激光侦察告警设备作用距离仿真

提出了考虑探测概率曲线的激光告警设备作用距离的仿真方法.结合激光告警设备的探测概率曲线和大气湍流作用下的点光强起伏的概率分布,仿真得到激光单脉冲能量为10~(-5)J时,中等湍流强度(C_n~2=10~(-14) m~(-2/3))下激光告警设备的作用距离约为6.5km.实验结果证明这一方法是可行的.这一仿真解决了小孔径激光告警设备的作用距离外场评估费时费力的难题,为小孔径激光告警设备作用距离的评估提供了参考.     

激光告警装置背景光干扰消除方法及实现

为了有效抑制周围环境背景光对光谱型非成像类脉冲激光告警器的干扰,在采取滤光、滤波、比较器阈值限制等方式进行背景光噪声消除后,针对近距离、大能量的背景闪光干扰情况,根据背景闪光与脉冲激光在时间长度上的相异性,采用高速可编程逻辑器件对告警器的入射光时间进行了计时并判断,对背景闪光干扰进行了消除。经过实际测试,应用该方法后,告警装置12h内由太阳光引起的虚警次数为0,采用多种方式模拟近距离、大能量背景闪光干扰,告警装置均无虚警情况出现。结果表明,该方案可为由背景光引起的激光告警装置虚警问题的解决提供较好的实例和实验方案,其时长判断方法仅通过一片复杂可编程逻辑器件即可实现,硬件电路集成度高、程序编写简单,具有较好的应用价值。     

多功能激光告警信号处理技术研究

与传统激光告警设备相比,多功能激光告警设备的信号类型及通道数量大幅增加,信号处理的复杂度增加。为了实现多功能激光告警设备的信号处理功能,对主要信号特征进行了阐述,提出了抗干扰处理、信号通道识别等信号处理技术。通过硬件及软件算法设计,该技术能够满足多功能激光告警设备的技术要求,对工程实践具有重要指导意义。     

一种成像型星载激光告警系统的设计

介绍了各国研制的星载激光告警系统的发展现状,分析了激光探测告警技术的发展趋势.比较了机载激光告警系统和星载激光告警系统应用背景的不同之处,分析了在外太空环境下对星载激光告警系统一些特殊的要求及其相应的独特的结构和性能.设计了一种基于CCD的成像型星载激光告警系统,该系统几乎可以做到整个空间的凝视监视,探测范围不仅是地面,还可以探测天基的反卫星激光武器发出的激光,能提供较为精确的激光来袭方位,有效降低了虚警概率.     

基于相关探测技术的激光气溶胶散射信号截获

在激光散射告警器设计中,为了兼顾探测概率与虚警概率两项指标,围绕适用于激光气溶胶散射信号探测的相关探测技术开展了理论与实验研究。在对低空中1.06 m激光气溶胶散射信号的辐照度分布与时域特征进行理论分析的基础之上,根据相关处理对信噪比的改善效果与作用条件的实验研究结果,理论计算了基于相关处理的激光告警设备的探测灵敏度,并据此研制了实验装置,在外场实验中实现了激光气溶胶散射信号的离轴截获。研究结果表明:相关探测技术能够在保持低虚警的同时,进一步提高探测装置的散射信号截获能力,是一种提高散射探测概率的有效途径。     

背景光及大气湍流对空地激光通信接收光斑产生的影响

为了研究在不同背景光及弱湍流条件下的空地激光传输特性,同时为空地激光通信链路总体方案设计提供相应的实验数据,进行了背景光及大气湍流影响空地激光通信系统接收光斑的实验研究,同时提出了在空地激光通信系统中有效抑制背景光及大气湍流效应影响的措施。     

激光告警中的信号探测原理

激光威胁信号在大气传输中的大气衰减、大气散射、目标斑点散射和大气闪烁,以及激光信号的背景强度等都对激光告警产生重要影响,本文对此作以概述,并分析了目标的反射特性和激光的水下传输,激光信号的探测和激光告警的实际情况。     

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.     

激光告警散射截获半径评估建模与仿真

为评估激光告警散射截获半径的边界,根据激光告警系统的散射告警原理,基于米氏散射理论,推导出适于工程应用的波长1.064 μm激光告警离轴散射探测模型。分析了激光告警探测系统的主要噪声源,提出了基于激光告警阈值探测理论的散射截获半径评估方法;利用编程工具MATLAB对某激光告警系统的散射截获半径边界进行了仿真计算。     

