卫星激光威胁告警技术

激光威胁告警是一种用于截获、测量、识别、定向敌方激光威胁信号并实时告警的光电侦察技术,是光电对抗技术的重要组成部分。激光威胁告警器能够快速、可靠地识别激光威胁信号,确定威胁源特性和精确方位,判明威胁等级,并迅速产生告警信号,使光学载荷或卫星有足够的时间采取相应的防御措施,保护系统免受激光的致命攻击。本文对卫星激光威胁告警技术进行了探讨,提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的激光威胁方位探测方法。研究结果表明,这种体制的告警技术对于脉宽50 ns以上的激光脉冲,可在±1°范围内,获得优于1 mrad方位分辨力;而且可以通过光学镜头设计,扩大接收视场,满足卫星光学载荷或卫星平台的告警视场需求。     

基于面阵CCD的激光告警系统的图像采集与处理

光栅衍射型激光告警系统是一种基于光栅衍射效应、可实时探测来袭激光参量信息的光电对抗设备。为了获取入射激光的波长和入射角度,以光栅衍射效应为基本原理,采用面阵CCD进行图像采集、数字信号处理器进行图像处理,并依据信号特点开发了目标识别算法。通过理论分析和实验验证,设计出了一套基于面阵CCD的光栅衍射型激光告警系统的图像采集与处理系统,实现了对激光目标的探测。结果表明,该系统可有效地识别来袭激光并准确标记,具有良好的稳定性、实时性。     

一种利用多元化相关探测技术实现的红外激光报警装置

利用多元相关探测技术实现的红外激光报警装置由光学探测系统、信号放大与处理系统及显示报警系统三部分组成。其中,光学探测系统主要包括光学聚焦系统、多种滤光片及PIN光电二极管等;信号放大与处理系统主要包括阈值发生器、阈值比较器、前置放大器、主放大器、相关处理器、 模数转换器及8031单片机等;显示报警系统主要包括声告警器、光显示器及相应的存储电路等。文中不这详细介绍了探测器的基本原理,装置的基本结构及其主要技术指标,讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法。     

宽频带激光告警技术的研究

随着战场上日趋严重的激光威胁,为了保护光电装备,激光告警技术已成为光电对抗中一个非常迫切的课题。阐述了激光告警技术的基本要求,激光辐射探测的基本原理,并以此为基础,提出了激光告警的两种可实现方案;根据实际工作比较详细地给出了利用非制冷红外焦平面器件构成的凝视成像型激光告警器,同时给出了相应的实验结果。     

利用双Gamma大气闪烁模型分析激光告警探测概率

针对激光告警系统属于小孔径、远距离弱信号和高探测概率探测的特点,分析和研究了大气湍流造成的激光信号的闪烁影响模型,探讨了大气闪烁效应对激光告警探测概率的影响规律.结合激光告警探测器的信号探测原理和探测器噪声分析,基于Andrews双随机起伏调制理论推导了适用于中、强大气闪烁双Gamma模型的激光信号大气传输和信号探测理论模型.根据仿真计算和结果分析指出,激光告警系统的探测概率不但是与探测器功率信噪比、探测器噪声、环境背景噪声和系统功率阈值等因素密切相关的综合函数,而且大气路径的闪烁效应也对激光告警系统的探测概率有明显影响.     

基于DSP的光栅衍射型激光告警系统设计与实现

激光告警系统是一种可对来袭激光性能参数进行实时探测的光电对抗设备。基于光栅衍射效应以及DSP信号采集及处理系统,设计并实现了激光告警系统,可对激光的波长、方位进行探测、告警。对激光告警系统的硬件和软件的设计与实现进行了研究,建立了入射激光波长以及方位的数学模型,推导了激光波长以及方位角与激光衍射点的数学表达式,并对激光告警系统进行了实验研究。实验结果表明:该系统能有效探测来袭激光波长及其方位,可测波长范围为500~1 100 nm,方位角为±13°,波长最大偏差10 nm,方位角最大误差1°。     

基于DSP的光栅衍射型激光告警系统设计与实现

激光告警系统是一种可对来袭激光性能参数进行实时探测的光电对抗设备。基于光栅衍射效应以及DSP 信号采集及处理系统,设计并实现了激光告警系统,可对激光的波长、方位进行探测、告警。对激光告警系统的硬件和软件的设计与实现进行了研究,建立了入射激光波长以及方位的数学模型,推导了激光波长以及方位角与激光衍射点的数学表达式,并对激光告警系统进行了实验研究。实验结果表明:该系统能有效探测来袭激光波长及其方位,可测波长范围为500~1 100 nm,方位角为13,波长最大偏差10 nm,方位角最大误差1。     

