激光引信双向驱动单发单收大视场探测技术研究

由于受系统功耗和空间的限制,常规弹药激光引信无法采取多个激光器和多个激光接收器实现多发多收,同时传统的激光大视场探测方式无法满足小型化、结构简单的需求。提出一种新型的双向驱动单发单收大视场探测方案,建立弹目交汇捕获率数学模型,分析了不同弹目距离以及不同转速下目标捕获率。并针对系统电磁干扰影响因素,采用多种方法复合屏蔽电磁信号对回波信号的干扰,加工制作了原理样机,进行了抗电磁干扰实验以及不同距离动态旋转目标探测实验,结果表明本方案能够有效屏蔽系统电磁干扰,在转速50 000 r/ min 时能保证距离为8 m 的目标可靠捕获,使大视场全向探测激光引信在常规弹药上的应用成为可能。     

关联目标几何特征的激光引信探测距离统计分析方法

针对激光近炸引信可利用的目标信息有局限、回波特征提取难度大的问题,提出了一种关联目标几何特征的探测距离统计分析方法。建立了激光引信弹目交会模型,在脱靶量、脱靶方位角、飞行速度、光束夹角和光束覆盖角固定,攻击偏角和飞行落角在一定范围内随机取值条件下,对激光引信光束探测距离进行了统计分析。利用统计分析模型验证了光束能够探测到的目标最远特征点的距离为最远探测距离的理论,仿真结果与理论分析结果一致。该统计分析模型为激光引信光束设计提供了有效的验证手段。     

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

反新型反应装甲弹药引信的一个重要判定准则

对于反新型反应装甲弹药引信的一个重要判定准则表征为弹药要避开反应装甲威力场,而对于串联战斗部用的近炸引信则有最小作用距离H_(min).从弹目交会过程中根据反应装甲和弹药的性能与几何参数推导出最小作用距离H_(min)的计算公式.     

激光引信启动点的简化计算模型

将反辐射导弹的激光引信的探测模式简化为只要引信发射光束照射到目标且引信与目标之间距离小于引信作用距离便能探测到目标.基于此,确定激光引信的启动点.     

双波长复合激光引信

激光引信在武器飞行弹道中往往受到云雾、高大树木枝叶的干扰,容易使引信误起动.针对这一问题,通过对激光引信所面临的常见干扰如云雾和绿色植被光谱反射特性的分析,利用云雾和绿色植被与目标在光谱反射特性方面的差异,提出在激光引信中选择两个特征波长进行复合探测,依据两种波长激光的反射信号特征差异来鉴别目标和干扰,并从激光引信接收系统分辨率角度,分析了采用0.85μm和3.2μm双波长激光复合探测技术提高引信对弹道环境中主要干扰鉴别能力的技术途径.     

阳光背景下小口径激光引信探测性能研究

为了研究阳光辐射对小口径激光引信探测性能的影响,结合大气阳光辐射传输理论和噪声产生机理,建立了光电探测器表面阳光辐射功率模型和系统信噪比模型;分析了激光探测装置和探测目标不同空间位置以及系统带宽对系统性能的影响;结果表明：探测目标与探测装置的空间位置对系统探测性能具有不同的影响：系统信噪比随着接收装置表面倾斜角θ增大而增强,当θ＜0．4 rad时,系统信噪比SNR＜5;当探测距离大于10 m时,信噪比基本为0,激光探测系统失效;目标表面倾斜角γ越小对系统的影响越大,当γ＝0．6 rad时,系统最大信噪比仅为12;选取合适的接收系统带宽对激光引信抗阳光干扰和信号接收有着重要的作用;该结果为提高系统探测性能提供了一定的依据。     

利用声多普勒信息估计目标运动参数

为了研制反武装直升机被动声探测智能雷弹引信的需要，本文利用直升机声信号的多普勒频移方程，采用最小二乘曲线拟合，估计直升机目标的运动参数。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于双智能雷的目标跟踪方法研究

目前被动声探测距离精度还不能满足跟踪的需要，因此，反直升机智能雷对目标的跟踪问题归结为仅有角测量的跟踪问题。对于静止观测来说，仅有角测量跟踪问题是不可观测的。针对直升机巡航时的运动特征，提出一种基于双智能雷的目标跟踪方法。首先用角跟踪算法实现目标方位角和高低角的跟踪和预测。然后融合目标在两智能雷坐标系下的角度信息，建立数学模型，解算出目标的距离和速度大小。仿真结果表明，算法的跟踪和稳定性较好，能对目标的距离、方位角、俯仰角和速度大小进行有效的跟踪和预估。     

智能弹药成像引信对地面车辆定位的算法研究

针对智能弹药对地面车辆的非合作定位问题,提出一种利用目标非合作固有几何特征的成像引信定位算法。建立了快速交会条件下的空间成像模型,结合地面车辆的特点提出了车辆轴线的概念;构建过轴线等特征直线和光心的平面,证明平面相交直线与目标轴线的平行关系,得到目标坐标系3个轴向的方向向量;以待定系数法描述车辆中轴面,通过建立点面距离关系推导实现了弹目相对位置的解算。分析弹目相对姿态对定位精度的影响,并通过仿真实验验证了误差规律。实验结果表明：智能弹药距地高度小于100 m时,定位相对误差小于5%,算法可有效地实现高精度定位。     

