激光导引头四象限探测器测角精度的建模研究

四象限探测器对目标的测角精度直接影响激光制导武器的制导精度,因此研究四象限探测器测角精度十分重要。采用计算和仿真分析的方法,基于导引头入瞳处脉冲峰值功率密度服从均匀分布,噪声干扰电流服从高斯分布,建立了激光导引头光束偏转角误差模型;但由于噪声干扰使光束偏转角误差具有随机概率性,所以将光束偏转角误差的均值和标准差作为四象限探测器测角精度的衡量标准,分别建立了光束偏转角误差的均值和标准差与导引头光学系统参数、光斑半径、漫反射激光入射角、噪声干扰电流以及导引头入瞳处脉冲峰值功率密度之间的关系,并以导引头光束偏转角误差标准差为例,结合应用背景进行了仿真分析。     

基于实测数据的激光高重频干扰效果数学仿真

为了解决激光高重频干扰效果评估的问题,设计了高重频激光干扰导引头实物实验,利用实测数据建立了干扰效果模型。通过比较实验情况与数学仿真战情中导引头工作状态的区别,验证了模型的可信度。分析了光斑大小和能量分布、激光入射光线与导引头轴线夹角、导引头接收能量密度等因素对制导信号生成的影响。采用蒙特卡洛方法对激光高重频引诱干扰和扰乱干扰情况下制导炸弹进行了弹道仿真,对其落点分布进行了分析。     

激光欺骗式干扰与激光制导系统相互作用效应研究

在时域上分析了激光欺骗式干扰作用时,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,采用转发式激光欺骗干扰设备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欺骗式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,说明激光欺骗式干扰对激光导引头的影响与干扰设备的激光输出功率、欺骗信号的特性、外界环境因素以及激光导引头的信息处理方式密切相关.     

电子防空光电对抗目标识别与威胁评估方法

机载光电观瞄设备和光电制导武器导引头是区域电子防空光电对抗的直接对象,而快速准确的目标识别与威胁评估是干扰指挥决策并形成有效干扰的基本前提。分析了电子防空光电对抗目标的特征,针对区域电子防空存在的战场态势模糊情况,提出基于行为推理的目标识别方法识别目标类型并预测目标行动,再进一步建立结合降效分析的多属性决策目标威胁评估模型计算目标威胁程度。仿真实例表明,所提方法在支援情报缺失的情况下,能够准确判定目标属性和威胁等级,为干扰目标分配提供依据。     

激光角度欺骗和高重频干扰效果仿真研究

为有效评估激光角度欺骗式、高重频欺骗式和高重频压制式3种有源干扰的干扰效果,以某过重力补偿比例制导导弹为研究对象,开展了3种有源干扰弹道仿真研究。重点建立了激光能量密度模型、激光大气透过率模型、比例导引头视场角关系模型、导引头能量跟踪模型、过重力补偿比例导引律生成模型和导弹控制律模型,结合导弹运动学与动力学方程将仿真系统构成闭环回路。而后,以干扰机布设方位、布设距离和干扰激光能量为仿真变量,实现了3种有源干扰的全弹道仿真。结果表明,侧向布设干扰机,适当增大干扰机的布设距离,增大干扰激光能量能增大脱靶量,可以取得较好的干扰效果。该仿真系统能够为光电对抗效能评估提供平台,为武器装备的战术使用提供参考。     

机载末端红外对抗作战效能仿真研究

为研究飞机末端红外对抗作战效能,通过建立红外对抗仿真系统,分别对飞机红外特性、诱饵干扰特性、激光定向干扰特性进行建模仿真,通过红外特征实时解算的方法建立红外对抗场景,结合不同作战环境、干扰场景的飞机末端防御,进行红外图像渲染和模型解算,为红外干扰效能评估提供实时的红外对抗场景。结合典型的作战态势和飞机机动方式,仿真分析了导引头视场内的目标与诱饵动态红外场景,进行飞机末端防御的不同干扰手段干扰效能评估和干扰使用策略研究。仿真结果表明,飞机红外对抗仿真系统能有效地对末端红外对抗作战效能和干扰策略想定进行研究。     

定向红外对抗系统干扰性能研究

立足于定向红外对抗系统（DIRCM）的干扰性能的研究,将目标导引头红外焦平面功率密度和系统持续照射目标时的照射容差角作为评价定向红外对抗系统干扰性能的两个指标。综合考虑大气传输透过率和光束传输过程中光束自身衍射效应与大气湍流效应引起的光束发散角对目标导引头接收功率的影响,建立了定向红外干扰模型,模拟了定向红外对抗系统照射光束在目标导引头红外焦平面上的功率密度。利用概率论置信区间的概念,将目标中心相对于光束中心的距离偏离量转化为角量与光束发散角进行对比,建立了定向红外对抗系统的照射容差角模型。通过仿真,定量分析了照射距离、大气湍流强度、光束出射口径对目标导引头红外焦平面的功率密度和系统照射容差角的影响。     

1.06μm激光对激光导引头压制干扰分析

通过对激光导引头的组成和工作原理的分析,阐述了高功率1.06 μm激光对激光导引头的压制干扰效应,分析了强激光在干扰激光导引头时的空间能量密度变化.     

