激光主动成像制导导引头设计方法研究

介绍了导弹激光主动成像制导导引头系统的工作原理,分析了当前激光主动成像制导导引头系统在激光器、探测体制和扫描方式的选择上存在的问题,结合导弹制导的特点,并根据目前国外激光雷达技术发展的现状,研究了高空间分辨率及高成像速率的激光主动成像制导导引头系统的设计方法.     

距离选通激光主动成像技术

根据有无照明光源,成像系统可以分为主动成像和被动成像系统两种.被动成像最大的特点就是本身不带光源,依赖于环境或目标的发光,并最终成像.主动成像是指采用一个人造光学辐射源(一般为激光器)和接收机,其接收机用于收集和探测目标景物直接或反射后的部分光辐射.激光成像是一种主动成像,由于激光具有高强度、高准直性、单色性好、易于同步等优点,因而在成像系统中常常采用激光器作为照明光源.     

激光主动成像系统同步控制板的设计与实现

激光主动成像系统是以激光为光源,对远、小、暗或者恶劣天气条件下的目标进行照明,利用CCD摄相机接收目标的回波信号最终成像,从而实现对目标的跟踪、探测和识别。为了克服主动成像系统的大气后向散射,提高成像质量,利用单片机和CPLD设计了距离选通同步控制板。利用同步控制板可产生精度为1 ns的选通控制脉冲,实现了激光器与摄相机的同步控制,以时间的先后分开不同距离上的后向散射和目标反射回的有用信号。仿真和实验结果证明:该控制板能确保目标的回波信号刚好在摄相机选通工作的时间内到达摄像机并成像。     

距离选通技术在运动目标激光主动成像中应用

激光主动成像系统已被广泛应用,但是大多系统都是针对静止目标,在实际应用中对运动目标成像时受到限制。文中首先阐述了针对静止目标的激光主动系统,然后分析了运动目标成像时与静止目标的不同,分析了相对运动和固定焦距的光学系统的离焦效应,构建了3种运动目标激光主动成像体制,最后,在对静止目标成像的基础上,采用红外热像仪在大视场内跟踪目标,测距机实时测量距离信息的方式,建立了基于距离选通的运动目标激光主动成像系统。实验获得了距离500 m,运动速度为5 m/s气球运动目标的图像,突破了合作目标及多点定位的限制,为进一步跟踪快速运动目标提供了借鉴,同时也对运动目标激光三维图像的获取与处理研究提供了基础。     

激光主动成像技术应用及发展

近年来,激光主动成像技术得到快速发展,为获取高分辨率的图像信息提供了一种全新的探测手段。本文阐述了距离选通成像系统的基本原理,结合国外研究成果,对4种成像探测系统做了介绍:超分辨率距离映射成像系统、短波红外单基/双基成像系统和红外与激光双模组合成像系统。重点对各系统的构成、关键器件及技术优势进行了研究,并对实验结果进行了分析。分析了距离选通成像技术的发展趋势,对发展新型成像探测系统具有参考价值。     

激光主动成像系统探测距离方程的研究

为了计算激光主动成像系统的探测距离,借助于激光照明模型,根据成像过程中影响系统成像质量的因素,推导了激光主动成像系统的探测距离方程.根据相机发现识别目标所需要的信噪比阈值,脉冲激光器、ICCD接收器的性能指标,大气消光系数等参数,估计了激光主动成像系统的最大探测距离.利用工作波长为0.532μm的固体激光器,Basler 201b相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,进行了主动成像实验,并对系统最大距离方程进行了仿真与验证.     

激光距离选通成像同步控制系统的设计与实现

针对传统的激光距离选通成像系统需要已知距离及精确的激光器传输时间延迟等先决条件,设计并实现了一种基于DSP的激光距离选通成像系统,并对其同步控制方法进行详细地探讨。该方案利用快速DSP控制器完成测距和距离延迟,产生纳秒级的选通脉冲选通ICCD摄像机,有效地实现了距离选通及精确的图像清晰度控制,在无需任何先决条件的情况下,可以获得目标的距离信息和距离选通图像。     

激光主动成像系统探测距离的计算与仿真

为了准确计算主动成像系统的工作距离,利用激光照明模型,根据成像过程中影响系统成像质量的因素,建立了激光主动成像系统的信噪比模型。根据相机发现识别目标所需要的信噪比阈值,脉冲激光器I、CCD接收器的性能指标,大气消光系数等参数,推导出激光主动成像系统的工作距离公式。利用工作波长为0.532μm的脉冲Nd∶YAG激光器,CCD相机,以及基于CPLD技术设计的距离选通同步控制板,进行了主动成像实验,并且完成了系统探测距离的计算与仿真。     

利用时间切片序列图像的三维成像距离信息计算方法

距离选通激光主动成像技术进行三维成像的方法之一是通过延迟时间步进变化获得不同距离切片序列图像,通过处理序列二维图像获取目标点的三维信息,其关键是数据处理方法。在分析应用延时步进方法进行距离选通三维成像基本理论的基础上,针对系统激光脉宽、ICCD快门时间、延时步进等参数值较大时获得的灰度值序列特征,提出一种改变参与计算的图像帧数的目标距离计算改进方法,实验结果表明:该方法在减小运算量的同时可有效提高三维成像的距离精度。     

主动雷达/红外成像复合导引头技术浅谈

介绍了主动雷达/红外成像复合导引头的特点,分析了复合导引头的主要复合方式,对主动雷达,红外成像复合导引头的关键技术进行了初步的探讨.     

