部，控制及信息处理电路组件3设置在壳体18的其中一侧，激光电源组件5设置在的壳体18的顶部，如图9所示，发射天线16和接收天线17共同设置在壳体18的前端，激光接收组件19设置在接收天线17的内侧，半导体阵列组件4设置在壳体18的后端。
如图8所示，所述激光器组件1包括耦合镜10、工作物质9、偏振片8、调Q开关7以及半反镜6，半反镜6用于透过1064nm泵浦光并反射1064nm泵浦光，调Q开关7用于实现对激光脉冲信号的压缩产生ns脉冲，工作物质9用于吸收半导体阵列产生的808nm泵浦光并转换成1064nm泵浦光；半反镜6、调Q开关7、偏振片8、工作物质9以及耦合镜10沿远离发射天线16的方向依次设置，为了达到最佳的使用效果，所述的半反镜6、调Q开关7、偏振片8、工作物质9、耦合镜10以及发射天线16六者的中心点位于同一条直线上。
所述半导体阵列组件4包括半导体阵列11、热沉12、散热片13、TEC14以及散热风扇15，散热片13设置在壳体18的后端，散热片13与壳体18提供螺钉相连，TEC 14嵌设在散热片13的内部，散热风扇15设置在散热片13的外侧，散热风扇15用于散热，半导体阵列11和热沉12设置在壳体18的内部且两者均位于散热片13的内侧，半导体阵列11用于产生泵浦光，热沉12和散热片13用于帮助半导体阵列11散热， TEC用于感应半导体阵列11的温度。所述半导体阵列11与热沉12通过螺钉固定连接，热沉12与散热片13通过螺钉固定连接。
进一步优化本方案，所述半导体阵列11位于热沉12与耦合镜10之间。
进一步优化本方案，所述耦合镜10与壳体18的内壁粘接。
进一步优化本方案，所述的壳体18在设置有控制及信息处理电路组件3的一侧开设有减重槽。
工作物质9吸收半导体阵列11产生的泵浦光，在腔内形成激光振荡，同时，激光电源组件5以泵浦脉冲信号上升沿为时间基准，产生调Q控制信号，经一定延时后发送给调Q晶体，控制高压的产生和消除，进而使调Q晶体电极两端产生、消除高压，实现对激光器脉冲宽度的压缩，产生ns脉冲；
激光光学组件2由发射天线16和接收天线17组成。发射天线16将激光器组件2出射的激光光束准直扩束后投射到被测目标物体；接收天线17将经被测目标物体反射后的回波激光汇聚到激光接收组件19的光敏面上；
控制及信息处理电路组件3通过RS422接口与上位机通讯，当收到上位机发出的开始测距命令后，控制及信息处理电路组件3给激光电源组件5发送控制信号控制激光发射，本实用新型内还设置有开门探测器模块，当激光发射时，开门探测器模块向控制及信息处理电路组件3发送开门信号，当激光遇到被测目标物体反射到开门探测器模块后，开门探测器模块向控制及信息处理电路组件3发送关门信号，开门信号和关门信号经过整形连接到控制及信息处理电路组件3内的核心处理模块，核心处理模块查询到飞行时间并计算出目标距离；
激光电源组件5在直流28V供电的驱动下工作，在外部同步信号控制下，通过泵浦激励模块驱动半导体阵列组件4按一定频率发光，同时，激光电源组件5以泵浦脉冲信号上升沿为时间基准，产生调Q控制信号，经一定延时后发送给调Q晶体，控制高压的产生和消除，进而使调Q晶体电极两端产生、消除高压，实现对激光器脉冲宽度的压缩，产生ns脉冲；没有外部同步信号的情况下收到照射指令时，会按照20Hz基频进行照射。半导体阵列组件4工作过程中产生的热量会导致半导体阵列11的温度升高，半导体阵列11及环境中的温度传感器将温度反馈给激光电源组件，激光电源组件5中的温控模块通过控制TEC电流的大小实现对阵列温度的实时控制；
激光接收部件19接收并放大激光回波信号后，将其转换为回波电信号并传输给控制及信息处理电路组件3。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：包括激光器组件（1）、控制及信息处理电路组件（3）、激光电源组件（5）、激光光学组件（2）、激光接收组件（19）和半导体阵列组件（4），所述激光光学组件（2）包括用于发射激光脉冲信号的发射天线（16）和用于接收回波激光脉冲信号的接收天线（17），控制及信息处理电路组件（3）包括核心处理模块，核心处理模块通过通讯模块分别与上位机和激光接收组件（19）相连，激光电源组件（5）分别与控制及信息处理电路组件（3）、激光器组件（1）以及半导体阵列组件（4）电连接，该激光电源组件（5）用于激励激光器组件（1）进入照射工作状态并用于给控制及信息处理电路组件（3）和半导体阵列（11）供电，半导体阵列组件（4）用于产生泵浦光，激光器组件（1）与发射天线（16）相连，激光接收组件（19）与接收天线（17）相连。
2.根据权利要求1所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述的激光器组件（1）、控制及信息处理电路组件（3）、激光电源组件（5）、激光光学组件（2）、激光接收组件（19）和半导体阵列组件（4）均设置在壳体（18）内，其中，激光器组件（1）设置在壳体（18）的内部，控制及信息处理电路组件（3）设置在壳体（18）的其中一侧，激光电源组件（5）设置在的壳体（18）的顶部，发射天线（16）和接收天线（17）共同设置在壳体（18）的前端，激光接收组件（19）设置在接收天线（17）的内侧，半导体阵列组件（4）设置在壳体（18）的后端。
3.根据权利要求2所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述激光器组件（1）包括耦合镜（10）、工作物质（9）、偏振片（8）、调Q开关（7）以及半反镜（6），半反镜（6）、调Q开关（7）、偏振片（8）、工作物质（9）以及耦合镜（10）沿远离发射天线（16）的方向依次设置。
4.根据权利要求3所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述的半反镜（6）、调Q开关（7）、偏振片（8）、工作物质（9）、耦合镜（10）以及发射天线（16）六者的中心点位于同一条直线上。
5.根据权利要求1所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述半导体阵列组件（4）包括半导体阵列（11）、热沉（12）、散热片（13）、TEC（14）以及散热风扇（15），散热片（13）设置在壳体（18）的后端，TEC（14）嵌设在散热片（13）的内部，散热风扇（15）设置在散热片（13）的外侧，半导体阵列（11）和热沉（12）设置在壳体（18）的内部且两者均位于散热片（13）的内侧。
6.根据权利要求5所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述半导体阵列（11）与热沉（12）通过螺钉固定连接，热沉（12）与散热片（13）通过螺钉固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述半导体阵列（11）位于热沉（12）与耦合镜（10）之间。
8.根据权利要求7所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述耦合镜（10）与壳体（18）的内壁粘接。
9.根据权利要求8所述的一种适用于无人机平台的微型激光测照器，其特征在于：所述的壳体（18）在设置有控制及信息处理电路组件（3）的一侧开设有减重槽。
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| CN109901186A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-18 | 洛阳顶扬光电技术有限公司 | 一种适用于无人机平台的微型激光测照器 |
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