激光角度欺骗假目标干扰空域评估技术研究

针对目前激光角度欺骗干扰效果评估中存在的实时性差、可视化程度不高等问题,构建了激光角度欺骗假目标干扰空域评估系统。首先依据透视投影原理求解漫反射板假目标的距离及姿态参数,然后通过分析漫反射板假目标的干扰机理,以干扰距离为基础,推导出了漫反射板假目标干扰空域评估模型,最后依托系统设计了相关实验。实验中,分别对相对设备0°、120°和240°三个方向上布设的漫反射板用不同功率激光进行照射,然后用评估系统设备对三个漫反射板进行参数测量,最终得到系统接收的能量密度平均值分别2.70×10?13 J/mm2, 2.17×10?13 J/mm2和4.08×10?13 J/mm2,通过假目标干扰空域评估模型计算出在45°威胁角下的干扰最大距离分别为2045.6 m、1860.4 m和2470.0 m。最终分析了干扰空域大小与武器威胁角的关系,得到在20°、45°和70°威胁角下的假目标干扰空域的态势图。实验结果表明:在实验条件下,漫反射板假目标的干扰空域范围随系统接收能量增大而增大;武器来袭方向与漫反射板法线方向夹角越小,漫反射板假目标的干扰空域越大。以干扰距离作为评价指标,对漫反射板假目标干扰空域进行评估,可为假目标干扰效果评估提供技术支持。     

红外成像对抗中导引头伺服系统建模与分析

红外成像制导武器对抗是光电对抗的重点领域。在红外成像制导对抗数字图像注入式闭环半实物仿真试验时,由于红外导引头传感器被图像生成和图像注入计算机取代不参与工作,需要建立准确的导引头伺服控制系统的传递函数模型,进行仿真实验和实际工作两种情况下导引头控制回路性能的等效性分析。基于此,结合某型红外成像导引头的结构组成特点,将导引头划分为七个不同的功能模块,提出了导引头伺服控制系统建模的总体设计方法。采用机理建模和实验测试结合的方法建立了该型导引头完整的伺服系统模型,导引头在幅值5,频率2 Hz 弹体正弦扰动下的光轴能够保持稳定,经过测试,导引头实际输出弹目视线角和角速率能够高精度稳定跟踪真实的弹目视线角和角速率,结果验证了伺服控制系统数学模型的准确性。研究成果为同类设备伺服系统的建模和红外成像制导武器对抗图像注入式闭环仿真测试实验提供了方法和模型支持。     

激光角度欺骗干扰半实物仿真试验系统

根据激光角度欺骗干扰工作原理,提出了一种用于激光半主动制导武器角度欺骗干扰的半实物仿真试验系统。介绍了系统设计原理、组成和工作流程。基于光信号变换和计算机信息处理等技术,将激光导引头和激光指示目标信号模拟器等实物接入仿真系统,制导控制系统通过数学仿真方式实现,构建接近真实飞行环境的激光半主动制导武器工作回路。在此基础之上,引入角度欺骗激光干扰信号,进行对半主动激光制导武器的角度欺骗干扰试验。重点分析了若干关键技术,包括实时仿真技术、弹目视线精确模拟技术、激光束变换与控制技术、大面积漫反射屏研制技术、杂散光控制技术和仿真系统误差分析技术,并提出了工程解决办法。     

调幅式红外导引头干扰机理

基于调制盘的红外制导导弹严重威胁战机的生存,需要开展机载红外对抗技术研究以保护战机的自身安全。以旭日升型调幅式调制盘为例,介绍了调制盘的工作原理,分析了中波红外激光干扰调制盘的机理,使用MATLAB 模拟了不同幅度、频率、相位的调制脉冲信号对调制盘系统的干扰情况。结果表明:干扰光强度与目标辐射强度之比从1 提高到10 时,方位角误差由3.6变为14.4,失调角误差由2.4变为10.8。当干扰信号角频率与调制盘载波频率接近时,方位角误差变为151.2,失调角误差变为28.4。单纯增加干扰光的强度对实现干扰贡献不大,会增加调制盘系统接收信号的强度,易暴露目标。幅值缓变的干扰信号虽然能使调制盘导引头的接收信号出现偏差,但不会让目标完全摆脱导弹跟踪,而角频率接近载波频率的干扰信号会使导引头接收不到准确信号,最终实现干扰。     

