基于LitghtTools的激光四象限探測系統仿真

李福巍，張運強,2，王鵬輝,2，潘國慶,2

（1.中國空空導彈研究院，河南 洛陽 471099；2.航空制導武器航空科技重點實驗室，河南 洛陽 471099）

引言

激光四象限探測系統是激光半主動導引頭的核心器件，可應用于多種激光制導武器系統中。激光半主動導引頭的工作原理是位于彈體之外的激光目標指示器照射目標，彈上的激光制導導引頭跟蹤目標反射的激光信號，并根據此信號解算出目標信息，再由彈上計算機綜合彈體姿態信號并按照給定的制導形式處理成制導信號，輸出給執行機構，使武器跟蹤目標。其優點是制導精度高，抗干擾能力強，結構簡單，武器系統成本低。如美國的銅斑蛇和俄羅斯的紅土地激光制導炮彈均采用半主動激光導引頭，性能優異。美國的海爾法激光制導導彈也采用半主動激光導引頭[1]。

本文利用LightTools 軟件仿真了激光半主動導引頭中的四象限探測系統，對系統的性能進行有效地評估，為設計提供依據。同時，針對激光散斑現象進行了分析，為系統設計和優化提供了理論依據。

另外，本文還利用LightTools 軟件對系統的雜散光情況進行了分析，進一步提升了系統的性能。目前，國際上最常用的光學設計分析軟件有Code V，LightTools，Tracepro，Zemax 等，其中LightTools 在光機系統一體化仿真，雜散光分析等方面具有明顯的優勢[2-5]。

1 LightTools仿真模型建立

1.1 四象限探測器建模

四象限探測器是探測系統的主要部件，四象限探測器是把4個性能相同的探測器按照直角坐標系的要求排列成4個象限并集成在同一芯片上，中間由十字形分劃線隔開，如圖1所示。……