光栅衍射型激光告警光学系统设计

为实时测量来袭激光的特征参数、入射方向等信息,设计了基于光栅的激光告警光学系统.使用正弦透射光栅,来袭激光衍射后只有零级和一级衍射,有利于信号采样和处理.该光学系统由遮光罩、正弦光栅、平凸柱面镜、线阵CCD构成.通过理论分析和计算,确定了各光学元件参数.实验结果表明,采用该光学系统的激光告警器可以实现对波长范围为500～1100 nm、波长分辨率小于等于10 nm、入射角分辨率小于等于1°、视场角为22.5°的激光测量.     

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°。     

高空间分辨率的非成像型激光告警装置设计

为了在非成像型激光告警装置中获得来袭激光方位，使用半球体结构排布光电传感器。通过对光电传感器定位编号以及光强采集，基于激光来袭时的受光传感器空间坐标和激光强度，进行数学化建模，从而获得激光来袭方向。针对告警装置中噪声电流对该方法求解方位信息的影响，论证了该方法可得到的最小角度分辨率表达式，并为此方法设计了实际的可行方案。     

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°。     

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。     

宽波段激光告警中以太网接收图像系统设计

针对可见近红外宽波段二维激光告警机对来袭激光实时高速采集及计算的要求,设计出基于千兆以太网的数据高速传输系统.该设计采用专用芯片RTL8211EG,设计驱动电路实现协议控制及激光光斑信息图像数据封装,传输后由CRC校验算法验证数据是否正确,最后将准确数据传输到DSP进行处理.经验证,该系统传输利用率可达60％;并用波长550 nm和1 200 nm光模拟可见和近红外两个波段的来袭激光,验证数据传输的准确性,结果显示系统传输图像无错漏.表明该系统的传输速率及数据准确性能达到激光告警要求,为可见近红外宽波段二维激光告警机提供高速准确的测量数据.     

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。     

基于柱透镜的非成像式激光定向方法

探测报知激光威胁源的方向是激光告警必不可少的一项技术指标。针对目前的告警系统的缺点,提出了一种基于柱透镜的高精度激光告警方法,并采用非成像方式对来袭激光进行定向。系统由两个相互垂直的线阵结构组成,线阵结构包括柱透镜组与线阵红外焦平面阵列。告警系统通过来袭激光在线阵焦平面阵列上线斑的偏移量来确定入射激光的水平方位角和俯仰角,从而达到对来袭激光进行定向的目的。文中阐述了该方法的基本原理及系统的结构组成,进行了误差分析,并对光学系统进行了仿真实验。实验结果表明:基于该方法的激光告警系统的视场角达到16。该方法对激光告警系统在汽车、飞机以及卫星上的应用具有十分重要的指导意义。     

激光方位探测技术的分析

激光告警作为激光对抗的重要组成部分,在现代战争中起着重要的作用,精确测定入射激光的方向是激光告警发展的需要。介绍了多窗口探测型、成像型、掩膜型、相干型四种现有激光方位探测技术的基本原理和发展现状,总结了各探测技术的优缺点,并指出了来袭激光方位确定技术的发展方向。     

高重频激光压制干扰与激光制导系统相互作用效应研究

在时域上分析了高重频激光压制式干扰作用时激光导引头的信息处理过程.以具有抗干扰措施的激光制导系统为干扰目标,采用二极管泵浦全固体高重频激光器为干扰源干扰激光导引头,通过外场试验从系统级角度研究了高重频压制干扰与激光制导系统相互作用效应.用所记录的目标视线和系统光轴角误差数据表征相互作用效应,说明高重频激光压制干扰与激光制导系统相互作用效应表现为激光导引头的信息处理机制被破坏,不能正常给出的水平、俯仰角度误差信息,但这种破坏在压制干扰消除后即刻消除.     

宽波段低虚警率激光告警电路研究

为满足复杂电磁环境下的使用要求,克服强背景光干扰造成的高虚警率,设计了一种具有较强的抗电磁干扰能力和低虚警率的激光告警电路。分析了现有各种激光探测技术的特点和不足,有针对性的采用了模拟电路和数字电路相结合的方式,在模拟电路部分实现了探测激光波段的改进,在数字电路部分实现了虚警率的降低。范围采用灵敏度高、响应带宽宽的光电探测器作为来袭激光接收装置,可探测探测器响应频带内不同波段的来袭激光信号。基于可编程逻辑控制器件(CPLD)的逻辑驱动控制电路能按程序给定的规则判别来袭激光信号的脉冲宽度,排除干扰光信号造成的误判,降低虚警率。测试结果表明,该电路的放大电路增益G=30,信噪比为20dB,探测距离≤5km,探测波长范围为850～1 700nm,虚警率≤5%。     

抗背景光干扰的双波长激光脉冲相关检测方法

针对激光脉冲相关检测易受背景光干扰影响的问题,提出了一种抗背景光干扰的双波长激光脉冲相关检测电路设计方案。设计了四路视场相同的探测单元,分别在其前面加装中心波长不同的窄带滤光片。当其中一个工作波长的威胁激光出现时,对应波长的两路探测器的输出与威胁激光信号和背景光响应,而另外两路探测器的输出则仅作为背景光响应,将它们分别对应相减后再进行相关处理,从而抑制各单元间相关背景光的干扰,同时实现对双波长激光脉冲的相关检测。实验结果表明:电路在实现对背景光干扰有效抑制的同时还能实现对双波长激光脉冲的相关检测,证明了设计方案的可实施性与有效性。     

光纤延迟线长度编码优化设计

在光纤延迟测向激光告警系统中，光纤延迟线是用来连接光学接收系统和光电转换系统的．起到传输光、延迟光、对光信号进行编码的作用。由于光纤延迟线的长度不同，光学窗口接收到的激光脉冲产生不同的时间延迟．从而实现激光方位信息到时间信息的转变。光纤延迟线的长度对激光告警器的体积、光学损耗、虚警率等因素有着直接的影响，在此利用激光脉冲的相关特性，通过最优化理论对光纤延迟线进行排列组合．提出了光纤延迟线长度编码的优化设计方法，通过对相关理论的分析与计算．得到了一个全向矩阵的排列方式，从而得出了相应的排列原则。按照该原则对光纤延迟线进行排列组合，从理论上得到了最优的光纤延迟线总长度值，为激光测向告警器的优化设计提供了重要的理论依据。