宽波段低虚警率激光告警电路研究

为满足复杂电磁环境下的使用要求,克服强背景光干扰造成的高虚警率,设计了一种具有较强的抗电磁干扰能力和低虚警率的激光告警电路。分析了现有各种激光探测技术的特点和不足,有针对性的采用了模拟电路和数字电路相结合的方式,在模拟电路部分实现了探测激光波段的改进,在数字电路部分实现了虚警率的降低。范围采用灵敏度高、响应带宽宽的光电探测器作为来袭激光接收装置,可探测探测器响应频带内不同波段的来袭激光信号。基于可编程逻辑控制器件(CPLD)的逻辑驱动控制电路能按程序给定的规则判别来袭激光信号的脉冲宽度,排除干扰光信号造成的误判,降低虚警率。测试结果表明,该电路的放大电路增益G=30,信噪比为20dB,探测距离≤5km,探测波长范围为850～1 700nm,虚警率≤5%。     

脉冲激光引信光电转换系统的设计

为了应对脉冲激光引信回波信号弱、脉宽窄的特性,获得目标尽量多的不失真信息,对光电探测器的特性和放大电路的带宽进行了分析,设计了一套实用的光电转换系统,包括PIN探测电路、前置放大电路和主放大电路。经过TINA和MULTISIM软件模拟仿真和实验验证,设计的光电转换系统的带宽为61.089MHz,增益为72.14dB。结果表明,该系统对于脉宽为十几纳秒的回波脉冲信号进行了很好的低噪声、不失真放大,满足了设计要求,回波信号经光电转换系统后输出的信号与应用需要相匹配,为激光引信的后续信号处理提供了稳定可靠的信号。     

一种水下声信号激光遥感探测系统

论述了水下声信号激光探测的原理及系统结构.具体设计了光探测器、前置放大电路、高通滤波电路、后级放大电路、低通滤波电路、50 Hz陷波器电路、串口通信电路、存储器扩展电路以及基于数字信号处理器TMS320LF2407A设计了控制和运算电路,并利用虚拟仪器来实现探测信号的实时显示.实验证明,该系统能够较好地完成对水下声信号的探测和数据处理.     

成像型激光预警系统的设计

文章介绍了一种成像型激光预警系统的设计方法,较详细地叙述了其主要部分－PIN预报警、帧减精确定位和计算机数据处理单元的原理及电路设计,该系统能够提供较精确的激光来袭方位,并有效地降低了虚警。     

一种用于激光告警的PIN面阵探测系统设计

针对激光告警技术中面阵成像探测方式容易产生漏警、虚警以及信号处理难度大的问题,提出了一种基于触发器阵列锁存的PIN面阵探测系统设计方案。该系统以触发器为基本单元,同时在PIN面阵探测电路的输出端设计了信号锁存阵列,可将来自PIN面阵探测器所有通道的输出信号同步锁存,并设计了读取电路将锁存阵列中的面阵数据以串行数据的形式输出。采用FPGA搭建了阵列规模为8×8、角度分辨率为6°的信号锁存阵列和读取电路进行了试验验证,结果表明该方案可以实现高分辨率激光告警功能。     

Integrated optoelectronic probe including a vertical cavity surface emitting laser for laser Doppler perfusion monitoring

An integrated optoelectronic probe with small dimensions, for direct-contact laser Doppler blood flow monitoring has been realized. A vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and a chip with photodetectors and all necessary electronics are integrated in a miniature probe head connected to a laptop computer. The computer sound processor is utilized for acquisition and digital signal processing of the incoming Doppler signal. In this paper, the design of the laser Doppler perfusion monitor is described and its performance is evaluated. We demonstrate our perfusion monitor to be less sensitive to subject motion than a commercial fiber-optic device. For medium and high perfusion levels, the performance of our integrated probe is comparable to the fiberoptic flowmeter containing a normal edge-emitting laser diode. For very low perfusion levels, the signal-to-noise ratio of the fiber-optic device is higher. This difference can mainly be attributed to the shorter coherence length of the VCSEL compared with the edge-emitting laser diode.     

