星载激光告警技术探讨

随着激光武器技术的日趋成熟，卫星面临激光武器的严重威胁，本文对各类型激光告警技术进行了阐述，分别对其星载应用的优缺点进行了分析，提出了一种基于光纤耦合体制的星载激光告警设备方案，论述了星载激光告警技术的未来发展方向。     

星载激光告警系统的背景辐射特性研究

阐述了星载激光告警系统在空间环境下的各种背景辐射源的辐射特性,以400 km的低轨道侦察卫星的激光告警系统为例,建立了各种辐射源在宿主星位置处的光谱辐照度模型,并进行了数值计算;假定告警系统告警波长为1.315 μm,探测器工作波段为1～3 μm,计算了各辐射源在宿主星位置处对应1.315 μm波长的光谱辐照度和1～3 μm波段内的总辐照度,并进行了比较分析,结果表明:星载告警系统的主要背景辐射源为太阳和地球,它们在告警波长处的光谱辐照度分别为39.9 mW/cm~2,10.9 mW/cm~2,在1～3 μm波段内的总辐照度分别为38.9 mW/cm~2,10.35 mW/cm~2,在实际工作中应采取研究专门的背景抑制技术对太阳辐射和地球辐射进行有效抑制.     

星载威胁激光探测告警的技术需求分析

文中在调研分析激光反卫星的多项技术的基础上,得出星载威胁激光探测告警系统应当具有的功能和性能特点。     

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°。     

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.     

直升机载激光告警技术与装备发展概述

介绍了国外直升机载激光告警技术与装备的现状,并对其技术与装备的发展与应用进行了一定的分析,最后指出其未来的发展趋势。     

坦克载激光告警接收机作战分析

在坦克上装备激光告警接收机，可大大提高坦克的生存能力和杀伤力。本文剖析了美军的模拟试验结果。     

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。     

坦克载激光告警接收机作战分析

在坦克上装备激光告警接收机，可大大提高坦克的生存能力和杀伤力。本文剖析了美军的模拟试验结果。     

激光告警中一种波长测量技术

本文介绍德国ＭＢＢ公司研究的一种利用光的干涉原理测量激光波长的方法，它具有结构简单、技术难度小等优点。     

星载激光告警系统虚警源辐射特性分析

针对星载激光告警系统的虚警问题,研究了星载环境下典型近红外告警探测器的辐射环境.分析了卫星环境下能够造成虚警的干扰辐射源,对各种辐射源在典型攻击激光波段的辐射特性进行了数值计算.结果表明:星载激光告警系统的主要背景辐射源为太阳和地球,在波长小于4 μm的光谱区域,太阳辐射产生的背景干扰起主要作用,而在大于4μm的波长区...     

基于FPGA的星载成像系统设计

针对卫星上相机成像噪音高、灵敏度低以及国外垄断的问题,提出一种基于FPGA和国产CMOS图像传感器的空间相机成像系统设计,应用于小卫星的空间成像。系统采用高分辨率的国产CMOS图像传感器作为成像元件,使用Spartan-6系列的FPGA作为主控芯片,CMOS输出图像信号进入FPGA进行缓存和排序,再通过Camera Link接口发送到上位机。实验结果表明,系统能采集到2 048×1 024像素大小的图片,图像信噪比高于36 d B,优于CMOS传感器技术手册提供的参考值31 d B,成像效果良好,能满足小卫星的空间成像要求。     

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。     

成像激光告警的光斑定位误差分析

分析了成像型激光告警系统中CMOS面阵探测器光敏区域的空间分布、光敏区域对激光成像光斑积分采样模型及光斑中心定位方法.阐述了CMOS填充因子、CMOS噪声及鱼眼镜头大视场引入的大像差等因素对光斑中心定位造成的误差,并根据误差理论进行了各种类型误差的合成,给出系统光斑中心定位的误差估算方法和公式.并通过仿真估算误差数据与实验误差数据的对比,验证了误差估算方法的有效性.光斑定位误差分析对CMOS探测器参数选择及系统的定向精度指标论证有参考意义.     

Analysis of false alarm for imaging space-based laser warning system

In view of the problem of false alarm in imaging space-based laser warning system, the effects of sunlight and lightning on the threaten laser detection and attack event determination are studied by analyzing and calculating the radiant energy density and space-time feature of imaging spot, respectively. The results show that the main false alarm resourses of spacebased laser warning system are sunlight and lightning. The sunlight should exposure the detector directly in one ninth of the satillite orbital period, and the imaging spot of sun is similar to the attack laser. The lightning imaging spot is similar to the illumination laser. About 1.4 lightning events can occur in the field of view (FOV) of the warning system per second. It could not discriminate spots of sun, lightning and threaten laser by the frame subtraction technology.     

一种星载电源系统下位机设计

为了增强对新一代星载蓄电池的管理,设计一套多功能的电源系统下位机变得有重要意义。在此论述了一种电源下位机的设计方案,它以MCS-51微处理器系统为核心,通过软硬件相结合,针对蓄电池的特性,合理制定了蓄电池的充放电管理策略。实践结果表明,电源下位机的技术方案可行,能有效地对蓄电池进行控制,大大提升了星载蓄电池的工作寿命与可靠性。     

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...     

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。     

水下激光成像系统设计及实验

针对水下目标探测这一难题,设计了基于距离选通技术的水下激光成像系统并进行了相关实验.从实验结果来看,该系统可有效克服激光后向散射并对水下目标进行成像,对于水下目标探测、识别十分有效.