基于“猫眼效应”的激光主动探测技术应用研究

基于“猫眼效应”的激光主动探测技术,是对无人机光电系统实施强激光干扰较为有效的探测和效果评估方法。基于对光学探测系统参数理论分析,建立了因离焦量而引起的回波发散角及回波功率计算模型。从激光发散角、入射角、反射角等方面研究了激光主动探测技术所受影响因素,为判别干扰是否有效,对激光回波探测功率的影响因素进行细化分析,在仿真条件下计算出激光干扰有效的入射角度范围。     

激光斜入射条件下“猫眼”效应的实验研究

"猫眼"目标回波功率是激光主动探测系统的重要指标,可用来评估光电装备"猫眼"效应的强弱,并为探测器的优化设计提供参考。依据所建立的斜入射条件下"猫眼"目标回波功率数学模型,仿真分析了入射角对"猫眼"目标回波功率的影响,利用搭建的激光主动探测系统对典型"猫眼"目标进行了实验研究,理论仿真结果与实验结果表明,激光在有限斜入射条件下,"猫眼"目标回波功率将随入射角的增大而迅速下降,并很快湮没于噪声之中。这为进一步研究基于"猫眼"效应的激光主动探测适用条件提供必要的实验依据。     

离焦状态下“猫眼”效应的实验研究

“猫眼”目标回波功率是激光主动探测系统的重要指标,可用米评估光电装备“猫眼”效应的强弱,并为探测器的优化设计提供参考。分别建立了正负离焦状态下“猫眼”目标回波功率数学模型,仿真分析了离焦量对“猫眼”目标回波功率的影响,利用搭建的激光主动探测系统及倒置的望远系统,实现了离焦状态下典型“猫眼”效应的实验。理论仿真结果与实验...     

光学系统的球差对激光主动侦察的影响

利用光学窗口“猫眼效应”进行的激光主动侦察易受光学镜头的像差的影响。通过建立球差光学系统“猫眼效应”的理论模型,并运用数值仿真计算的方法,分析了目标光学系统的球差与侦察激光的回波发散角、接收功率以及最大侦察距离等参数的关系。结果表明目标光学系统的球差会明显增大回波发散角、降低回波接收功率和减小最大侦察距离,对激光主动侦察造成不良的影响。     

激光主动侦察技术研究

介绍了“猫眼”效应及激光主动侦察原理,给出了激光主动侦察条件下回波功率计算公式,分析了侦察系统的作用距离,讨论了光学系统离焦量对反射回波的影响,为激光主动侦察问题的深入研究作了有益的探索．     

猫眼逆向调制通信链路信噪比分析

猫眼逆向调制激光通信比其他逆向调制通信方式的通信速率更快,其原因是通信链路逆向调制端的猫眼结构可以实现匹配尺寸更小的调制器。本文在柯林斯衍射积分公式的基础上得到经过大气衰减作用的猫眼激光回波接收功率,并进一步结合光电探测器噪声和大气湍流引起的闪烁效应,仿真分析了通信距离、湍流强度、激光波长、入射角度、猫眼孔径和接收口径对接收端信号信噪比的影响。     

红外光学系统激光回波分析与验证

为研究用激光主动扫描法侦察远方飞航导弹来袭方位的原理及实验技术,以红外点源导引头光学系统为例,运用矩阵光学追迹法对影响“猫眼效应”回波强度的因素作定量分析,并用实验进行验证.研究结果表明:回波强度受扫描激光光束的入射角影响较大,导引头光路中摄像管靶面离焦、倾斜和光学镜头相对孔径等因素对回波强度也有一定影响.     

激光主动侦察技术的原理研究

分析激光对“猫眼”类光学镜头的作用距离。推导出激光对“猫眼”类光学镜头的距离方程。阐述激光主动侦察原理：应用脉冲激光测距原理测量目标的距离；光学目标识别的方法包含激光回波信号强度识别法、回波信号脉宽识别法和回波信号追踪识别法。     

红外点源导引头的激光回波分析

为了研究用激光主动扫描法侦察远方飞航导弹来袭方位的原理及实验技术,以红外点源导引头光学系统为例,运用矩阵光学追迹法对影响"猫眼"效应回波强度的因素作定性、定量分析。研究结果表明,回波强度受导引头光路中光学镜头相对孔径、摄像管靶面倾斜和离焦的影响较大,扫描激光光束的入射角等因素对回波强度也有一定影响。在主动扫描装置距被探测导引头约10000m、扫描光束的入射角为0.08rad条件下,反射面离焦及倾斜使得侦察装置接收到的回波能量与发射脉冲能量之比由理想条件下的43.80%分别下降到1.53%和0%。这一结果对"猫眼"效应用于主动式侦察的原理在导弹来袭告警系统中的应用是有帮助的。     

斜入射条件下“猫眼”目标回波功率分析

建立了斜入射条件下"猫眼"目标回波功率的计算模型,在此基础上建立了非离焦和离焦两种情况下"猫眼"目标反射的几何模型,推导出非离焦和正负离焦条件下入射角的变化范围,引入有效接收面积概念,得到了正负离焦引起的"猫眼"目标的回波发散角和有效接收面积,得到了斜入射条件下"猫眼"目标的回波功率计算公式,对入射角和离焦量对"猫眼"目标回波功率的影响进行了数值模拟.结果表明:入射角和离焦量的共同作用引起"猫眼"目标有效接收面积和回波发散角的改变,进而引起反射光场能量分布的变化,只有满足特定条件的入射角才能产生回波功率,入射角和离焦量的增大引起回波功率的减小,其中离焦量的变化对回波功率的影响作用显著,当入射角和离焦量都为零时接收到的回波能量最强.     

