具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<实施方式一>

本实施方式提供一种基于单像元分布式探测捷联半主动激光导引头，如图1和图2所示，包括：一个四象限探测器2；四路光学系统1；其中每个象限对应一路光学系统。四路光学系统1其中的每一路均具有光学元件，可进行光路调整或对特定波段的光进行反射透射。四路光学系统1分别设置在四个孔径结构内，激光穿过整流罩3后分别经过四路光学系统后达到探测器2的光敏面上。探测器2的光敏面被划分成四个象限，每个象限对应一路光学系统。“对应”是指某一象限只能接收到与其相对的光学系统透过的光信号。“单像元”是指所用探测器为单像元探测器；“分布式”是指四路光学系统分布式设置；“捷联”是指导引头为捷联式导引头；“半主动激光导引头”是指该类导引头利用目标漫反射的激光，来自动截获和跟踪地面固定/移动目标，同时将相对弹轴的目标视线角信号提供给导弹自动驾驶仪,实现导弹自动导引，直至命中目标。

现有技术中的四象限探测器一般对应同一个光学系统，例如文献《基于四象限探测器的红外导引头目标捕获和跟踪系统》公开了一种四象限探测器、相应的处理电路和光学系统，文献《用四象限光电探测器获得光斑参数》公开了一种通过确定光班参数进而确定目标方位的方法。上述文献均使用一个比探测器光敏面更大的光学系统来保证光斑能够出现在各个象限合适的位置上。而本发明与现有技术的不同之处在于，本发明采用四路光学系统，能够使一个目标对应的4个光斑分别出现在四个象限内，这样设置可以减少弹体体积，增加焦距，使导弹易实现高速化。其原理在于，四个分布式的光学系统/光学镜组相对于一个大的光学系统而言，利用率更高，覆盖相同的探测器只需要更小的整体体积。在此基础上，还可以在不增大整体体积的情况下增加焦距，突破现有技术中焦距和有效作用距离的上限。同时，由于体积缩减，导引头将更容易实现流线型外形，进而进一步增加导弹飞行速度。需要说明的是，本实施方式中未提及的部件均未做改进，例如处理电路、机械结构以及光学镜片的具体构成等均与现有技术相同。

由此可见，本实施方式的基于单像元分布式探测捷联半主动激光导引头，将四个象限分布式单独布置。满足导引头观测视场的同时，增加了系统焦距，有限克服了作用距离有限的缺陷，并且使导引头系统结构形式灵活多变，可以将体积小、重量轻便的传统“火箭弹”由火力密集型改进成为“精确制导”型武器。分孔径的另外一个重大优势是将原有单个“大”口径，分散成为四个“小”孔径，暴露在空气中的并且安装到头部的导引头都会暴露于环境中,很可能受到沙石和昆虫的冲击。小孔径避免受到从同一个发射台上发射的其它火箭导引头的尾喷干扰。

进一步地，在一个实施例中，四路光学系统具有相同的工作波段。这样设置时，工作原理与现有技术相近，相当于原本的单光学系统进行了分布式设置。这种设置解决了现有技术中作用距离有明显上限、焦距短、外形结构不易于实现高速化和小型化的缺陷。工作波段是指光学系统能够接收的波长范围，可以表征光学系统的反射、透射特性。

在另一个实施例中，四路光学系统具有不同的工作波段，可用于抵抗预设波段的干扰光。文献《激光导引头探测性能对高重复频率干扰激光器的影响》公开了一种利用高重复频率干扰设备对导引头进行信号干扰的研究。其原理的一个例子为：现有技术中的某导引头用于接收某波段激光，而探测范围内的另一干扰设备发射相同波段的高重复频率干扰激光，此时探测器的光敏面短时间内接收到大量激光信号，致使控制器在短时间内需处理大量脉冲信号，超出处理能力上限，进而使导引头无法正常跟踪锁定目标。而为了使导引头能够避免受到前述的激光干扰影响，本实施例中，可以将四路光学系统设置为不同波段(具体可以通过在镜片表面镀覆材料、镀膜来调整镜片对特定波段光的反射、透射特性)，当一个波段受到干扰时，改变探测器的设置，使控制器不再接收处理该象限的信号，进而避免干扰信号的影响。

四路光学系统还可以设置为位于对角位置的两路光学系统具有相同的工作波段，位于相邻位置的两路光学系统具有不同的工作波段。这样设置的好处是可以保障该波段有较大的探测范围，避免由于回波信号角度问题接收不到激光信号。如果均设置在一侧则存在相同波段的两个光学系统探测范围重叠的问题，不利于扩大探测范围。

