光幕靶探测光幕光能及性能研究

为了能对更大规模的光幕靶提供必要的数据准备和理论基础,针对光幕靶探测光幕光能的性能进行了研究。通过分析了光幕靶的原理,以及对单个发光二极管的研究,并对其进行近似处理,建立数学模型,用数学代数和叠加的方法得出光幕内的光能分布。针对光幕的特性、目标的特性、以及探测电路特性,对光幕的探测性能能进行了分析。文中的研究为设计更大靶面高精度的光幕靶提供了理论依据。     

天幕靶探测灵敏度与捕获率研究

针对天幕靶探测弹丸的可靠性问题,介绍了一种分析与计算天幕靶探测灵敏度和捕获率的方法。根据天幕靶的工作原理,从探测光幕的幕厚、弹丸长度和光电探测器等方面分析了其光学探测性能;研究了弹丸尺寸、光学镜头参数和探测灵敏度与捕获率的关系,给出它们之间的计算方法。将弹丸在光电探测器感光面上的成像光斑分解为多个单元面积,计算了弹丸穿越光幕过程中探测电路输出的信号;根据瞬间输出信号与背景噪声信号相比较来判断弹丸的存在,并分析了天幕靶的捕获率和影响因素。在大于500 lx的光照度下,按照公式计算了天幕靶探测灵敏度与捕获率,结果表明:当弹丸长度大于光幕幕厚时,天幕靶捕获率为100%;当弹丸长度小于光幕幕厚时,在极端探测距离条件下,捕获率明显降低。     

激光平行光幕光能分布均匀性测量研究

激光平行光幕用途广泛,可以用来测量物体的直径,弹丸的速度、坐标、弹丸着靶密度等.光幕面内光能分布不均匀使得计时误差较大,直接影响测量精度.光幕光能分布均匀性的测量主要是为研究更大规模的光幕靶和密集度靶提供必要的数据准备和理论基础,有助于提高光幕测试的精度.从理论上介绍了激光光斑能量分布情况,对激光平行光幕的设计原理进行了说明,完成了激光平行光幕光能均匀性的测量实验,并使用origin软件对测量数据进行了分析.实验结果与理论分析相符,证明了测量方法的可行性.     

线激光辅助面阵CCD光学成像弹丸位置解算模型北大核心CSCD

针对典型光电测试系统光幕结构复杂、测量精度低的问题,本文提出一种线激光辅助面阵CCD光学成像方法测量弹丸的位置信息;通过分析弹丸穿过激光光幕在面阵CCD上的成像原理,给出弹丸成像所占面阵CCD像元位置信息与弹丸空间位置的关联函数,结合线阵列光电探测器接收弹丸过幕信号的编码点位置,构建弹丸空间位置解算模型;根据仿真分析,在1 m×1 m探测区域内x,y坐标最大误差均小于3.5 mm;通过与木板靶测试进行对比实验,验证了激光辅助面阵CCD光学成像测量弹丸位置信息的科学性和正确性。     

线激光平行检测阵列弹幕武器弹着点测试方法

针对弹幕武器的立靶密集度测试难题,提出了一种基于线激光平行检测阵列组合的测试方法。研究了在平行检测阵列结构下实现弹丸定位的测量原理,推导了弹着点坐标解算公式,给出了弹着点坐标解算的程序流程,并分析了检测阵列精度导致的输出误差,研究了坐标计算误差与坐标位置及靶面大小的分布关系。当规则靶面面积从3 m3 m扩展到10 m10 m时,排除极小部分高误差区域后的x坐标固有误差绝对值从1.56 mm变成5 mm,增加了3.44 mm,y坐标测量固有误差为2 mm。对规则靶面面积为1 m1 m样机的模拟坐标测试结果表明,当采用的阵列精度为1.6 mm时,x坐标最大误差为3.6 mm,y坐标最大误差为2.8 mm。该测试方法有效光幕面积大、测量精度高、布靶难度小。     

大靶面光电探测靶光源研究与设计

为了满足光电探测靶在室内大靶面测量的需要,提出了采用特定波长发光二极管设计符合要求的线光源.根据光电探测靶光电探测特点,分析了影响探测灵敏度的因素与光电探测接收器的光谱特性,提出了采用波长为680 nm的红外发光二极管设计的大靶面线光源;分析了探测幕厚与弹丸弹长、探测器输出信号的关系;根据发光管的辐射光能、输出亮度及参数设计了线光源,并分析了光源设计原理.通过实验证明,所设计的线光源满足要求,提高了光电探测靶探测灵敏度,探测距离高达2 000倍弹径,作用视场约800,且光源功耗小,工作稳定.     

