基于减弱“猫眼效应”的隐身技术研究

针对激光主动探测技术对光电装备造成的探测威胁,在有限改变光电设备结构和牺牲成像质量前提下,提出了一种基于减弱“猫眼效应”的隐身技术.运用矩阵光学追迹法对这种隐身技术作定量分析,并用实验进行验证.研究结果表明:有限改变光电设备结构能有效地减弱“猫眼效应”,从而达到隐身效果.     

基于"猫眼"效应的激光回波功率理论分析

激光主动侦察技术是利用光电系统的光学窗口对入射激光具有很强的反射回波的"猫眼"效应来实现对复杂漫反射背景中的光学窗口侦察、定位.对基于"猫眼"效应的激光回波功率从理论上给出了详细的公式推导,并进行了应用分析和定量计算.这对激光主动侦察中的激光器功率、作用距离等参数选择有着重要的意义.     

基于探测光学表面反射光侦察远方观瞄器材

阐述了用激光扫描法侦察远方光学仪器的原理及实验技术。以红外光学系统和红外望远物镜为例,运用矩阵光学追迹法对三种探测方法进行了对比研究:①"猫眼效应";②"近似猫眼效应";③"剩余反射效应"。研究结果表明:在野外环境,"猫眼效应"产生的回波概率极低。在适当条件下,"近似猫眼效应"和"剩余反射效应"的应用效果优于严格"猫眼效应",是具备实用价值的侦察手段。     

激光主动侦察技术应用

光电设备或光学观瞄设备的光学窗口对入射激光具有较强的反射特性,该特性亦被称为“猫眼”效应．从理论上分析了猫眼效应产生的机理,并将理论计算结果与实验结果进行了比较;论述了基于“猫眼”效应的激光侦察技术原理,最后介绍了该技术的应用．     

激光主动侦察作用距离的研究

基于猫眼效应的激光主动侦察技术有效地结合了激光技术、成像传感技术和微弱目标的信息处理技术,可实现对远距离微弱目标的主动探测和识别,是光电对抗领域的一项重要技术,其中作用距离是侦察系统的主要参量之一。为了评估激光主动侦察系统的作用距离,以猫眼目标的光学窗口所反射的激光回波功率为基础,分析了影响作用距离的因素,建立了最大作用距离的数学物理模型,数值模拟了发射激光峰值功率、发射激光束散角、大气能见度、探测器灵敏度以及等效反射面离焦量对最大作用距离的影响。结果表明,通过减小发射激光束散角,提高探测器灵敏度可以有效提高系统的作用距离;为满足不同情况的天气需求,可选择不同波长的激光光源。这一结果可用于指导激光主动侦察的系统设计或者作为衡量系统性能的标准。     

卡塞格伦镜头的猫眼效应激光反射特性

卡塞格伦(Cassegrain)及类卡塞格伦式光学镜头在光电装备中应用广泛.为了研究具备卡塞格伦式光学镜头的光电装备所特有的猫眼效应特性,采用ZEMAX光学设计分析软件建立了卡塞格伦镜头反射模型,利用物理光学传输方法仿真分析了其猫眼效应反射特性,并得出了猫眼效应可探测入射角范围.对一特定卡塞格伦镜头进行了激光辐照实验,得到了猫眼效应反射光斑图像,测试了猫眼效应绝对反射率以及反射光发散角.结果表明,当发射系统位于该卡塞格伦镜头的视场内时,可以探测到猫眼效应反射光,中心遮挡造成原路返回处光强分布中心能量降低,猫眼效应绝对反射率为11.48%,反射光发散角为3.3 mrad,按照假设条件可以满足30 km内激光主动探测的需要.     

