空间对抗中的激光武器

作为威慑战略的一部份,美国正在发展摧毁卫星的能力,而开发激光反卫武器则是实 现空间控制的重要研发计划之一。本文首先初步分析了卫星对激光武器的易损性,然后评述和讨论了地基激光、机载激光和可伸缩的空天全球激光交战反卫武器的系统概念,关键技术和部件的重大进展,以及存在的问题。     

大功率激光光学系统杂散光分析的数据结构

文中主要研究发功率激光光学系统光学表面多次反射而形成的杂散光及其数学模型与计算方法，提出了杂散光分析的二叉树数据结构。利用这种数据结构，作者编制了激光光学系统杂散光分析软件，针对两个实例建立了近轴鬼光束树。实例计算表明，采用该数据结构可以全面描述杂散光状况，并根据设计人员的要求捕捉危害较大的鬼像。     

一体化航天测控软件框架研究与关键技术

提高测控软件的实时性、可靠性、可重用性和安全性已成为航天测控通信系统研究与发展中的重要研究课题。探讨了目前航天测控软件存在的不良现状,阐述了建立一体化航天测控软件框架的重要意义;介绍了欧空局任务控制软件框架的设计策略、体系框架和研究进展;提出了一体化航天测控软件框架研究的总体目标和软件框架参考模型;分析了软件框架研究在平台无关性设计、组件/构件集成技术、异构系统间互操作技术、安全技术、可靠性技术、协同工作与调度技术和软件总体技术等方面需要突破的关键技术。     

Optical lithography stalls X-rays

The revival in optical lithography resulting from continuing advances in photoresists, phase-shifting masks, high-numerical-aperture step-and-repeat optical systems, multilevel-resist processing, and top-surface imaging techniques is discussed. Optical lithography is being used to make advanced IC chips, with 0.35 μm geometries in research, 0.5 μm in production. Ultraviolet (UV) light in the 200-400 nm range is the predominant system for IC manufacturing technology. Deep-UV lithography is not yet accepted for production processes, mostly due to the lack of commercially available positive and negative-tone photoresist systems for deep-UV wavelengths. In addition, negative-tone resists are temperature-sensitive and therefore hard to handle in a manufacturing environment, extensive gas-handling facilities are required for deep-UV excimer laser sources, and optical components have to be replaced often because the intense laser energy devitrifies lenses quickly     

Galileo卫星激光反射器的结构设计

卫星激光反射器的结构设计是激光反射器设计的重要内容,本文以Galileo卫星激光反射器为例,阐述了中高轨导航卫星激光反射器结构设计所需解决的问题和措施途径,包括结构总体布局、角反射器组件结构、材料设计、减振缓冲、静电防护、热控技术等;并针对航天环境载荷(结构装配、恒加速度、振动、冲击、热循环等),对激光反射器的机械和光学性能影响进行了分析、计算和讨论,以此验证结构设计的可行性;Galileo卫星实际测距效果理想进一步表明Galileo反射器结构设计的合理。     

美国激光武器发展分析

介绍了激光武器的主要特点,从激光器基础技术、车载高能固体激光武器技术、舰载激光武器技术、机载激光器技术等方面分析了美国激光武器的发展历程以及装备的研制、改进情况,探讨了美国在天基、机载、车载、地基、舰载等平台的激光武器研制计划及在一些关键技术方面取得的突破,基于上述分析总结归纳了美国激光武器的发展趋势。     

空间机动平台在轨激光推进技术研究

以卫星为主要代表的空间机动平台是"太空战"、"天基战"的重要元素,空间推进器是卫星的姿态控制及轨道的修正、保持和机动的重要执行系统.在分析空间机动平台对激光推进技术需求的基础上,论述了激光推进技术的原理、关键技术及最新进展,初步完成了空间机动平台自身携带的推进器激光接收光学系统的设计,探讨了基于环聚焦结构的系统性能分析思路.     

激光与经纬仪高精准对接技术

激光发射系统中激光与经纬仪高精准对接保证了激光的高精度定向发射,针对激光器与经纬仪机下对接方式,从理论上建立整体坐标系下基于库德光路传导激光的库德镜空间归一化模型,精确标定激光在各库德镜空间中的位置及其变化,通过该模型提出内场分级、外场秒级的激光与经纬仪高精准对接技术,结合某长波激光发射系统进行实验验证,可实现激光与经纬仪2以内高效精准对接,从工程上验证了该技术的正确性和实用性,为该类型激光对接提供了技术支撑。     

速率陀螺式激光导引头稳定跟踪原理分析与仿真

激光导引头是激光末制导武器(炮弹、炸弹和导弹)的核心部件,其性能优劣直接影响对目标的捕获、跟踪性能及命中精度,采用计算机仿真技术对激光导引头系统进行建模和仿真是一条有效评估其性能的途径.结合某速率陀螺稳定式激光导引头的结构特点,研究其空间稳定和跟踪的工作机理,并应用多体力学和空间飞行原理建立了该型导引头伺服系统的数学模...     

星间光通信中的APT技术及其控制系统

APT（Acquisition Pointing and Tracking）技术是星间光通信的关键技术。介绍了该技术中的扫描、捕获、指向、跟踪过程及其控制系统,重点论述了实现跟踪的困难性,相应地介绍了一种有效的扰动抑制控制系统。     

On Nonblocking Switching Networks Composed of Digital Symmetrical Matrices

Significant advances in semiconductor technology make it possible to construct new components called digital symmetrical matrices, which mix in the same integrated circuit, time and space switching. In this paper, structures of multistage nonblocking networks composed of such matrices are described. The condition under which the network will be nonblocking is formulated, and the relationship between the maximal capacity of the network and the number of switching stages is discussed. Formulas for designing optimal threeand five-stage networks are derived. It is shown that general multistage networks should have as few stages as possible for minimizing the cost.     

