天幕探测技术被广泛应用于弹丸飞行参数的测量当中,现有天幕探测器存在探测灵敏度低、易受天空亮度影响、夜间不能工作等问题,针对现有问题,提出了一种基于激光反射的主动式光幕探测方案,该方案采用一字线结构光半导体激光器作为主动光源,采用光学镜头、狭缝光阑、滤光片和光电倍增管组成光路探测系统。当飞行弹丸穿越一字线结构光半导体激光器和光路探测系统共同组成的探测光幕时,弹体表面反射回的部分光线被光路探测系统接收,经光电探测器件光电转换,并经后续信号处理电路对光电探测器件产生的电信号进行处理,输出与飞行弹丸穿越探测光幕面时刻相对应的模拟信号和脉冲信号。1)研究了探测光源的种类和特性,通过对白炽灯、日光灯、发光二极管和激光器的比较、各光源参数的分析以及弹体材质特性的研究,确定以一字线结构光半导体激光器作为天幕探测器的主动光源。2)对基于主动式激光反射原理的天幕探测器光路系统进行了设计；利用狭缝光阑和光学镜头在空间形成具有一定厚度的扇形光幕与半导体激光器产生的扇形光幕共同组成探测光幕,得到选用的光学镜头焦距为50mm,最大探测视场角为26.9。；选取了合适的窄带滤光片与激光光源的波长相匹配,有效滤除了其余波段的杂散光,提高了系统探测灵敏度；根据系统对光电转换效率以及光谱响应度等要求,选择滨松公司CR131型光电倍增管作为天幕探测器的光电转换器件,实现对弹体反射光信号的光电转换。3)基于天幕探测器的工作机理、探测条件以及整体结构的要求,设计了天幕探测器的光机结构,确定了光学镜头、一字线结构光半导体激光器、狭缝光阑、光电探测器以及光电信号的转换电路等主要器件相互之间的固定和安装,绘制了系统装配图和零件图,完成了图纸的加工以及原理样机的装调。分析了系统灵敏度探测模型,得到信号产生的光能量值与激光器的出口功率、飞行物体的直径、激光器的张角、镜头通光口径以及飞行物体相对镜头的距离之间的关系。4)利用信号处理电路对光电倍增管产生的电信号进行放大、滤波以及去噪处理,设计了电流电压转换器,实现电流和电压之间的转换,后级放大电路对电压信号采用一级反相放大、二级同向放大共60倍、并采用RC滤波回路滤除1KHz-50KHz之外的信号,输出了对应弹丸穿越探测光幕时刻的模拟和数字信号。通过弹径为4.5mm的气枪弹实弹试验测试,最大探测高度为1.1m,测试灵敏度达到245倍弹径,基本满足实际靶场测试要求。