激光主动侦察技术的原理研究

激光主动侦察是利用光学系统后向反射的“猫眼”效应对战场上敌方的光电装备进行定位和识别，以便有效防护和准确攻击．本文介绍的激光主动侦察技术是光电主动侦察告警的手段之一．它兼具激光测距和光学目标识别两种功能．     

色差对猫眼系统回波影响的理论与实验

利用光学窗口"猫眼效应"进行的激光主动探测易受探测激光波长的影响.建立透射式光学系统猫眼效应的色差理论模型,分析了由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配所产生的色差对激光主动探测的影响,并设计实验对理论分析结果进行验证.结果表明:由探测激光波长与透射式猫眼系统工作波段不匹配产生的色差,使猫眼系统的焦点发生偏移,导...     

红外点源导引头的激光回波分析

为了研究用激光主动扫描法侦察远方飞航导弹来袭方位的原理及实验技术,以红外点源导引头光学系统为例,运用矩阵光学追迹法对影响"猫眼"效应回波强度的因素作定性、定量分析。研究结果表明,回波强度受导引头光路中光学镜头相对孔径、摄像管靶面倾斜和离焦的影响较大,扫描激光光束的入射角等因素对回波强度也有一定影响。在主动扫描装置距被探测导引头约10000m、扫描光束的入射角为0.08rad条件下,反射面离焦及倾斜使得侦察装置接收到的回波能量与发射脉冲能量之比由理想条件下的43.80%分别下降到1.53%和0%。这一结果对"猫眼"效应用于主动式侦察的原理在导弹来袭告警系统中的应用是有帮助的。     

光电成像系统“猫眼效应”目标回波特征研究北大核心CSCD

针对基于“猫眼效应”的激光主动探测技术在光电对抗中的广泛应用,对激光主动照明光源波长,被探测光电成像系统“猫眼效应”及探测系统最大探测距离之间的关系进行了分析研究,修正了与入射波长相关的反光指数模型及最大探测距离数学模型,并模拟了入射波长与最大探测距离间的数值关系。为了验证建立的数学模型的正确性,利用已研制的激光主动探测装置,选用焦距可调的光电成像传感器,进行了光电成像系统实焦与虚焦时最大探测距离验证实验,模拟值分别为1445 m与1751 m,实验值分别达到1230 m与1632 m。结果表明:实焦与虚焦时最大探测距离模拟值与实验值有很好的一致性。     

入射角对猫眼光电系统回波光强分布的影响

为了研究入射角对猫眼光电系统回波光强分布的影响,从广义衍射积分公式出发,建立了倾斜高斯光束通过猫眼光电系统的光强分布模型,推导出其传输解析表达式,数值模拟了两种探测距离下光强分布随入射角度的变化规律.结果表明,在猫眼光电系统的半视场角范围内,入射光束为高斯光束时,探测距离、入射角的共同增大使得回波光束的能量逐渐减小,且分布模式越来越接近高斯模式;相比近距离探测,远距离探测时回波光强分布达到高斯模式对入射条件的要求更为严格.该研究为实际侦察提供了理论依据,尤其对入射角的选取具有指导意义.     

激光回波在主动探测中的运用研究

以红外成像光学系统为例,运用矩阵光学追迹法,对其产生的三种回波进行研究:"猫眼效应";"近似猫眼效应";"剩余反射效应"。研究结果表明:"猫眼效应"和"近似猫眼效应"产生的回波概率极低,而"剩余反射效应"的回波相对较稳定,回波概率较高。综合利用这三种反射回波,将大大提高探测概率。     

主动探测回波激光脉冲时域特性

利用猫眼效应原理实施目标主动探测,能够快速、准确发现空间光学侦察设备。激光脉冲辐照不同的反射目标,产生回波经大气传输后具有不同的脉冲展宽,利用该特性可实现对不同目标的识别和定位。利用光子散射理论分析了近地面气溶胶散射效应引起的脉冲展宽,给出了影响脉冲展宽的主要因素,建立了猫眼和漫反射背景回波脉冲展宽的计算物理模型;为验证模型,设计并实施了基于飞艇平台的动态主动探测验证实验,实验结果表明:激光脉冲经过8～10 km斜程大气传输,猫眼和飞艇背景漫反射回波分别展宽了20～30 ns和90 ns,与物理模型计算值具有较好的一致性,验证了物理模型的正确性,该模型可为区分和提取猫眼回波信号提供理论依据。     

