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。     

激光波长探测技术的研究

激光波长是重要的技术参数,精确探测激光波长是激光告警发展的需要．分别介绍了光谱识别技术和相干识别技术的种类,通过对几种现有的激光波长探测原理的分析,总结了各探测技术的优缺点,并指出波长探测技术的发展方向。     

一种光栅型激光告警系统设计与实现

激光告警系统是用来截获、测量、识别敌方来袭激光信号并实现自动告警的侦查设备,在现代化战场上,准确识别来袭激光的波长和入射方位角,可提升我军的生存率。为准确获取来袭激光的波长和方位角等信息,本论文基于光栅衍射原理,设计了基于DSP+FPGA的激光告警系统,采用特定的图像处理算法,实现了对来袭激光的准确识别。经试验验证:该系统能有效探测来袭激光波长范围为:800~1500 nm,精度≤10 nm,角度分辨率≤2°。     

威胁源参数对激光散射截获半径的影响

在利用Mie散射理论对1.06 μm脉冲激光在低空大气中传输时散射辐照度的分布进行了分析计算的基础上,以激光测距信号为例,讨论了激光威胁源参数（脉冲能量、脉冲宽度、威胁源距离等）变化对激光告警散射截获半径的影响,结果表明：威胁源参数变化会对激光散射截获半径产生明显影响。因此,在考核和使用激光告警设备时,必须考虑威胁源参数变化因素的影响。     

基于数字告警接收机的雷达信号分选与识别方法研究

机载雷达告警接收机作为一种雷达侦察设备,主要用于对高威胁雷达目标进行识别和告警,而识别的前提是信号的分选。针对传统告警接收机普遍存在增批、虚警的问题,提出了基于数字雷达告警接收机的信号分选与识别方法,介绍了其工作流程和雷达信号的时域模型,对多通道雷达信号分选和识别实现方法进行了阐述,通过试验验证了该方法的有效性。     

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．     

高精度多路激光发射同步控制技术研究

针对战场复杂的激光威胁源,为检验激光告警机的多目标识别能力,研究了一种多路激光同步控制输出的模拟信号源,并提出了基于FPGA技术与光电闭环反馈校正技术相结合的同步控制方案。经过实验测试,同步控制精度小于0.1μs,证明了系统的可行性。     

电子防空光电对抗目标识别与威胁评估方法

机载光电观瞄设备和光电制导武器导引头是区域电子防空光电对抗的直接对象,而快速准确的目标识别与威胁评估是干扰指挥决策并形成有效干扰的基本前提。分析了电子防空光电对抗目标的特征,针对区域电子防空存在的战场态势模糊情况,提出基于行为推理的目标识别方法识别目标类型并预测目标行动,再进一步建立结合降效分析的多属性决策目标威胁评估模型计算目标威胁程度。仿真实例表明,所提方法在支援情报缺失的情况下,能够准确判定目标属性和威胁等级,为干扰目标分配提供依据。     

基于D-S理论的模糊图像智能识别方法研究

针对传统图像识别方法在对模糊图像进行识别处理时,存在识别精度低,识别结果与实际存在差异等问题,为了提高模糊图像的高清识别能力,结合D-S理论,开展模糊图像智能识别方法研究.在明确D-S理论的基础上,基于D-S推理过程描述模糊图像结构,基于融合行为智能识别图像模糊化特征,实现基于D-S理论的模糊图像智能识别方法设计.通过对比实验进一步证明,本文设计的图像智能识别方法在实际应用中,识别精度明显高于传统图像识别方法,并且针对不同类型的模糊图像具有更高的针对性.     

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。     

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。     

用于双波长稳频CO_2激光的自组织模糊控制系统

报道了一种用于高精度双波长稳频ＣＯ２激光的自组织模糊控制系统。由于ＣＯ２激光工作在极复杂的条件下，特别是双波长同时稳定的条件极为严格．故对ＣＯ２激光的一系列工作参量必须进行有效的控制。所介绍的自组织模糊控制系统可以满足这方面的要求。它可使同时振荡的双波长之频率稳定度不论短周期或长周期都优于１０－１０。     

外腔半导体激光器设计与高次谐波稳频

研究了利特罗(Littrow)结构外腔半导体激光器的结构参量对激光连续可调范围的影响。给出了反射镜转轴等处的机械加工误差对激光波长连续可调范围所造成的影响的数值计算结果。介绍了半导体激光器外腔结构设计的具体细节要点。利用该设计制作的外腔只需要配合商用半导体激光管便可以得到优质的780nm激光输出,经测量其线宽小于1MHz,连续可调谐范围大于3GHz。利用腔外Rb饱和吸收谱的三、五次谐波稳频方法对半导体激光器进行了稳频。其中提出了优化激光频率短期稳定度的方法,并对调制深度的选择给出了详细的理论解释。根据该优化方法设计出稳频系统对半导体激光器进行稳频,得到了稳定度达到10-12量级的半导体激光输出。     