小开口级联同步扫描水下激光引信设计与建模

针对目前大开口水下同步扫描激光引信存在空间利用率低和扇形盲区的问题,提出一种 小开口、5组扫描单元级联的设计方案,以实现透光窗口的小型化,提高水下激光引信的整体强度和空间利用率。针对该方案采用同步扫描多参数优化设计方法,得到小开口激光引信的最佳扫描频率、最佳脉冲频率与各扫描单元的通光时间。建立弹目在不同交会姿态下的回波能量分布模型,获得最小回波能量及其对应的弹目交会姿态。对典型弹目交会状态进行了计算模拟仿真。仿真结果表明：所提方案在提升可利用空间、解决扇形盲区的同时,满足了弹目在各种交会姿态下的探测需求,为水下同步扫描激光引信的设计提供了参考。     

反蜂群无人机防空火箭弹四象限周视激光引信探测概率

为提高防空火箭弹激光近炸引信对来袭蜂群无人机的探测概率,采用空间解析几何方法描述防空火箭弹与来袭蜂群无人机的交会模型,提出一种防空火箭弹四象限周视激光近炸引信探测来袭蜂群无人机的方案.建立基于蒙特卡洛法的弹目交会探测概率模型,分析不同火箭弹转速、目标速度、激光脉冲频率与探测半径下的引信系统探测概率.计算结果表明:激光脉...     

弹丸侵彻装甲钢板过载特性数值模拟

利用LSDYNA3D软件,研究了弹丸侵彻装甲钢板的过载特性,针对几种典型的弹丸初速度、着角以及靶板厚度进行了模拟计算,得到了各种条件下的弹丸侵彻加速度过载曲线,分析结果表明着速、着角及靶厚对侵彻过载有很大影响,为硬目标侵彻引信的设计及装甲防护技术提供了参考.     

智能雷爆炸成型弹丸战斗部研究

以智能雷为研究对象．从结构组成、作用原理和毁伤效能方面分析了爆炸成型弹丸和多爆炸成型弹丸的战斗部技术。通过建立攻击过程的蒙特卡洛模型，编制了智能雷攻击坦克目标的计算机仿真软件。针对两种不同的爆炸成型弹丸战斗部技术，计算了在不同延迟时间和区域系数因素影响下，智能雷对坦克目标的毁伤概率。结果表明：智能雷战斗部技术宜采用多爆炸成型弹丸战斗部技术．可以提高智能雷场对集群装甲目标的毁伤效能。     

MEFP智能雷攻击坦克顶甲的平行毁伤模型

为了评价智能雷对坦克目标的毁伤效能,根据MEFP战斗部技术的特点,在智能雷扫描运动轨迹方程的基础上,建立了MEFP智能雷攻击坦克顶甲的平行毁伤模型.通过建立的蒙特卡洛模型,运用计算机进行数值仿真,计算了在EFP设计参数影响下智能雷对坦克目标的毁伤概率.结果表明,MEFP智能雷采用平行毁伤模型技术,可以提高智能雷对坦克目标的毁伤效能.     

脉冲激光引信探测平面目标的回波特性研究

针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题,建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布,利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上,仿真分析了不同参数对回波波形与信噪比的影响。对脉冲激光引信进行了回波试验,结果表明：实际回波波形与数值计算得到的回波波形保持一致,且峰值随着入射角的增大而衰减,峰值时刻前移。研究结果可为脉冲激光引信在高速动态条件下实现高精度测距提供理论参考依据。     

激光引信目标模拟器的设计及性能分析

激光引信是制导武器普遍使用的近炸引信,然而在激光引信设计过程中模拟真实激光回波存在一定的困难。目标模拟器是激光引信仿真系统中的一个重要组成部分,它主要是用来模拟随目标反射特性及弹目相对位置而变化的激光脉冲,为激光引信提供一个与实际工作环境相接近的回波信号,便于考核引信在不同情况下的启动性能。本文首先分析激光引信目标回波信号功率模拟方法,并给出了激光引信目标模拟器的组成、软件设计及硬件实现,最后对引信目标模拟器的性能进行了分析。     

电子引信在现代战争中的作用与发展趋势

本文从海湾战争中使用的新武器、新引信出发,论述了电子引信在现代战争中的作用。介绍了在防空反武装直升机、对地目标和反坦克轻型装甲作战中,电子引信的优越性。提出了电子引信的发展方向及其抗干扰措施。     

雷体质量对智能雷扫描轨迹的影响

文中在描述智能雷飞行动力学模型的基础上，建立了智能雷飞行扫描轨迹模型．编制了智能雷动力学仿真程序，能通过调整雷体质量重复模拟智能雷扫描过程，结果能以函数曲线显示扫描轨迹。而后运用仿真程序，研究了雷体质量对智能雷扫描轨迹的影响，提出在一定范围内适当增加雷体质量．可以优化智能雷的扫描轨迹，提高扫描捕获概率。