高重频激光对测距机干扰试验研究

高重频激光干扰是对脉冲式激光测距机的一种有效干扰手段,为探究高重频激光对测距机干扰效能的影响因素及规律,开展相关的理论分析与试验研究。试验研究了干扰激光的功率、重复频率及干扰距离对测距机干扰效能的影响。结果表明:存在一个与干扰激光频率相关的最小干扰距离,干扰激光的重复频率越高,最小干扰距离越小,有效干扰距离范围越大。当实际干扰距离大于最小干扰距离时,若干扰激光的功率不足,则无干扰效果;干扰成功后继续增大干扰激光功率,则被干扰后测距结果会趋于正态分布,且干扰激光功率越高,测距结果正态分布中心越趋近于最小干扰距离,但受干扰的测距结果最小值会始终分布于测距机盲区附近。

基于虚幻引擎的红外成像激光对抗模拟系统

为了得到激光对红外成像系统可视化、场景化的干扰效果,采用虚幻引擎搭建了红外成像激光对抗模拟系统。利用虚幻引擎的模型与场景编辑功能构建对抗场景,并模拟红外成像;构建了激光干扰数学模型,以此生成模拟激光干扰光斑,实现了不同距离、不同红外成像视场以及不同激光入射角的对抗模拟,并对干扰前后的图像进行了对比分析。结果表明,当红外成像视场保持不变、干扰距离由3.7 km减小为2.9 km和2 km时,干扰光斑面积在成像中的占比均逐渐增大;当干扰距离保持不变、红外成像视场由8°缩小为6°和4°时,干扰光斑面积在成像中的占比也逐渐增大;当红外成像视场与干扰距离不变,激光入射角度在±4°范围内调整,干扰光斑面积几乎没有变化。该模拟系统能较真实地对红外成像及激光对抗效果进行模拟,可作为红外成像激光对抗效能评估研究的基础工具。

一种高效舰载激光告警设备检测系统及方法

文章首先介绍了舰载激光告警设备应用情况,及其现阶段进行功能检测与维护的相关技术难点,针对现有装备检测手段机动性差、效率低、可达性不足、功能单一的情况,提出一种基于无人机平台的检测系统及方法,阐述了该检测系统的功能组成、工作原理及关键组件的性能设计方案,并对系统的模拟等效性进行分析,指出该系统的工作特点与性能优势,为告警装备检测提供了一种有效技术手段。

提高某型设备的传导抗扰度

文章基于某型设备的工作原理,结合电磁兼容传导抗扰度试验机理,针对设备在CS114和CS116传导抗扰度测试过程中出现的性能异常问题,进行了分析、定位、整改以及验证,提出了提高该型设备传导抗扰度的设计优化和整改措施,有效改善了该型设备的抗电磁兼容传导干扰的能力,降低了虚警率。

随机重频激光制导雷达抗高重频干扰技术

为了能有效对抗高重频干扰,在分析高重频干扰破坏激光制导雷达信号处理机理的基础上,采用了随机重频照射激光波形,并利用激光目标指示器、目标和探测器的先验距离、速度特征,提出了基于自适应交叠波门的高重频干扰信号排查和鉴别方法,有效控制了重频干扰对目标捕获环节的影响,形成一套从波形设计到信号处理、目标捕获的端到端的抗高重频干扰解决方案,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,在不同干扰场景下,有效捕获目标的时间均低于0.2 s,捕获时间在亚秒量级,与无干扰背景下目标典型捕获时间相当。此技术可有效对抗数十赫兹到250 kHz的固定/随机重频干扰,有利于提高制导武器对抗重频干扰的能力。

激光漫反射板防护效果研究

为了科学地评估激光漫反射板在激光角度欺骗干扰过程中的防护效果,采用坐标转换的方法,将导引头接收到的指示激光和干扰激光的能量密度放在同一坐标系进行比较,并计算出制导空域干扰覆盖率,分析了漫反射板和目标的法线方向差异对防护效果的影响。结果表明,对于典型立方体型目标,当漫反射板的法线与目标垂直面的法线方位相同、俯仰相差在0°~60°范围时,该垂直面的制导空域干扰覆盖率为100%,仅当漫反射板的法线与目标顶部水平面的法线方向完全相同时,该面的制导空域干扰覆盖才为100%;要实现全面的防护,需要根据激光来袭方向和可能的被照射面,设置多个漫反射板进行针对的防护。此研究方法和结果对于激光漫反射板的合理布设和使用有一定参考价值。

激光散射告警中的被照射目标判断方法研究

对激光散射信号进行探测是一种常用的激光告警方式,但这种方式不能判断告警范围内不同的被照射目标。为了实现激光散射告警中对不同被照射目标的判断,研究了激光从各个方向对目标照射时,告警装置各个窗口的告警响应情况,分析了不同目标位置给告警结果带来的差异程度,提出通过告警装置各个窗口告警结果的告警编码和脉冲时序判断被照射目标的方法。研究结果表明,该方法可以区分相对告警装置夹角不小于72°、与告警装置均相距50 m的两个目标,在360°范围内可以对符合规定要求的5个目标实现判别。研究结果为增强散射探测型激光告警装置的告警能力、提高后续防护的针对性和效率提供了技术参考。