下面提供一个具体实例：飞行器上搭载了导弹和激光器，激光器周期性地向目标发射预设波段的激光，激光经过目标反射后由弹体上的导引头接收到，导引头中的控制器能够根据探测器在四个象限接收到的信号计算方位角和俯仰角信息，此为正常工作过程。而在某一时刻目标附近的另一干扰设备发出相同波段的激光，且具备高重复频率特征，使导引头中的探测器短时间内大量收到脉冲信号，控制器不能判断哪一个脉冲信号来自目标反射，如果控制器被设置成对每一个信号都进行处理，则控制器短时间内需处理大量数据，极有可能会出现故障，使导弹不能完成对目标的识别与跟踪。而如果采用本发明实施例的导引头，由于四路光学系统具有不同的透射特性与反射特性，因此最多仅会有一个象限会受到干扰，当控制器检测到该象限出现大量干扰光后，将忽略该象限的所有信号。而其余三路光学系统由于镀覆了特定材料以及增透膜或增反膜，只允许特定波段的光通过，而使其他波段的光不能到达探测器的光敏面，因此此时只需要切换激光器的波段即可避开干扰。例如激光器能发射4种波段的激光，分别对应于四个光学系统，当干扰设备采用第一波段的激光进行干扰时，控制器忽略与其对应的象限，并使激光器改为发射第二波段激光，通过另一光路对信号进行接收处理。至此避免了干扰光对导引头的影响。

控制器还可以用于提取回波脉冲的脉宽和周期信号，并与预设值进行对比，若连续至少两次对比结果均符合预设值，则认为回波脉冲为有效脉冲，根据有效脉冲计算方位角和俯仰角信息；若对比结果不符合预设值，则忽略当前回波脉冲信号，等待下一个回波脉冲信号。即激光器发射的激光存在特定的脉宽和周期，而导引头接收到的激光信号可能不全来自于目标，也可能来自于大气反射信号或者其他干扰源，因此控制器在检测到脉冲信号时会先对信号的脉宽和周期进行判断，如果连续几个信号均和预设数值相同，则认为该信号为来自目标的回波信号，进而基于该信号计算方位角和俯仰角。上述过程如图3所示，可以看出，导引头先开始搜索目标，根据同步信号设定的脉宽、周期信息判断导引头接收到的脉冲信号的脉宽和周期是否和同步信号的设定值相同，如果否，则重新搜索下一个目标；如果是，则开始计数，并判断下一个信号是否也符合设定值；直至连续三个信号均符合，则认为该脉冲信号来自于目标，然后计算该目标的方位信息。

图3示出的例子中，四路单独DSP flash存储器中可以预先存储固定频率激光编码和伪随机激光编码类型，并将常用参数设置内置其中，当有装订信息时，采用装订信息进行码型识别。没有装订信息时检索编码类型库，进行脉冲周期匹配，计算一个周期时间至少两个脉冲，时间约为50ms(取决于码型周期)，需要确认码型至少三个周期。

图3示出的例子中，四路单独通道利用统一的编码识别软件，与传统的四象限处理方式相同。将四路分别作用的光学通道分别看成为四项限探测器的四个象限。通过对求和比较整形电路产生的同步信号进行处理，提取回波脉冲的脉宽、周期等信号，然后与己知的设定值进行对比，若满足设定要求，则认为是有效信号，否则认为是无效信号。为了提高检测的准确性，连续检测三个有效脉冲，才认为是发现目标。若检测到一个无效脉冲，则要重新开始搜索，确定检测到目标后，则开始对目标的角度信号进行解算，最后得到方位角信息和俯仰角信息。

<实施方式二>

本实施方式提供一种基于实施方式一的导引头的控制方法，包括：当预设时间内第i象限接收到的激光脉冲信号数量大于预设值时，忽略所述第i象限接收到的所有激光脉冲信号，并改变激光器的发射波段；i为1,2,3或4。

一个实施例的过程为：激光器被设定为发射第一波段的激光，第一波段的激光能够通过第一路光学系统到达探测器的第一象限；干扰器也发出第一波段的激光；控制器识别到单位时间内第一象限接收到的脉冲数量大于预设值时，不再处理第一象限接收到的脉冲信号，然后使激光器改为发射第二波段的激光，第二波段的激光能够通过第二路光学系统达到探测器的第二象限。由于干扰激光的波段与第一波段相同，而不能通过第二路光学系统达到探测器的第二象限，至此已达到抗干扰的目的，此时第二象限接收到的激光均来自飞行器上搭载的激光器，导引头能够正常跟踪和识别目标。

<实施方式三>

本实施方式提供的导引头用于将火力密集型武器改进为精确制导型武器。进一步地，用于将火箭弹改进为精确制导型武器。由于火箭弹等火力密集型武器的弹体体积较小，无法将现有技术中较大的单路光学系统设置在导引头内，而本发明使用四路光学系统对应四个象限，缩减了整体体积，使得火箭弹等火力密集型武器也能使用高精度制导系统。本实施方式的结构与具体实施方式一相同，控制方法与具体实施方式二相同。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。