利用介质膜高反镜实现“猫眼”目标有效隐身

针对激光主动探测系统的主要工作波长为1 064nm,提出了一种利用介质膜高反镜实现"猫眼"目标隐身的方案。利用单波长介质膜高反镜的反射率特性,将介质膜高反镜与"猫眼"目标光轴以一定角度装配,推导了加载介质膜高反镜的理想"猫眼"目标回波功率模型,并给出了典型算例。通过实验方法分析了介质膜高反镜的反射率特性,修正了45°激光入射角的平均反射率值。典型"猫眼"目标的外场实验表明,在有限"牺牲"成像质量的前提下,介质膜高反镜可大大降低"猫眼"目标的"猫眼"效应,实现光电装备的有效隐身。     

色差对猫眼系统回波影响的理论与实验

利用光学窗口"猫眼效应"进行的激光主动探测易受探测激光波长的影响.建立透射式光学系统猫眼效应的色差理论模型,分析了由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配所产生的色差对激光主动探测的影响,并设计实验对理论分析结果进行验证.结果表明:由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配产生的色差,使猫眼系统的焦点发生偏移,导...     

“猫眼”目标探测距离方程

利用矩阵光学方法对探测过程进行了建模,对探测距离方程进行了推广,使方程适用于猫眼光学系统离焦、探测光束斜入射的一般情况,通过室外探测实验对探测距离方程进行了验证。理论分析和数值计算表明:回波方向相对于入射光方向存在微小的回波方向偏差角,但相同条件下回波发散角要远大于回波方向偏差角,使回波足以形成对探测系统的覆盖;在相同的探测参数条件下,回波功率只与猫眼光学系统焦距和离焦量有关,而与探测光束入射角、猫眼光学系统接收孔径无关。     

伴飞式激光对抗卫星光电探测器干扰效能研究

为了研究天基平台激光对抗中高轨道卫星的伴飞干扰能力,建立了天基激光干扰的理论模型。首先分析了伴飞式激光干扰的特点,并分析了激光发射系统、跟踪瞄准精度、接收光学系统及探测器自身的特性,在此基础上建立了激光接收功率密度的数学模型,以最大干扰距离作为评估标准分析干扰效能。由分析可知激光干扰效能与激光功率、发散角、激光波长、干扰阈值等有关。最后以天基红外系统的扫描型探测器为例,定量分析了天基致盲干扰的干扰效能。     

“猫眼”效应在激光侦听中的应用研究

光电设备或光学瞄准设备的光学窗口对入射激光具有较强的反射特性,该特性被称为"猫眼"效应。"猫眼"效应具有2个特点:1)能使反射光线沿入射光的方向返回;2)可以获得高质量的反射光。因此,"猫眼"效应能够很好的解决激光侦听中高质量信号光的获取问题。本文从理论上分析了"猫眼"效应的产生机理,论述了基于"猫眼"效应的激光侦听技术原理,并对"猫眼"效应应用中的一些问题做了讨论。     

激光角度欺骗干扰半实物仿真研究

为有效评估激光角度欺骗干扰效果,搭建了一套激光角度欺骗干扰半实物仿真系统。仿真系统接入了导引头、惯组、弹载机、舵机等实物,采用实时通讯、姿态角精确模拟、视线角精确控制、多线程触发、加速度模拟注入等关键技术,提高了系统的实时性和仿真的可信度。以某典型激光制导武器为对象开展仿真研究,在设定的仿真条件下,无干扰时仿真的脱靶量为1.7 m,角度欺骗干扰时仿真的脱靶量为744.05 m,表明该系统能对激光角度欺骗干扰效果进行仿真评估,验证了制导控制系统和仿真系统软硬件设计的合理性。     

激光照射“猫眼”效应实验研究

通过激光捕获跟踪实验研究,记录到了一系列的“猫眼”效应的回波光斑图像,提出了回波光源模型简明分析表达式,为“猫眼”效应的进一步研究和应用提供了可靠的实验依据.     

高重频激光干扰技术机理分析

在光电对抗领域,高重频激光干扰是一种非常有效的干扰技术。从高重频激光干扰的原理出发,通过对由干扰激光功率引起的激光导引头接收系统信噪比下降的现象进行理论分析和数值计算,理清了以往对高重频激光干扰的认识。数值计算结果表明,在目标距离一定的情况下,导弹制导系统的信噪比会随干扰激光功率的增加而减小;在激光干扰功率相同的情况下,导弹制导系统的信噪比会随目标距离的增加而减小。在目标距离为6000 m的情况下,当干扰激光功率大于0.4 w时,导弹制导系统的信噪比降到1以下,此时制导系统不能有效地从各种噪声之中检测出目标回波信号,说明被攻击目标能够得到有效保护。