Photoelectric detection technology of laser seeker signals

The measurement of the rolling angle of the projectile is one of the key technologies for the terminal correction projectile.To improve the resolution accuracy of the rolling angle in the laser seeker weapon system, the imaging model of the detector, calculation model of the position and the signal-to-noise ratio(SNR) model of the circuit are built to derive both the correlation between the resolution error of the rolling angle and the spot position, and the relation between the position resolution error and the SNR. Then the influence of each parameter on the SNR is analyzed at large,and the parameters of the circuit are determined. Meanwhile, the SNR and noise voltage of the circuit are calculated according to the SNR model and the decay model of the laser energy. Finally,the actual photoelectric detection circuit is built, whose SNR is measured to be up to 53 d B. It can fully meet the requirement of0.5° for the resolution error of the rolling angle, thereby realizing the analysis of critical technology for photoelectric detection of laser seeker signals.

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。

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。

激光干扰红外成像型导引头的效能研究

基于激光干扰的激光定向红外对抗系统是目前对抗第1代、第2代点源制导红外导引头最有效的手段。然而,随着红外制导技术的持续发展,最新一代红外成像导引头用目标更加稳定、更丰富多维的图像信息取代了简单的调制信号来进行抗干扰设计,大幅提升了其对抗激光干扰的能力,这就使对激光干扰红外成像导引头的效能研究变得十分必要。通过分析激光成功干扰红外成像导引头的条件和能量要求,指导激光定向对抗系统进行干扰性能提升,最终达到对抗红外成像制导导弹的目的。首先阐述了红外成像型导引头和激光干扰的工作原理;然后分析得到了激光成功干扰红外成像型导引头的条件,并通过试验,完成对激光干扰成像型导引头的效能分析,得到激光成功干扰成像型导引头的能量等要求;最后对未来的技术发展方向进行了阐述。

激光制导炸弹导引头半实物仿真系统方案设计

基于系统的功能需求 ,介绍了一种激光制导炸弹导引头半实物仿真系统的构建方案。整个系统由光学模拟系统、弹体姿态模拟系统、仿真计算机系统、集成控制和接口通讯、显示监控系统以及总控制台组成。其中 ,光学模拟系统包括漫反射屏、目标模拟器、干扰模拟器和背景模拟器 ,而三轴转台是弹体姿态模拟系统的主要部件。对各子系统的需求进行了分析 。

激光制导武器仿真系统设计与研制

以某激光制导武器为背景,研究了将其导引头实物接入回路的半实物仿真系统的设计与研制。分析了激光制导武器仿真的国内外研究现状,研究了半实物仿真系统设计的需求,根据所选择的激光目标仿真子系统的实现方法,给出了一个易于实现的可靠的激光制导武器半实物仿真系统的设计方案;同时,详细讨论了系统的软硬件研制,对系统的工程实施中遇到的问题和关键技术进行了阐述。目前,该系统已经成功应用于某型激光制导武器的半实物仿真。

激光半主动制导导引头光学系统的设计

根据四象限探测器的工作原理,激光半主动导引头光学系统所成光斑需均匀分布在探测器靶面上。首先分析此类光学系统像差特点,提出像差的设计方案,然后通过使用CODE V设计一套光学系统,利用痕迹图、包围能量等定性评价系统光斑质量。在不同视场时,通过LightTools光机分析软件追迹1×106根光线,得到探测器靶面的光线分布,利用Matlab处理数据并绘制角度-输出响应曲线,利用该曲线可精确评价探测器靶面的光斑性能。

速率陀螺式激光导引头稳定跟踪原理分析与仿真

激光导引头是激光末制导武器(炮弹、炸弹和导弹)的核心部件,其性能优劣直接影响对目标的捕获、跟踪性能及命中精度,采用计算机仿真技术对激光导引头系统进行建模和仿真是一条有效评估其性能的途径。结合某速率陀螺稳定式激光导引头的结构特点,研究其空间稳定和跟踪的工作机理,并应用多体力学和空间飞行原理建立了该型导引头伺服系统的数学模型。仿真结果证明了导引头模型的正确性,全面体现了激光导引头的稳定与跟踪机理,为激光末制导武器全弹道仿真和激光干扰数学仿真系统的建立提供了模型支持。