基于可调谐激光器的光纤光栅波长解调系统误差分析与补偿

基于可调谐激光器的光纤(Bragg)光栅(FBG)波长解 调系统性能受激光器控制电路、调制参数以及光电探测器(PD)性 能、弱信号采集与放大电路等诸多因素的影响,着重研究了可调谐激光器调制参数中扫描频 率对光栅波长 解调系统的影响,发现波长解调误差随扫描频率的不同而呈现一定的规律,对波长解调误 差与激光器的 扫描频率进行了拟合。将拟合结果植入解调程序中,对激光器当前扫描频率下的解调波长进 行实时误差补 偿,并实验验证了误差补偿后的效果。结果表明,进行误差补偿后系统最大波长解调误差比 之前减小6.0 倍,其中由激光器扫描频率不同导致的波长解调误差和均方差(SD)分别比补偿之前减小2.2倍。最 终 使得基于可调谐激光器的FBG波长解调系统整体波长解调误差控制在1.38pm以内,有效地满足了高 速FBG系统对解调波长准确性和稳定性的要求,适用于高频动态信号的解调。     

基于二维激光告警的闪耀光栅设计

现有光栅衍射型激光告警中,正弦光栅存在1级衍射效率较低,闪耀光栅在闪耀波长附近0级和-1级衍射效率很低,这两种光栅的缺点都降低了激光告警的可靠性。为此文中提出了一种改进型闪耀光栅。将两闪耀光栅反相对接,并且中间留一定无光栅空间,此改进可提高波长在闪耀波长附近0级和-1级的衍射效率,将有效克服传统闪耀光栅的漏报警现象。设计加工了闪耀波长为800 nm的改进型闪耀光栅,理论分析了0级和1级衍射效率;采用波长为808 nm和850 nm的光,对改进型闪耀光栅进行二维激光告警实验测试,实验结果表明,在波长为闪耀波长附近光入射时,改进型较普通闪耀光栅的0级和-1级衍射强度有很大提高,能够被CCD有效探测。该改进型闪耀光栅可有效提高二维激光告警系统的可靠性。     

基于正弦光栅的凝视型激光探测告警系统的设计与实现

当激光入射到正弦光栅时,会产生0级和±1级衍射谱线,通过测量衍射谱线的分布,可获得入射激光的波长及方位角信息。为了实时探测激光光源的波长和方位角,设计了一种基于正弦光栅的凝视型激光探测告警系统。介绍了系统的工作原理,推导了激光波长和方位角的计算公式,并对系统的探测精度进行了数值模拟研究。分析了光栅常数和柱面镜曲率半径对系统探测能力的影响,并且给出了相关函数。实验结果表明:当光栅常数为1/500mm、柱面镜曲率半径为20mm时,系统可实现对波长为320～1100nm、视场角为±20°范围内激光源的实时探测,波长分辨率可达到10nm,角分辨率可达到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。     

基于FPGA和DSP的数字激光告警系统的设计

论述了基于FPGA和DSP等数字处理技术的激光告警系统的设计思想，详细阐述了数字相关检测和信号识别电路的设计原理和软硬件的实现，同时给出了这种体制激光告警系统的性能优势．     

Four-wave mixing and optical modulation in a semiconductor laser

There is a direct connection between nearly degenerate four-wave mixing in a semiconductor laser and optical modulation in the laser field. It can be understood using a model of an unlocked, optically injected laser, which emphasizes the effect of the laser resonator on the optical interactions. This model correctly describes the observed spectral characteristics and their dependence on the intrinsic parameters of the semiconductor laser. This is used to develop a simple and accurate technique using a single experimental setup for the parasitic-free characterization of the intrinsic laser parameters, including the relaxation resonance frequency, the total relaxation rate, the nonlinear relaxation rate, and the linewidth enhancement factor. Other parameters, such as the spontaneous carrier lifetime, the photon lifetime, the differential and nonlinear gain parameters, and the K factor, are determined from the power dependencies of these parameters. This technique requires only two CW lasers closely matched in wavelength and is applicable to semiconductor lasers of any wavelength and any dynamic bandwidth     

弹道导弹弹载红外告警装置技术分析

为提高中远程弹道导弹在飞行中段的突防能力,对导弹在飞行中段受到的威胁来源和目前应用的突防措施进行了分析,指出程序式突防策略的局限和智能化突防策略的优势。通过对陆基中段防御系统及其拦截子系统的工作模式及光谱特征的分析,针对动能拦截弹的特点,创新性地提出了在突防弹头上加装红外告警装置,对拦截弹进行探测和告警,实现智能突防的方法。分析了弹载红外探测告警装置需求的探测谱段、探测视场、探测距离、告警时间等指标。经过分析得出结论:弹载红外告警装置所需的技术指标具备技术可行性。