超高速隐身目标回波精确匹配检测方法研究

随着目标运动速度的日益提高、目标散射截面积越来越小,雷达探测超高速隐身目标越来越困难,超高速目标使得目标回波与发射信号不再匹配,造成匹配增益的降低,且该类目标一般高机动飞行,也会对目标造成积累损失。文中提出了一种针对目标运动特性的精确匹配检测方法,可以在回波失配和目标机动下很好地工作,提高了对超高速隐身目标的检测概率。     

影响激光主动探测效能的机理研究

利用猫眼效应可对光电装备进行主动探测。面对环境的复杂性,寻求提高主动探测效能的方法尤为重要。建立猫眼效应分析模型,分析影响猫眼效应回波效能的作用机理,利用入射角,离焦量等参数推导出回波能量平均照度表达式,分析制约主动探测能力的因素从而寻求提高探测概率的方法,并利用FRED进行仿真。研究表明：离焦量产生回波发散角降低回波能量;微量的入射角在不改变有效通光口径的同时可以降低回波发散角;利用探测激光波长和发散角可以弥补猫眼系统固有的离焦量从而提高探测能力;仿真结果证实了这个结论。     

"猫眼"效应及其应用

本文对“猫眼”效应的研究进展作了综述,介绍了目前存在的几种“猫眼”效应模型,并推导出由于光敏面的离焦引起的发散角。对“猫眼”回波功率和漫反射小目标回波功率之比的物理意义作了解释。最后对“猫眼”效应应用中的一些问题作了讨论。     

基于一维光子晶体的目标红外辐射特性控制

随着红外目标探测和精确制导技术的广泛应用,传统军事目标面临严峻的生存压力。为此,各主要军事强国采取多种措施,竞相发展目标红外辐射特性控制技术,以降低被红外探测系统捕获的概率,达到红外隐身目的。光子晶体是一种人工超颖材料,可以根据需要,通过灵活地设计其结构,改变光子在其中的传输特性。文中运用一维光子晶体带隙理论,设计了一种控制目标红外辐射特性的结构,详细给出了设计方法。计算结果表明对3~5μm和8~12μm两个红外大气传输窗口,该结构对红外辐射的抑制最高可分别达到29和21dB,具有很好的红外辐射特性控制性能。本文所述方法除为飞行器提供红外隐身设计参考外,还可用于攻防对抗仿真中红外隐身目标特性的模拟。     

光电/红外侦察卫星目标散射特性提取研究

卫星雷达波散射特征是对其进行监测、识别及打击的重要依据,其特征控制同时也是卫星总体设计的重要内容。针对光电传感器侦察卫星的载荷搭载特点和面临的威胁,确定侦察卫星构型约束条件,分析卫星散射结构组成,对不同雷达波散射特性仿真方法进行分析,提出红外侦察卫星结构的RCS仿真方法。以美国DSP卫星为例,对卫星结构剖分,构建电磁仿真模型,采用射线追踪法、物理光学近似法及等效边缘电流法,对DSP卫星进行目标散射特性提取,从入射频率、极化形式等方面分析散射特点,提出光电侦察卫星的散射亮点部位及隐身改进建议,可用于对光电侦察类卫星的监测、识别及打击和指导该类卫星雷达波隐身总体设计。     

红外隐身材料研究进展

随着红外探测技术的迅速发展,如何提高军事目标的红外隐身能力成为一个亟待解决的难题,研究红外隐身材料有着十分重要的意义.本文简要分析了红外隐身材料的隐身机理,综述了低红外发射率材料、控温材料、光子晶体以及智能红外隐身材料等4类红外隐身材料近年来的研究现状,并展望了红外隐身材料未来的发展趋势.