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°。     

梅斯林干涉装置应用于激光告警的理论研究

本文研究了梅斯林干涉装置在激光告警中的应用,分析了干涉条纹的位置、形状、区域,讨论了用该干涉仪判断来袭激光的方位和波长的方法,与传统的法布里—帕罗干涉仪型激光告警装置和迈克尔逊相干识别型告警装置相比,梅斯林干涉装置应用于激光告警有着较为突出的优点。     

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。     

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。     

发射反空空导弹对光电告警系统的需求分析

针对反空空导弹系统对来袭空空导弹的探测需求问题,提出了一种基于空战进程的机载光电告警系统作用距离动态计算方法。该方法首先构造了飞行过程中来袭空空导弹动态红外辐射特征,分析了降雨、云雾及背景干扰在大气传输中的影响,结合典型空战场景,在中红外和远红外波段对光电告警系统的动态探测性能进行了仿真。仿真结果表明,工作在远红外波段的光电告警系统,在空空反导攻击区内能够发现来袭导弹,满足反空空导弹系统的作战需求,进而提高自卫飞机的战场生存力。     

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。     

一种成像型星载激光告警系统的设计

介绍了各国研制的星载激光告警系统的发展现状,分析了激光探测告警技术的发展趋势.比较了机载激光告警系统和星载激光告警系统应用背景的不同之处,分析了在外太空环境下对星载激光告警系统一些特殊的要求及其相应的独特的结构和性能.设计了一种基于CCD的成像型星载激光告警系统,该系统几乎可以做到整个空间的凝视监视,探测范围不仅是地面,还可以探测天基的反卫星激光武器发出的激光,能提供较为精确的激光来袭方位,有效降低了虚警概率.     

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。     

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°。     

激光告警装置的布设及其评价方法研究

为了提高激光告警装置在激光对抗中的作战效能,研究了激光告警装置的布设及布设效能的评价方法。首先根据激光告警装置的工作原理、设备性能和战术使用原则,将激光告警装置的布设要素分解为警戒区域、警戒空间、基准方位、布设数量和水平状态等5个子项,分析每一子项的布设要求,建立对应的布设效果评分模型;然后采用层次分析法确定各要素的权重,进而得到告警装置布设效果的总体评价模型;最后给出了布设及布设效能评价方法的应用实例。提出的布设效能评价方法能够用于激光告警装置防护效能的自动评估,已应用于激光对抗系统的虚拟训练系统中。     

激光告警器方向分辨率分析与设计

激光告警器是光电对抗领域的一个情报传感器，其设计和制造技术正逐步走向成熟。本文给出了激光告警器的分辨率定义，并从理论上分析了影响告警分辨率的参数；给出了激光告警器的方向分辨率设计及测量；实验结果存在方向虚警率高的问题，以实验为依据进行了探索性工作。     

激光威胁源方向识别技术

针对二极管阵列激光告警系统,介绍了激光告警天线的窗口布局,分析了水平及俯仰方向的激光方位识别原理,建立了激光威胁信号的方向识别模型.利用水平方向识别模型对某典型设备展开分析,深入开展了增大探测窗口视场对告警系统方位分辨精度影响的研究,为激光告警设备水平方向的识别提出了一种新的设计方案.通过对比分析得出结论:该方法在保持...     

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。     

一种激光照射方位识别新技术研究

为了提高激光告警系统对激光照射角度的探测精度,提出了一种新的探测方法。该方法用柱透镜将激光汇聚成线光斑后再用二元光电探测器接收。二元光电探测器的两个光敏元设计成外形完全相同的直角梯形并拼接成矩形,当线光斑照射在矩形光敏区域内时,两光敏元分别接收到不等的光强,根据两输出信号差异计算激光照射方位。试验结果表明,这种方法能够较为准确地探测激光照射方位,设计的测试系统对激光入射角度的探测误差小于±0.21°,优于传统的非成像通道识别技术。     

光电侦察告警技术的现状与发展趋势

介绍了光电侦察告警技术的发展历程以及装备的研制、改进情况，指出了在现代战争中发展光电侦察告警技术的优势和重要性，重点探讨了激光侦察告警、红外侦察告警、紫外侦察告警和复合侦察告警技术的性能及其特点；最后分析了光电侦察告警技术的未来发展趋势。     

车载激光侦察告警系统的研究

简述了激光告警器的发展和现状，介绍了车载激光告警器的系统组成、工作原理和特点，并着重对激光探测头和信息处理器设计进行了分析、说明。探测头中的光电探测器采用InGaAsPin光电二极管。信息处理器没有阈值电路，脉宽甄别，二次反射信号抑制等数字化电路，在确认是激光信号后，首先将激光信号数字化，经运算术出激光入射方向，进而通过威胁类型和等级判断电路判别是激光测距信号还是激光制导信号，并根据数据库中存储的数据判断其威胁等级。告警系统具有灵敏度高、响应时间快、动态范围宽等特点，与烟幕施放装置连为一体，实现了激光探测与烟慕干扰的有机结合，并预留了与其他控制设备的通讯接口，便于系统扩展。     

挪威RL-1-LWR激光告警系统

ＲＬ1ＬＷＲ是一种多平台激光告警系统,可装备各种舰艇,以及各种飞机、直升机、武器系统和装甲战车。该系统由探测装置和显示器组成,能提供单脉冲和脉冲群威胁激光辐射告警,其工作波段为0.6～1.1μｍ。探测装置方位覆盖360°,亦可探测来自上方的辐谢。在一个装置中,有5个硅光电二极管探测器,其中4个水平安装,每个提供135°重叠覆盖;还有1个垂直安装,提供上方的半球覆盖。垂直方向的覆盖可使舰艇免遭装有激光寻的器的灵巧武器来自舰艇上方的打击。显示器能指示激光威胁的到达方向,在水平和垂直方向上有45°的分辨能力,其方法是用8个发光二极…     

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%。