全向激光告警系统的探测灵敏度分析

阐述了全向激光告警系统的结构特点,阐明了成像型全向激光告警系统的两个限制因素:光学系统像面照度均匀性和大视场角之间的矛盾;大视场接收和窄带光谱滤波技术之间的矛盾.分析了鱼眼镜头像面照度的均匀性,以及窄带干涉滤光片对于不同入射角的透射率.综合鱼眼镜头、窄带滤光片和面阵探测器3个硬件之间相互关系,给出激光全向告警探测灵敏度的估算公式,并通过实验验证了其准确性.最后得出结论,为了保证像面的均匀性及系统探测灵敏度,鱼眼镜头和滤光片的参数要配合得当:在选择鱼眼镜头时,需酌情考虑其最大像方出射角;窄带光谱滤光片需满足一定的透射率要求,则要求鱼眼镜头出射光线的最大像方出射角要控制在滤光片有较高透射率的入射角范围之内.对全向激光探测告警系统的器件选择,使器件组合达到最佳的探测性能具有指导意义.     

采用小波分析法的立靶测量系统时间计算方法

在立靶测量系统中,针对弹丸作用光幕时探测电路输出信号的不一致,导致传统的弹头触发和弹尾触发方式提取光幕时间值存在较大的测时误差问题,提出了利用计算机采集光电探测靶的输出信号,采用小波变换模极大值方法,检测弹丸穿越光幕时产生的信号突变点奇异位置,计算信号突变起始点之间的采样点数,结合采集系统的采样率,推算出弹丸作用于光幕...     

天幕靶灵敏度的标定方法与试验

天幕靶探测灵敏度是天幕靶重要的性能指标.分析了天幕靶的工作原理和灵敏度机理,给出了光学镜头参数、被测弹丸长度与灵敏度之间的关系公式,提出了一种用小口径弹丸标定灵敏度的方法,推导了倍弹径数标定修正公式.通过气枪弹试验验证,文中研究的标定方法可行,给出的倍弹径数对实际使用具有明确的指导意义.     

声阵列与光探测组合测试弹着点坐标的研究

在立靶密集度测试中,为构建更大的测试靶面(10m×10m),且要求测试系统具有较高的精度,在声探测阵列中增加了光探测器,组成了一种新的测量模型。该模型既具有声阵列能构成巨大测试靶面的特点,又通过引入光探测来提高测试系统的精度。推导了该模型的测量公式,并进行误差分析和仿真,得到了x坐标误差为5mm、y坐标误差为15mm的理论测试精度。     

红外光幕靶信号采集与调理电路设计

针对PDF文件的特点,应用pdfbox开源库对PDF文件进行解析,去除PDF文件的文件头、交叉引用表以及文件尾等额外的文档描述信息得到目标信息。在研究不确定性理论的基础上,确定初始证据各种特征的可信度计算方法．通过推理网络及证据理论的推理算法,得到各个证据的可信度,最后比较各个证据可信度,对论文元数据进行抽取。实验表明,各类元数据的查全率都在87％以上,查准率都在92％以上,与常用的正则表达式方法相比准确率提高了10％以上,大幅提高了工作效率。     

动态热释电传感器网络目标跟踪技术研究

提出了一种动态热释电红外辐射传感器网络的目 标 跟踪方法,使热释电传感器在运动状态下进行目标探测,通过采集、分析 动态热释电传感器输出的信号特征可得到目标的角度信息;使用传感器网络目标定位数 学模型, 对多个节点的信息进行融合即可实现运动目标的定位及跟踪,并有效解决了热释电 探测距离及探测角度的矛盾问题。实验表明,所提方法可在大范围对目标进行定时监控及自 主跟踪,在探测范围及灵敏度、定位精度 等方面具有很大优势。     