高重频激光对激光制导武器的干扰机理分析

为了研究高重频激光对激光制导武器的干扰机理,根据高重频激光干扰原理,建立了半主动激光制导导引头编码识别模型、时间波门模型、多信号处理模型和干扰信号调制处理模型等相关理论模型,提出了导引头干扰有效的3σ判定准则。在此基础上重点研究了多源干扰和信号调制特性对高重频激光干扰效果的影响,并进行了仿真系统测试。结果表明,多源干扰和干扰信号频率调制能够有效增强干扰效果,干扰信号幅值调制对干扰效果改善作用并不明显。该研究结果将为高重频激光干扰效果评估和高重频激光干扰系统应用提供理论参考。

RTX在激光制导炸弹半实物仿真中的应用

三轴仿真转台是激光制导炸弹导引头半实物仿真系统中的关键设备之一,针对高精度三轴仿真转台实时控制的要求,讨论了基于RTX的实时控制系统的设计和实现方法,介绍了RTX的实时特征,对Windows-NT系统和RTX实时操作系统在实时精度方面的性能进行了比较。并给出弹道跟踪曲线等实验结果。实验证明,该系统实时性高,工作稳定可靠。

基于四象限探测器的激光导引镜头的研制

为了满足激光制导对大视场、高线性度探测的性能要求,基于激光制导炸弹的应用需求,介绍了四象限探测器的工作原理和特点,分析了光斑大小、能量均匀性、线性度、探测距离等参数对探测精度的影响;结合系统性能指标,选择了合理的光学系统结构类型,完成了光学系统设计和光机结构设计;利用畸变、点列图、足迹图、能量集中度等指标对系统性能进行了评价,并分析了目标大小和探测距离对光斑大小的影响。测试结果表明,激光导引镜头总视场为±20°、线性视场为±10°、目标大小为1.5~2.4 m、探测距离为50 m^4 km、测角精度优于0.2°,能够满足激光导引的需求。

激光导引头半实物仿真系统的设计与研制

以某激光导引兵器为背景,研究了将激光导引头实物接入回路的半实物仿真系统的方案、设计与研制。构造了一个激光制导兵器在接近真实飞行环境下,对目标进行瞄准、跟踪和实施攻击的仿真系统。本系统可对该激光制导兵器进行全数字仿真或半实物仿真研究,检测激光导引头接收目标信息、分辨目标、跟踪目标和抗干扰工作能力等。该系统已成功的运用于某型激光制导武器导引头的半实物仿真。

高重频激光对激光导引头的干扰机理实验研究

研究高重频激光对半主动激光制导导引头的干扰效果与导引头的信息处理能力和干扰信号样式的关系.设计了一套激光半主动制导对抗半实物仿真系统,从信号级研究了导引头的工作原理并设计了多种抗干扰算法进行信号处理,提供了干扰效果评估方案.分析了导引头在搜索阶段高重频激光对导引头编码识别过程的影响,以及导引头在跟踪阶段高重频激光的干扰频率、能量、位置和干扰时机对导引头不同抗干扰措施条件下的干扰效果.实验结果表明,干扰脉冲的能量越大,干扰源与目标的夹角越大,干扰效果越明显;提高干扰激光脉冲的频率会提高干扰成功的概率,缩小导引头的时间波门的宽度会增强导引头的抗干扰能力.