在高精度要求下的激光导引头改进设计探究

本文介绍了激光半主动导引头的发展现状及其应用的前景,提出了采用双四象限探测器提取目标信号的方法,以及平台式稳定跟踪目标的导引头结构组成方案,并且讨论了激光半主动导引头在激光制导系统中的应用问题。由于导引头采用平台式稳定跟踪方案,加之激光的单色性好,光束发散角小,导引头抗自然干扰和人工干扰能力强,导引头精度大大提高,使得激光半主动导引头在制导武器中得到广泛的应用。     

红外/激光共孔径双模导引头光学系统设计

为解决在扩展防空(EAD)和弹道导弹防御(BMD)下自主式制导,目标检测、分类及识别等问题,介绍了一种新型的设计原理,在使用同一接收孔径的条件下,将红外成像传感器和激光雷达成像传感器整合为一个小型的导引头,并设计了其中的光学系统。通过红外传感器探测场景,识别出再入飞行器,给激光雷达指示选择的目标,激光雷达用高功率的激光脉冲照亮所选的目标,目标反射的激光由接收光学系统成像到焦平面上。接着,以快照方式对图像采样,从而得到三维信息(角度-角度-距离)。整个系统采用卡式光学系统结构,通过二色分光镜作为分色面,实现了激光接收与红外成像的共口径,给光学设计带来方便,给出了系统结构参数确定的方法,并用CODE V光学设计软件设计了光学系统。所设计的光学系统具有较好的成像质量,可满足系统的性能要求。     

红外成像导引头视场选择及搜索策略设计

视场的大小、形状及搜索策略是影响红外成像导引头截获概率的重要因素。在分析视场对导弹截获概率影响原理的基础上,定义了搜索场和截获场的概念,建立了不同视场形状和搜索策略的工作状态模型,并对常用的视场形状和搜索策略组合进行对比分析。仿真计算实例表明,截获场小于等于搜索场,采用不同的视场形状和搜索策略所获得截获场的大小不同,要根据设计需求优化选择。相关的研究方法和结论为红外成像导引头的视场选择和搜索策略设计提供了理论参考。     

高性能红外成像导引头设计中值得重视的几个问题

近年来,随着精确制导武器在现代战争中的地位不断提高,红外成像寻的制导技术的开发与运用越来越受到国内外的重视,而随着作战使命和作战环境的日益复杂化,精确制导武器对红外成像导引头的要求也越来越高,要求红外成像导引头具有高探测灵敏度、高空间分辨率、大动态范围,并具有较强的目标识别能力、抗干扰能力和战场环境适应性.为了实现武器系统对红外成像导引头提出的越来越高的要求,在高性能的红外成像导引头设计中必须考虑到红外成像制导导弹的作战使命、作战对象、作战使用环境,充分重视红外成像导引头的权衡设计、红外焦平面阵列探测器的优化应用、复杂背景和对抗条件下的自主目标识别等问题,这样才能设计出高性能的红外成像导引头,全面满足武器系统对导引头提出的越来越高的要求.     

光学成像导引头半捷联稳定

对半捷联式成像导引头在空地导弹中的应用特性进行了研究,对比了半捷联式导引头与陀螺稳定平台式导引头.在此基础上分析了稳定误差的来源,并确定了主要误差源.对于可抑制的误差源提出匹配滤波的抑制方法,并建立模型进行仿真分析.以非捷联稳定平台为基础,加入基座陀螺进行扰动仿真,应用匹配滤波的方法对实验数据进行合成对比,结果表明:匹...     

W波段雷达导引头技术分析

由于电子对抗技术的飞速发展,低频段电子干扰设备已经非常完善,低频段主动雷达的工作效能相应地大幅度降低。为了提高雷达系统的抗干扰能力,通过对国内外雷达技术发展趋势的研究,以及影响雷达系统抗干扰能力主要因素的分析。说明了采用更高频段的雷达导引头技术发展的重要性。以W波段雷达导引头技术发展及应用为前提,对其中需要解决的关键技术进行了分解,论述了W波段雷达导引头的基本实现方案、关键技术解决途径,得出W波段雷达导引头技术发展具有策略上的必要性和技术上的可行性的结论。     

宽带波形在主动雷达导引头中的应用研究

为了提高雷达导引头抗干扰能力及使用的灵活性,导引头工作波形采用宽带波形设计方法。通过对各种宽带波形在导引头中的应用分析及仿真计算,得到了各宽带波形的信号处理及参数设计方法。在此基础上结合雷达导引头的发展方向提出了多工作波形体制的设计思想,并根据导引头作战需求给出了各工作波形的使用方法,对雷达导引头工作波形的实用化设计具有一定的参考价值。     

一种适用于空空导弹的激光灰度成像引信技术

针对空空导弹激光引信易受云烟雾、地海杂波干扰的问题,提出了一种适用于空空导弹的激光灰度成像引信技术。采用推扫式线阵成像探测方式,即随着弹目交会运动并根据激光回波幅度对目标逐行扫描灰度成像。通过渐进式目标识别算法处理逐行累积而成的灰度轮廓像可实现激光引信精细化探测,从而提高其抗干扰的能力。原理样机试验验证数据表明,激光灰度成像技术可较好地运用到激光引信中,验证试验获取的图像、数据,为激光引信抗干扰研究提供了技术储备。     

红外导引头动态场景仿真技术(英文)

红外导引头硬件测试的重要性促进了目前大量红外动态场景仿真技术的发展,红外动态场景仿真技术包括动态红外仿真器技术与红外场景仿真技术.红外场景发生器主要有电阻阵列、液晶光阀(LCLVS)、激光显示器、激光半导体阵列、红外CRT和数字微镜(DMD)等.DMD对导引头的性能测试可提供较高的性能指标,而该类型的红外场景发生器正在不断发展之中.红外场景生成可分为数据生成与编程阶段.三维目标模型采用Multigen Creator完成,而场景生成采用Vega完成.Vega的SensorVision模块可以提供大气模型参数以及目标纹理材质.