导航卫星激光反射器技术发展综述

卫星激光角反射器(laser retro-reflector,LRR)作为SLR系统空间载荷部分,装载在卫星表面,其作用是增强星体目标对激光信号的反射率,实现星地距离的精密测距。导航卫星激光反射器是星载激光反射器应用的一个主要分支,本文主要就导航卫星激光反射器国内外技术发展现状、光机设计主要问题、未来趋势和研究方向进行了扼要的评述、讨论和展望;所叙述的内容对其他类型激光反射器的设计同样有借鉴作用。     

ATP系统接口电路设计分析

对空间光通信系统中的捕获、跟踪、瞄准（ Ａ Ｔ Ｐ）系统进行了介绍,对 Ａ Ｔ Ｐ系统的计算机接口及其接口电路进行了详细的分析和讨论,并给出了部分电路结构图。     

空间光通信中高帧频相机动态调光技术研究

为了满足空间光通信精密跟踪的需求,在信标光路中保证光电探测器接收到的激光能量稳定不变,研制了满足大气环境下动态光强稳定装置。对该装置所采用的基于液晶的高帧频相机动态调光技术进行研究。通过与传统机械调光、电子快门调光相比较,验证基于液晶的高帧频相机动态调光技术的可行性。结合空间光通信系统的特点,阐述基于液晶的动态调光原理。介绍了基于液晶的动态光强稳定装置系统组成,给出实验数据和结果。结果表明:采用液晶光束衰减器对高帧频CCD相机进行动态调光,可以实现在无机械运动部件条件下对信标激光能量进行自动控制,从而保证探测器接收到的激光能量稳定。因此在空间光通信中,基于液晶的高帧频相机动态调光技术是可行的,而且有着广阔的应用前景。     

星载激光测高仪固体激光器技术研究与发展

空间固体激光器是星载激光测高系统的重要载荷,也是先进激光器的典型代表。星载激光测高的应用需求和星载应用环境决定了空间激光器的技术特点和规律,使得空间固体激光器成为了先进性、可靠性、成熟性和小型轻量化的技术与工艺统一。分析了星载激光测高应用的空间固体激光器高可靠激光谐振腔技术、高重频窄脉宽微脉冲多光束激光器技术、LD/光纤/固体相融合技术等方面的发展现状,介绍了单光子阵列推扫式激光雷达用空间固体激光器的技术突破,并对卫星激光测高固体激光器技术发展进行了展望。     

地基激光测距系统观测空间碎片及其探测能力研究

空间碎片高精度测量是提升碎片目标精密监测与预警的重要途径。作为空间碎片地基光电探测技术,激光测距具有高精度测量特性。根据空间碎片激光测距特点以及瞄准国际技术发展,研制高性能高功率激光器、突破高效率激光信号探测等,国内首先建立了60 cm口径空间碎片激光测距系统,实现了碎片目标测量距离从500~2 600 km,目标截面积从小于0.5 m2到大于10 m2,具备了空间碎片常规测量能力。根据空间碎片激光测距方程,结合实际激光回波数据,综合考虑空间碎片过境时段等,构建了地基激光测距系统探测仿真模型,研究了60 cm口径空间碎片激光测距系统探测能力,可对距离1 000 km、直径大于50 cm碎片目标进行观测,与实际测量结果相符,验证了仿真模型的合理性,为未来地基激光测距系统高效运行及测量装备建设与探测效能评估奠定了基础。     

成像型激光探测系统作用距离研究

作用距离是激光探测系统设计首要考虑的内容。以成像型激光探测系统为技术背景,分析了激光在大气中的传输效应,得出了光束传输与大气参量如大气能见度和折射率结构常数的关系式。进而考虑大气闪烁对激光瞬时分布的影响,综合孔径平均效应推导出了系统在一定探测概率时,用最小探测功率或最小照度表示的作用距离模型。并结合典型实例,数值模拟了接收功率与探测距离的定量关系。计算结果表明,灵敏度为毫瓦每平方厘米级的激光能够探测到一般战术情况下经过接收器平台附近的激光信号,从而为系统设计和研制提供了理论依据。     

机场泊位引导系统的发展现状及关键技术分析

介绍了机场泊位引导系统的发展现状,对当前国外研发生产的几款设备以及科研专利中的实现方法进行了系统比较,并对其发展趋势进行了展望。概述了基于三维激光扫描技术泊位引导系统的结构组成和工作原理。在总结对比泊位系统中激光扫描单元与成品三维激光扫描仪多种差别的基础上,论述了脉冲激光测距和双振镜扫描在泊位系统应用中的设计要求,针对容易产生误差的环节,提出了相应的校正方法,同时介绍了点云数据处理流程和算法设计要点。     

空间目标光学散射特性研究进展

空间目标光学散射特性建模与分析是空间光学监视系统论证设计、性能评价的前提和基础。以空间目标的可见光与激光散射特性为主要研究对象,分析了空间目标光学散射特性的基本研究内容和方法,介绍了国内外应用于卫星表面材料的比较典型的BRDF 模型,从卫星表面材料BRDF 测量与建模、目标可见光散射特性测量与仿真计算和空间目标LRCS 测量与仿真计算三个方面,介绍了国内外典型研究单位的研究成果以及下一步的研究发展方向。可为空间目标光学特性研究思路与方法提供借鉴。