点源干扰下红外导引头成像鲁棒跟踪方法

红外导引头在外部点源干扰下,存在大量噪声信息,在降噪的过程中出现模糊图像边缘信息,导致高频细节信息的丢失,从而影响到红外目标图像的跟踪效果。提出了点源干扰下红外导引头成像跟踪方法。利用似然比挖掘潜在红外目标,目标灰度服从高斯分布原则,通过像素灰度检测图像获得界阈;准确划分目标与非目标特征;并采取自适应双边滤波处理,使特征构建后的红外图像块数据更精准,应用红外导引头成像,在目标框内选取重要特征点,整合监测与跟踪获得的目标框,完成精准红外跟踪。通过实验,证明所提方法可以很好地跟踪目标,跟踪误差较小,鲁棒性好。

激光入射角度对CCD探测器损伤特性的影响

开展了激光入射角度对高重频纳秒激光诱导CCD探测器损伤特性研究。通过傅里叶热传导方程理论计算了CCD探测器表面的温升曲线,发现随着激光入射角度变大,激光辐照区域中心点位置的最高温度逐渐降低,且液-固相变凝固时间缩短,降低了CCD探测器的损伤可能。实验结果表明,随着入射激光功率的增加,激光诱导CCD探测器表面损伤形貌的横向尺寸和纵向尺寸都逐渐变大。随着激光入射角度变大,激光诱导CCD探测器形貌损伤面积增大,并且形貌损伤阈值增加。这是由于激光入射角度增大导致了CCD探测器表面辐照的激光光斑面积变大,使探测器表面的激光功率密度降低,从而造成CCD探测器的激光损伤阈值增大。

基于MicroBlaze的激光告警最小处理系统设计

为满足激光告警系统高角度分辨率与小型化设计兼容的需求,基于嵌入式系统开发流程,研究了MicroBlaze软核处理器的体系结构,设计并实现一个基于MicroBlaze软核的激光告警最小处理系统。该设计通过MicroBlaze软核搭建微处理器平台,与设备功能所需的外设IP核联合完成可编程系统芯片(SOPC)的设计,单片集成处理的设计使得信号流转发生在单个芯片内部,大大提高了数据运算速度与数据交互的实时性。实验结果表明,该系统很好实现了对激光信号的采集、处理,与外部设备串口通信结果符合预期。

多模制导仿真中合成目标视线法原理与仿真

设计了一种多模复合制导仿真中利用三轴仿真转台实现弹体姿态和弹目视线运动的复合模拟方法。首先阐述了合成目标视线方法的技术原理,建立了仿真坐标系统,给出了角速度矢量转换及其软硬件空间的映射关系,然后研究了合成目标视线半实物仿真的实现流程,推导了三轴仿真转台驱动数据解算和导引头稳定回路注入视线角速度解算方法;最后开展了合成目标视线法的数学仿真,与真实视线模拟方法相比,导引头跟踪目标的光轴运动规律以及目标偏差角和弹目视线角速度指令输出一致,为多模复合制导半实物仿真中弹目视线运动的模拟实现方案提供了一种新的技术手段,也为该方法的仿真应用提供了技术支撑。

CO_(2)激光对氧化钒成像设备干扰实验研究

随着红外成像技术发展,非制冷氧化钒探测器在多个领域得到了应用,其在激光辐照下的热效应如何,也成为了当前研究方向之一。本文首先分析了氧化钒成像探测器结构和工作原理。其次开展了激光辐照饱和及点损伤条件下,106μm脉冲激光辐照氧化钒成像设备实验。在激光辐照饱和条件下,光斑中心像元出现饱和现象,激光辐照结束后,该像元响应较辐照前增加了约20个灰度;该像元周围像素出现了环状异常,非均匀性校正后探测器恢复正常;在激光辐照点损伤条件下,出现了圆环干扰效应,光斑中心像元出现了损伤,即使非均匀性校正也无法恢复;给出了相应激光功率密度。根据实验结果,对衍射效应进行了仿真,指出衍射、探测器热效应及热量“溢出”是导致探测器像元异常像素数大于辐照光斑的原因。本文对非制冷氧化钒探测器研制及干扰效应研究具有重要参考意义。

长波激光对红外探测器成像干扰效果研究

为了研究长波激光对红外探测器成像性能的影响,利用10.6μm激光开展了对红外探测器的干扰实验。根据图像采集结果,随着激光功率增加,可将干扰类型分为光斑不变区、扩展区和损伤区,各区对应的功率阈值分别为9.35×10^(-6)、2.99×10^(-4)和9.35×10^(-4)mW/cm^(2)。各激光功率下的光斑特性差异主要归因于激光作用机理的不同,损伤区之前干扰效果主要由电子效应产生,而损伤区则以热积累作用为主。本研究结果丰富了长波激光对长波红外成像系统干扰效应的理解,为长波激光干扰的应用提供了依据。