激光导引头时序抗干扰技术分析及实验

为提高激光导引头抗主动式干扰的能力,在时序上通常采用时间波门精确控制技术、波门内首/末脉冲锁定技术和脉冲时序相关技术等手段。在分析激光导引头的时序抗干扰技术的基础上,针对国内外现役激光导引头所采用的时序抗干扰措施进行了实验设计,对风标式、动力陀螺式、框架式3类激光导引头的抗干扰技术进行了理论分析和实验研究。结果表明:根据激光导引头的受干扰的情况,可实现对采用的时序干扰措施进行较为准确的预测,并据此提出了一种更为有效的激光有源欺骗干扰方法。

某激光制导武器仿真系统反射屏漫反射特性研究

基于某激光制导武器导引头半实物仿真系统,研究了其反射屏关于1.064μm激光漫反射特性建模问题:当假设漫反射屏涂层是平面Lambert反射体时,建立了一种激光衰减模型;当考虑涂层实际的激光反射特性时,提出了采用系统辨识方法时数据采集的实验原理。一定条件下的实验表明,两种方法得到的结果是基本吻合的,在本系统中近似认为漫反射屏为平面Lambert反射体能够满足工程需求。

高重频激光对激光导引头的干扰机理研究

高重频激光对导引头的干扰涉及到导引头内部自动增益控制(AGC)电路、脉冲展宽电路及信息处理组件等多个部分,频率、能量等因素对不同电路的干扰效果相互影响、叠加,导致对干扰效果的评估复杂。为确定不同影响因素的干扰效果,研究了激光导引头内部电路对激光信号的处理过程,从信号处理的角度分析了高重频激光对激光导引头的干扰机理与干扰效果,并进行了定性验证实验。结果表明,在干扰激光能够进入导引头波门的前提下,高重频激光能量是影响高重频激光对AGC电路及脉冲展宽电路干扰效果的主要因素;在干扰激光能量达到导引头接收阈值的前提下,重复频率是影响高重频激光对信息处理组件干扰效果的主要因素;定性实验在一定程度上验证了机理分析的正确性。

激光仿真导引头陀螺稳定控制的研究

分析和研究了某激光仿真导引头陀螺稳定系统的结构、特点、作用及其进动原理。分析和讨论了陀螺转子所受的各种力矩。在理论分析的基础上,根据陀螺技术方程建立了陀螺运动的数学模型以及Matlab仿真框图。利用Matlab仿真软件对陀螺运动进行了多种条件下的仿真。通过讨论和分析不同条件下的仿真结果,得到了一些关于此导引头陀螺控制的重要结论。

半主动激光制导能量传输与模拟技术

为模拟实战环境下半主动激光制导的目标回波能量,设计并研制了注入式激光能量模拟设备。对激光制导能量传递过程及模拟技术进行研究。首先,针对激光制导武器工作过程,建立了激光在大气中传输发生散射与衰减的模型,并针对实战中存在的各种烟雾、降雨、干扰烟剂等进行建模仿真。接着,设计了激光目标回波能量模拟器的总体方案,选用DPS-A激光器和布儒斯特角薄膜偏振器模拟激光衰减过程。设计了光纤耦合与匀光准直系统。最后,构建了激光制导半物理仿真系统,分别进行了激光回波能量模拟实验、激光导引头标定与激光末制导试验。实验结果表明:激光能量模拟误差小于3. 0%,导引头线性角度范围内残差小于0. 08°,测角精度小于0. 45 mrad,末制导过程体视线角跟踪误差小于0. 2°。该系统可模拟多种实战环境中激光能量传输情况,且精度高,能够满足激光制导半物理仿真要求。

某型激光导引头建模与仿真研究

应用基于机理分析和试验研究的综合建模方法建立了某型激光半主动导引头的数学模型,设计了导引头的试验方案。有激光导引头实物参与的制导控制系统半实物仿真试验的结果表明所建的导引头数学模型是正确的,能够满足系统的要求,而且具有很高的精度。

激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现

首先,以某激光制导弹药为背景,提出了室内半实物仿真系统的总体设计方案,介绍了一种激光半主动导引头的工作原理。其次,在室内局限环境下,建立了弹目几何关系的数学模型,研究了导引头入瞳光学特性,并根据制导与控制系统的工作原理,设计了末制导段弹道的半实物仿真模型。最后,设置两种末端制导的初始条件,引入导引头和角速率陀螺等弹上部件进行多次弹道仿真试验。试验结果表明,基于该导引头和角速率陀螺的制导与控制系统设计合理,可以实现精确打击。