激光成像目标模拟器及模拟方法与流程

本发明涉及激光模拟，尤其涉及一种激光成像目标模拟器及模拟方法。

背景技术：

1、激光成像雷达普遍采用基于飞行时间法获取目标距离信息，得到探测目标三维图像。激光成像雷达在研制、维修等阶段需要在地面进行功能性能测试的急迫需求，通过全流程测试能够保证打击任务顺利完成，所以无论在激光成像雷达研究领域还是激光成像雷达半实物仿真研究领域，都涉及应用到激光目标模拟器这一核心硬件。

2、现阶段用于激光成像雷达测试的激光目标模拟器通过主要光纤延时线、光电延时的方式，实现目标距离的模拟，但是实现点信息模拟，难以获取目标形貌信息。

技术实现思路

1、本发明提供了一种激光成像目标模拟器及模拟方法，能够解决现有的目标模拟器难以获取目标形貌信息的技术问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种激光成像目标模拟器，包括：

3、光学镜头，用于接收激光雷达输出的激光，并射出至半透半反镜；还用于接收经半透半反镜反射的包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束，并射出至激光雷达；

4、半透半反镜，用于将光学镜头射出的激光透射至四象限探测器；还用于将包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束反射至光学镜头；

5、四象限探测器，用于对经半透半反镜透射的激光进行光电转换，得到2×2路电信号；

6、信号处理模块，用于对2×2路电信号进行解算，得到包含激光光斑的位置信息和能量信息的n×n路电信号；其中，n≥2，且为整数；

7、多路信号延时模块，用于将延时信息分别引入包含激光光斑的位置信息和能量信息的n×n路电信号，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路电信号；

8、激光器，用于输出连续激光；

9、多路电光调制器，用于基于包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路电信号分别对连续激光进行脉冲调制，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路脉冲激光信号；

10、激光照明模块，用于对包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路脉冲激光信号分别进行透射后再会聚，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束。

11、优选的，所述多路信号延时模块包括n×n个信号延时模块，每个所述信号延时模块用于将延时信息引入对应的包含激光光斑的位置信息和能量信息的电信号，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的电信号。

12、优选的，所述多路电光调制器包括n×n个电光调制器，每个所述电光调制器用于基于对应的包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的电信号对连续激光进行脉冲调制，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的脉冲激光信号。

13、优选的，所述激光照明模块包括n×n个微透镜阵列和一个会聚镜，每个微透镜用于对对应的包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的脉冲激光信号进行透射；所述会聚镜用于每个微透镜透射的脉冲激光信号进行会聚，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束。

14、优选的，所述半透半反镜为45°半透半反镜。

15、根据本发明的另一方面，提供了一种激光成像目标模拟器的模拟方法，所述方法采用上述任一所述目标模拟器进行模拟，所述方法包括：

16、光学镜头接收激光雷达输出的激光，并射出至半透半反镜；

17、半透半反镜将光学镜头射出的激光透射至四象限探测器；

18、四象限探测器对经半透半反镜透射的激光进行光电转换，得到2×2路电信号；

19、信号处理模块对2×2路电信号进行解算，得到包含激光光斑的位置信息和能量信息的n×n路电信号；

20、多路信号延时模块将延时信息分别引入包含激光光斑的位置信息和能量信息的n×n路电信号，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路电信号；

21、激光器输出连续激光；

22、多路电光调制器基于包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路电信号分别对连续激光进行脉冲调制，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路脉冲激光信号；

23、激光照明模块对包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的n×n路脉冲激光信号分别进行透射后再会聚，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束。

24、半透半反镜将包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束反射至光学镜头；

25、光学镜头接收经半透半反镜反射的包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束，并射出至激光雷达。

26、应用本发明的技术方案，能够接收激光雷达光电信息进行位置信息处理以及高精度延时处理，并能够产生特定能量和延时的光电信号反馈激光雷达。本发明能够在实验室环境下进行在研制阶段中的激光雷达成像制导武器装备进行充分的性能试验，并能够对激光雷达信号的整个传输过程进行实时模拟，产生与实际相符的激光雷达回波信号。

1.一种激光成像目标模拟器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的目标模拟器，其特征在于，所述多路信号延时模块包括n×n个信号延时模块，每个所述信号延时模块用于将延时信息引入对应的包含激光光斑的位置信息和能量信息的电信号，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的电信号。

3.根据权利要求1所述的目标模拟器，其特征在于，所述多路电光调制器包括n×n个电光调制器，每个所述电光调制器用于基于对应的包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的电信号对连续激光进行脉冲调制，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的脉冲激光信号。

4.根据权利要求1-3中任一所述的目标模拟器，其特征在于，所述激光照明模块包括n×n个微透镜阵列和一个会聚镜，每个微透镜用于对对应的包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的脉冲激光信号进行透射；所述会聚镜用于每个微透镜透射的脉冲激光信号进行会聚，得到包含激光光斑的位置信息、能量信息和预设距离模拟信息的激光合束。

5.根据权利要求1-4中任一所述的目标模拟器，其特征在于，所述半透半反镜为45°半透半反镜。

6.一种激光成像目标模拟器的模拟方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-5任一所述目标模拟器进行模拟，所述方法包括：