激光告警装置的布设及其评价方法研究

为了提高激光告警装置在激光对抗中的作战效能,研究了激光告警装置的布设及布设效能的评价方法。首先根据激光告警装置的工作原理、设备性能和战术使用原则,将激光告警装置的布设要素分解为警戒区域、警戒空间、基准方位、布设数量和水平状态等5个子项,分析每一子项的布设要求,建立对应的布设效果评分模型;然后采用层次分析法确定各要素的权重,进而得到告警装置布设效果的总体评价模型;最后给出了布设及布设效能评价方法的应用实例。提出的布设效能评价方法能够用于激光告警装置防护效能的自动评估,已应用于激光对抗系统的虚拟训练系统中。     

基于实测数据的激光离轴警戒距离评估技术研究

通过分析和总结以往激光警戒设备离轴探测距离的测试和评估方法,提出了一种基于概率统计和多次曲线拟合的评估新方法。利用试验外场的阵地保障条件,测得了典型指示激光源远场激光辐射照度分布,建立了单点处指示激光辐射照度概率分布模型,再通过多次曲线拟合得到离轴探测距离与指示激光辐射照度关系曲线,进而得出在任意探测概率下激光警戒系统的极限探测能力。     

星载激光告警系统的背景辐射特性研究

阐述了星载激光告警系统在空间环境下的各种背景辐射源的辐射特性,以400 km的低轨道侦察卫星的激光告警系统为例,建立了各种辐射源在宿主星位置处的光谱辐照度模型,并进行了数值计算;假定告警系统告警波长为1.315 μm,探测器工作波段为1～3 μm,计算了各辐射源在宿主星位置处对应1.315 μm波长的光谱辐照度和1～3 μm波段内的总辐照度,并进行了比较分析,结果表明:星载告警系统的主要背景辐射源为太阳和地球,它们在告警波长处的光谱辐照度分别为39.9 mW/cm~2,10.9 mW/cm~2,在1～3 μm波段内的总辐照度分别为38.9 mW/cm~2,10.35 mW/cm~2,在实际工作中应采取研究专门的背景抑制技术对太阳辐射和地球辐射进行有效抑制.     

Fabry-Perot型告警器入射激光角度的测量

分析了Fabry-Perot型激光告警器的工作原理,讨论了F-P标准具摆动角、入射激光角度与折射角三者之间的关系,设计了计算来袭激光入射角度的方法.以波长为1.064 μm的激光为例,针对4种不同的入射角,对透射光强随摆动角的变化情况进行了模拟计算.利用处理软件,对4种来袭激光入射角度进行了模拟测量,结果表明,能够较精确地测量出来袭激光的入射角度.     

日光对532nm激光成像性能影响实验分析

532 nm激光成像雷达在成像过程中容易受到日光干扰而降低图像信噪比。利用532 nm条纹管激光雷达对复杂场景(建筑物群)进行昼夜成像实验,并采用直方图统计法分析同一场景分别在白昼和夜晚的激光强度像和距离像的像素值分布,进而分析日光对激光成像性能影响。实验结果表明:日照光会提高激光强度像的亮度以及背景/目标的对比度,同时也增加了距离像的空天背景噪声;夜晚激光距离像信噪比高,但目标强度像对比度不佳。     

下行传输孔径接收光强起伏的统计特性

为了研究星地下行激光链路接收光强起伏的统计特性,进行了恒星观测实验,分析了下行传输孔径接收下实际接收光强起伏的归一化方差、概率密度和闪烁频谱,并讨论了接收端瞄准偏差对接收光强的影响和星地下行大气信道的传播特性。实验结果表明,在下行传输孔径接收的条件下,天顶角从0°增至55°时接收光强的归一化方差从0.015增到0.102,不同天顶角下的接收光强起伏概率分布均服从对数正态分布,稳定大气条件下闪烁频谱的高频幂指数为-5/3,不稳定大气条件下为-11/3。     

二维激光告警光学系统设计

由于现有单激光告警系统只能实现来袭激光一维的方位和波长等信息,提出了一种单激光告警系统同时测得二维方位信息和波长信息的新方法,该方法的光学系统主要由遮光罩、光栅、透镜组和面阵CCD组成,通过对来袭激光经过光栅后的一级和零级衍射光斑位置的判决,得到来袭激光二维方位和波长信息。通过理论分析说明了该方法的原理,并推导得出二维方位角和波长的测量公式,根据要求推导确定了光学元件参数,并通过实验验证了其可行性。实验结果显示波长分辨率小于10 nm,角度分辨率小于1x方向视场角为30,y方向视场角为15。     

一种表面粗糙度非接触快速测量的新方法

照射在样品表面的激光束随着表面粗糙度的不同,反射光密度分布将不同;表面粗糙度增大时,反射光密度将被扩展。本文根据这一原理,提出一种使用激光束快速测量表面粗糙度的无触点光学法。通过测量反射光密度分布曲线的半宽度,由高斯曲线系数的标准差计算表面粗糙度。文中给出了测量结果。