激光引偏干扰中漫反射板假目标的布设方法

激光引偏干扰是一种对抗半主动激光制导武器的有效手段,漫反射板假目标是激光引偏干扰系统的标准配置设备,为了提高漫反射板假目标在激光引偏干扰中的诱偏效果,研究了漫反射板的布设方法。根据半主动激光制导武器的来袭威胁信息和漫反射板的反射特性,分析了漫反射板假目标的布设位置、漫反射面的朝向和多个假目标布设的具体要求,给出了量化的约束关系式,并指出了实际布设过程中的近似处理方法。研究结果对于漫反射板假目标的布设具有理论指导意义。     

高重频激光干扰技术机理分析

在光电对抗领域,高重频激光干扰是一种非常有效的干扰技术。从高重频激光干扰的原理出发,通过对由干扰激光功率引起的激光导引头接收系统信噪比下降的现象进行理论分析和数值计算,理清了以往对高重频激光干扰的认识。数值计算结果表明,在目标距离一定的情况下,导弹制导系统的信噪比会随干扰激光功率的增加而减小;在激光干扰功率相同的情况下,导弹制导系统的信噪比会随目标距离的增加而减小。在目标距离为6000 m的情况下,当干扰激光功率大于0.4 w时,导弹制导系统的信噪比降到1以下,此时制导系统不能有效地从各种噪声之中检测出目标回波信号,说明被攻击目标能够得到有效保护。     

激光捷联导引头半实物仿真合成视线法研究

在分析激光制导半实物仿真系统特点的基础上,结合激光捷联导引头的工作原理,提出了一套基于合成视线的半实物仿真系统视线模拟方法。一方面,基于漫反射屏和三轴转台的激光制导半实物仿真系统架构建立了合成视线仿真模型,并在分析安装误差对合成视线仿真精度影响的基础上设计了合成视线仿真误差修正算法;另一方面,对合成视线仿真模型和误差修正算法进行了仿真计算。仿真结果表明,该方法在工程应用上是可行的,对提高激光制导半实物仿真系统对捷联导引头的测试和仿真能力有重要意义。     

红外成像导引头闭环注入式仿真试验系统设计及一致性分析

闭环注入式仿真是开展红外成像制导武器对抗及其复杂环境适应性试验的一种有效手段,它在传感器被图像仿真计算机和图像注入接口设备取代的情况下,采集导引头的框架角数据,实时仿真生成红外数字图像,并通过注入接口设备直接注入到导引头信息处理电路中进行试验。分析了闭环注入式仿真试验的工作原理,设计了仿真试验系统的软硬件平台、工作时序,理论计算了仿真试验系统产生的失调角延时和失调角误差,并利用搭建的仿真试验与导引头实际工作一致性分析平台,分析了因失调角延时和失调角误差导致导引头输出的偏航、俯仰角速度误差和制导精度误差。仿真结果表明:仿真试验与导引头实际工作条件是一致性的,设计的仿真试验系统较为科学合理,该结论可为开展红外成像导引头闭环注入式仿真试验提供理论支撑。     

激光角度欺骗干扰半实物仿真研究

为有效评估激光角度欺骗干扰效果,搭建了一套激光角度欺骗干扰半实物仿真系统。仿真系统接入了导引头、惯组、弹载机、舵机等实物,采用实时通讯、姿态角精确模拟、视线角精确控制、多线程触发、加速度模拟注入等关键技术,提高了系统的实时性和仿真的可信度。以某典型激光制导武器为对象开展仿真研究,在设定的仿真条件下,无干扰时仿真的脱靶量为1.7 m,角度欺骗干扰时仿真的脱靶量为744.05 m,表明该系统能对激光角度欺骗干扰效果进行仿真评估,验证了制导控制系统和仿真系统软硬件设计的合理性。     

暗室消光性对激光侦察告警辐射仿真测试的影响

研究了利用激光暗室进行的激光侦察告警辐射式仿真测试模式,提出利用激光指示信 号模拟装置的仿真测试方案。分析了仿真测试中暗室漫反射干扰引起的虚警的干扰模式原因和表现,根据激光目标指示器和激光测距机战场使用与大气传输的理论分析,给出了告警激光信号能量功率的仿真计算模型,探讨了激光暗室各个漫反射表面的漫反射特性、漫反射系数(反射率)等因素对激光侦察告警辐射式仿真测试的影响,为进行激光被动侦察告警辐射式仿真测试提供理论依据和参考。