采用激光并使用热释电探测器的甲烷浓度分析仪

介绍了一种以InP／InGaAsP半导体激光器作测量光源，以钽酸锂热释电探测器作光电转换器件、以8031单片机为核心为实现的双光束单色甲烷浓度分析仪。该分析仪由探测器系统、信号放大与处理系统及显示输出系统三部分组成．其中，探测器系统主要包括激光器、准直镜、扩束镜、分束镜、全反镜、红外窗口、气路、取样泵、窄带干涉滤光片及钽酸锂热释电探测器等；信号放大与处理系统主要包括前置放大电路、选频放大电路、采样保持电路、模-数转换电路、整形放大电路及8031单片机等；显示输出系统主要包括显示器、打印机及声报警器等。文中还描述了该分析仪的工作原理与基本结构，讨论了其中的技术难点及其相应的解决方法。     

基于DSP的激光标记数字控制系统设计

为了设计激光标记数字振镜控制系统,采用数字信号处理器芯片作为数字控制板的主处理器,使用具有高传输速率和支持热插拔的通用串行总线进行上位机与数字控制板的通信;标记图形的数据处理算法由具有高速运算能力的数字信号处理器完成,复杂可编程逻辑器件芯片完成控制信号的时序控制和输出,使用传送差分信号的RS-485总线进行控制系统与数字振镜和激光器的通信,根据理论分析和参量模拟,得到了对数字振镜的转动角度和激光器功率的高精度控制。结果表明,该系统可以实现实时、高速、高精度的激光标记。     

多阶母盘刻录系统中的激光多阶功率写入控制

描述了多阶母盘刻录系统中一种基于丁业标准结构(ISA)总线接口和复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术的激光多功率写入控制方法及其控制电路的设汁实现。控制电路以丁业标准结构总线接口与计算机通信。以复杂可编程逻辑器件为核心处理单元，采用外加功率探测器进行功率反馈。可以同时控制激光器的写入功率和写入时间，使半导体激光器可以对母盘上感光材料进行多阶功率的曝光刻写，同时写入时间可调，从而实现母盘的多阶刻录。已经用于多阶母盘刻录实验系统，可以兼容不同类型的半导体激光器。实验结果表明，使用此控制电路可以在光致变色材料盘片上实现至少8阶功率写入。并获得8阶信号。其最小写入时间125ns，长时间工作输出功率的不稳定性小于1％，可满足只读型多阶光盘的刻录需要。     

便携式信号发生与检测装置的设计

在室外的仪器使用中,经常会遇到机器需要检修的问题,但是实验室常用的示波器和信号发生器由于电源、体积等问题不便携带,这时就需要采用简易、便于携带的测试仪器.设计了一套基于嵌入式核心的由便携式信号发生装置和便携式信号检测装置组成的系统.信号发生装置采用DDS技术以51单片机控制其产生信号,信号检测装置以基于Cortex-M3核心的STM32处理器为基础,配以必要的辅助电路从而实现对实时输入信号的检测.信号发生与信号检测装置既可以组合使用也可以单独使用.为室外仪器的检修提供了一套便携式的系统.     

多激光威胁源情报侦察中的信号分选问题浅析

通过激光威胁源情报侦察。可建立相应的激光威胁源数据库。可以从复杂、多变、快速的光电对抗环境中识别出各种激光威胁信号．当多个威胁源同时发射激光时。在时间轴上形成的是杂乱无章、交错的脉冲序列．多激光威胁源的信号分选本质上就是一个有效的去交错处理．依据激光告警设备所能侦测的信号参数,对多激光威胁源情报侦察中的信号分选参数的选择及分选流程进行了讨论,介绍了一些多激光威胁源情报侦察中的软件分选过程中具体涉及到的相关算法,如预分选过程中用到的聚类算法、PRI去交错的CDIF算法及其脉冲抽取算法等．为了说明所讨论方法的有效性,给出了计算机仿真结果．     

基于AT89C52的远程智能语音防盗报警系统设计

主要介绍一种以单片机AT89C52I、SD1420语音电路、模拟摘机挂机电路、拨号电路为核心的远程智能语音防盗报警系统,并从基本工作原理、电路构成等方面对其进行详细阐述。该系统可实现自动拨号,通过普通电话线进行告警信号呼叫,及时将警情通知事主。系统自动化程序度、适用性强、功能灵活多样,可广泛应用于家庭、商店、银行等重要场合。