激光导引头波门诱偏干扰策略设计

超前同步干扰以固定的超前量转发干扰信号进入激光导引头波门,干扰成功概率是基本固定的,并且干扰和制导信号同时在波门内,导引头有机会和条件采取进一步的抗干扰措施,根据实时波门的原理,提出一种基于波门诱偏的激光导引头干扰方法,设计了干扰信号,探讨干扰的机理,通过分析制导信号、干扰信号以及波门的时序关系和相互作用过程,得到了干扰条件下波门内信号分布,选择典型参数,仿真模拟了超前同步和波门诱偏两种干扰状态,得到了干扰条件下波门对信号录取的特性,概率分析验证了波门诱偏干扰的相对优势,分析结果可为干扰参数和过程的设计提供参考。

193 nm紫外激光对单晶硅的损伤特性研究

主要开展了193 nm紫外激光对单晶硅的损伤实验,观察分析了材料表面的损伤形貌,建立了193 nm紫外激光损伤单晶硅的理论模型,计算分析了材料的温度场及应力场分布,讨论了损伤形貌及损伤机理。研究结果表明:193 nm紫外激光对单晶硅的损伤机理主要为热力耦合效应,硅材料表面产生严重的熔融烧蚀和裂纹状的应力损伤,计算得到193 nm紫外激光对单晶硅的熔融损伤阈值为0.71 J/cm^(2)、热应力损伤阈值为0.42 J/cm^(2)。

基于深度学习的激光干扰成像评估方法

可见光主动成像系统被广泛应用于成像侦察领域,激光压制干扰是一种可以利用的反制手段。合理地对激光干扰效果进行评估,对于干扰一方具有重要意义。为了更客观地评价激光干扰对成像侦察的影响,从可见光成像侦察的特点出发,对激光干扰可见光成像效果进行划分,确定了干扰效果评估需求。建立了可见光图像的激光干扰效果评估模型,结合基于YOLOv4的目标检测置信度及WFSIM算法的三个图像特征表征指标,形成了对应的评估体系。构建了一套参数可调的激光干扰图像采集及评估分析实验系统,对人体目标进行图像采集,验证了提出的评估体系及方法。

高重频激光对多激光制导武器干扰机理研究

本文基于仿真计算方法,研究高重频激光对多激光制导武器的干扰机理。发现重复频率与波门宽度是影响总干扰有效概率的主要因素,干扰反应时间与激光制导信号样式对总干扰有效概率的影响较小,重复频率取整数值则会增大干扰有效概率的不确定性。针对性提出了“一对多”干扰、提前干扰、重复频率避免取整数等改进措施,研究结论可为提升高重频激光对多激光制导武器干扰效果提供参考。

CCD损伤状态的“猫眼”回波信息评估方法

CCD损伤状态与“猫眼”回波强度和偏振度为复杂非线性关系,无法单独根据强度或偏振度数值正确评估CCD损伤与否。结合多源信息融合技术与机器学习,利用适合非线性数据分类判别的KNN、K-SVM和PNN三种方法对CCD损伤状态评估方法进行研究。分别进行了近、远距离“猫眼”回波探测实验,以回波强度、偏振度信息和CCD实际损伤信息作为输入数据,分别对三种方法进行了训练,对比了训练的三种方法的评估测试结果,包括评估点的错误数量、错误率及评估时间,发现室外复杂环境时通过选择最优平滑因子σ的PNN方法错误率最低,在考虑实际评估允许时间范围内,PNN方法最适合用于基于“猫眼”回波信息的CCD损伤状态评估应用。

基于超混沌系统和AES的图像加密改进算法

针对现有混沌图像加密对序列利用不充分、参数固定等问题,提出一种基于两个超混沌系统与AES加密结合的图像加密算法。使用原始密钥处理后的数据对两个超混沌系统生成的序列进行选择,分别对图像进行置乱和扩散,并结合AES算法对图像再次加密。此方法通过利用密钥对超混沌系统初值进行修改和对混沌序列进行选择,提高了算法的随机性和安全性,使加密后的图像有良好的密文统计特性。仿真结果表明,该算法能够根据用户输入的密钥改变参数和加密序列,并且具有良好的抗剪切性能。

光电成像系统激光防护技术研究进展(特邀)

随着激光技术的迅速发展,激光武器装备日益增多,广泛应用各个领域的光电成像系统被激光致盲或致眩的概率骤增,信息获取能力急剧下降,因此,光电成像系统激光防护技术研究变得越来越重要。简要介绍了基于线性材料和非线性材料的光电成像系统激光致盲防护技术的机理及局限,重点阐述了以二氧化钒为代表的基于相变材料的激光致盲防护技术的机理、制备方法和应用进展,详细分析了基于计算成像的激光致盲防护技术的机理和初步应用探索,结合激光致盲与致眩的关系补充说明了研究光电成像系统激光致眩防护技术的必要性和可行性,最后总结了光电成像系统各种激光防护技术的优缺点以及未来发展方向。