基于MPPC阵列的三维单光子成像技术研究

三维成像技术在自动驾驶、航空任务、军事领域等都有着广泛的应用,不同技术体制的成像系统有不同的优点,其中基于多像素光子计数器(Multi-Pixel Photon Counter, MPPC)的三维成像技术由于其成像速度快、对极弱光敏感等优势具有广阔的发展潜力。然而,由于MPPC阵列发展不成熟,基于MPPC阵列的弱光三维成像探测水平受到限制。利用日本滨松公司研发的具有32×32规模的MPPC阵列S15013系列二维光子计数图像传感器,开发了一套三维成像系统,传感器的每个像素由12个单光子雪崩二极管并联而成,其总探测像素达到1 K以上。基于该系统,分析了阈值电压、镜头光阑等参数条件对三维成像探测结果的影响,对系统探测灵敏度和精度进行了测试,并针对37 m远模拟目标开展了三维成像探测试验。试验结果表明:在回波光子数约1.98 (光子/像素)的暗弱条件下,目标区域测距精度达到0.268 m,三维结构特征明显,达到了接近单光子成像的探测水平。     

"神光-Ⅱ"装置靶面均匀辐照系统的优化设计

利用小透镜列阵均匀化技术 ,针对“神光 Ⅱ”出射光束近场光强特殊分布 (有大面积光强为零的区域 )的情况 ,通过对主聚焦透镜及小透镜列阵组合系统的优化设计 ,实现了靶面光强的大光斑均匀辐照 ,并利用其驱动平面铝靶 ,获得了具有大范围良好平面性的冲击波发光信号。     

无合作目标激光检测气体回波功率增强研究

为提高无合作目标遥测气体回波功率的检测性能,建立了无合作目标表面激光辐射传输模型和菲涅尔透镜汇聚点偏移模型。利用TracePro光学软件分析了漫反射回波传输特性。研究了不同检测距离下激光回波辐射强度的变化。对比单菲涅尔透镜光接收机(SFL-OR)和菲涅尔透镜阵列光接收机(FLA-OR)的回波功率检测特性并分析其存在差异的原因。结果表明,无合作目标表面扩散反射回波功率与检测距离呈幂函数关系。在10~20 m检测距离范围内,FLA-OR相对于SFL-OR几何尺寸缩小了90%,光学效率达到92%,而SFL-OR由于汇聚点偏移导致其平均光学效率仅为38.56%。     

Resolution of Near-Field Microwave Target Detection and Imaging by Using Flat LHM Lens

It is demonstrated in this paper that higher focusing resolution will be provided by flat left-handed metamaterial (LHM) lens if compared to convex dielectric lens and elliptical reflector focusing system. High-resolution near-field microwave target detection and imaging with flat LHM lens can be implemented by scanning the focal point of the flat LHM lens in the region under detection and screening directly the field intensity distribution of backscattered microwave refocused by the flat LHM lens. Numerical simulations demonstrate that sub-wavelength imaging resolution can be obtained by the proposed approach due to the sub-wavelength focusing resolution of flat LHM lens. Moreover, almost unique imaging resolution for the detection and imaging of target at different depths is also demonstrated. For practical LHM lenses, it is shown that the losses of LHM up to the order as reported in some LHM experiments will limit the sub-wavelength resolution of the proposed approach to an acceptable level.     

一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

为了改善大功率半导体激光器快轴和慢轴两个方向光束质量极不均衡这一光束特性,基于几何光学的折射原理,经过理论分析和软件模拟实验设计了一套发射光学系统,采用柱面镜改变快轴和慢轴的发散度,使输出光束在子午方向上以窄视场发射,在弧矢方向上覆盖±30°的视场,并加入特殊结构的棱镜混光,得到目标区域内能量分布均匀性大于75%的窄带状光束,能量利用率达80%以上。结果表明,单套发射系统可以完成工作距离15m以内的±30°视场探测,6套发射系统构成360°视场完成周视探测。这一结果对于提高激光主动探测的精度和增大其使用范围是有帮助的。     

A high-resolution electron gun for thermoplastic recording using prefocus deflection

A demagnification gun of high resolution was developed for thermoplastic recording by deflecting the electron beam at the entry of a large focusing lens. The unconventional approach of prefocus deflection allows close spacing between the "short" focusing lens and the target (phosphor screen or thermoplastic tape) required for demagnification and results in a gun with a relatively short length. The diameter of the focusing lens is about three times larger than the 25-mm diameter area to be scanned in order to keep spot distortions of the deflected beam at a minimum. Electrostatic focusing combined with magnetic deflection was selected. The special focusing lens that is used is shaped for low aberrations, increased demagnification and increased deflection sensitivity. Small deflection fields are required since the electron beam is being deflected in the accelerating field while the electron velocities are still low. The gun operates at 10 kv and delivers a 5-micron spot at 1µa. This corresponds to a resolution of 5000 spot diameters at average current densities in excess of 5 amp/cm². In spite of the high resolution, the over-all length of the gun measured from the target is only 9 inches.