基于半主动激光末制导的迫击炮弹

半主动激光制导技术在军事上有着广泛的应用。在分析半主动激光工作原理的基础上,着重对国外半主动激光末制导迫击炮弹进行了深入的分析,指出了研究的现状及存在的不足,对迫击炮弹的研究具有一定的指导意义。

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。

大气湍流对半主动激光制导中光斑检测精度的影响

为分析大气湍流对半主动激光制导中激光光斑检测精度的影响,结合半主动激光制导的工作原理,研究了光强闪烁、光束漂移、到达角起伏和光束扩展效应降低接收光斑位置精度的机理。提出一种用于表征大气湍流强度的参数(大气折射率常数)定量测试方法,基于该方法进行了样机测试实验。利用不同天气条件下记录的靶标上光斑图像信息,计算出到达角起伏方差,由此计算出照射距离分别为1 km和4 km时的大气折射率结构常数,测试在不同大气折射率结构常数下导引头输出的接收光斑位置坐标数据,并给出了在不同实验条件下测试数据的统计分布特征和标准偏差。实验结果表明:大气折射率常数越大,光斑检测精度越差;而大气折射率常数不仅与大气湍流强度有关,还与照射距离有关;证明了该测试方法的有效性。

一种半主动激光红外雷达三模复合光学系统设计

介绍了一种紧凑型的半主动激光、红外、雷达三模复合光学系统,半主动激光、红外光学系统采用折反式光路结构,雷达系统采用抛物面天线发射接收信号。3种导引模式共用一个主反射镜,半主动激光系统与红外系统在主反射镜处光线分离,雷达波与红外光在主反射镜共口径反射后,在次反射镜处信号分离,在紧凑空间内实现了3种导引模式的融合。

半主动激光制导炸弹测试系统设计

针对某半主动激光制导炸弹的测试需求,设计了基于PXI总线的测试系统,同时研制了激光目标模拟器、数据链指令机等专用测试设备,利用RS422总线将相关专用测试设备与测试系统相连,并结合卫星信号模拟器构建了一套半主动激光制导武器测试系统。该系统可完成武器在挂飞段、攻击飞行段等整个工作过程的性能指标测试,保障了武器在整个研制、生产交付过程中的各种试验验证等工作。

基于无人机载光电吊舱的半主动激光制导模拟系统设计与实现

半主动激光制导模拟系统是获取测试数据、提升精确打击能力的重要测试及训练手段。给出一种基于无人机载光电吊舱的半主动激光制导模拟系统,介绍光电吊舱、激光光斑跟踪器的设计及实现方法。实际测试结果证明该设计方法具有实用性,满足了实际需要,为实现半主动激光制导模拟提供新的借鉴。

水下主动激光扫描系统中光场记录及散射背景分离研究

传统水下主动激光扫描系统采用普通相机对反射光接收记录,反射激光点被掩埋在背景噪声中无法分离,影响成像质量。该文在水下激光主动扫描成像系统中采用光场相机记录了包括激光反射光线和各种散射背景杂光的位置和方向信息,为抑制散射背景杂光提供了可能。在后续光场记录图像处理中,首先,对记录的光场图像进行前后两次重聚焦,第一次是对激光照射到物面激光光点的重聚焦,第二次是对激光光点前景散射光的重聚焦,再对两幅图像进行差分处理;提出一种计算机自动判断流程,使得差分所得图像上激光点的衬度最大,或足够大。实验结果表明,上述方法可以达到较好的散射背景抑制作用,是对现有同步扫描主动激光成像系统空间分离散射背景抑制技术的必要补充。

一种半主动激光制导双脉冲伪随机码设计

激光编码是激光半主动制导武器抵抗激光有源干扰的重要措施,从抗干扰角度出发,设计了一种新的编码--双脉冲伪随机编码,给出了一种软硬件相结合的译码方法,并对该种编码的抗干扰性能进行了理论分析。分析结果表明:编码中的伪随机编码可用于抗激光欺骗干扰,双脉冲设计可用于抗高重频激光干扰,译码整形后的方波脉冲宽度越窄,抗高重频干扰的效果越好。

半主动激光制导中光斑参数分析

在激光制导广泛应用于各国的背景下,由于试验场所要求复杂,天气影响等问题,提出半主动激光制导方式,在整个试验当中,激光光斑的分析至关重要,决定着整个试验的成败,分析了影响激光光斑变化的影响因素,从而采取相关措施进而提高试验的总体性能。

被动红外与主动激光雷达成像敏感器组件

美国专利US6323941 (2001年11月27日公布) 本发明提供一种被动红外与主动激光雷达成像敏感器组件,它不仅能对被动红外场景和主动激光雷达场景进行成像,而且还能产生多维图像数据集。一台能敏感被动红外和主动激光雷达两种辐射的二维半导体成像仪,在与随后的信号处理技术一起使用时。

半主动激光导引头抗后向散射干扰

激光半主动制导武器具有精度高、战术运用灵活等优点,被广泛的应用于无人机搭载武器,对地面目标进行精确打击。在实际试验和应用中会遇到各种干扰的影响,大气后向散射干扰尤为突出,抗后向散射干扰能力已经成为衡量激光半主动导引头性能的关键指标。根据后向散射的特点和抗干扰技术的发展现状,优化了激光制导抗后向散射干扰策略,使激光半主动导引头能够在复杂环境背景下,对目标信息进行精确提取,提高了激光半主动导引头抗后向散射干扰能力。

激光半主动制导中光斑对四象限探测器定位精度影响分析

针对激光半主动制导中,光斑的实际位置、大小及能量分布等因素影响探测器定位精度的问题,基于四象限探测器的光斑位置检测原理,建立了探测器检测位置与光斑实际位置的关系模型,在控制背景光为定值的条件下,通过弹目距离的变化改变光斑半径,仿真了激光传输距离和导引头光学系统焦距与定位误差之间的关系。仿真结果表明:激光远场传输条件下距离变化所引起的定位误差变化缓慢;在弹目距离一定时,短焦条件下焦距变化所引起的定位误差小于长焦条件下的焦距变化,且短焦条件下光斑的误差更容易控制在允许范围内。

激光主动/红外共口径复合成像光学系统设计

提出了一种适用于弹载环境的主动激光成像/红外成像同轴共口径复合光学系统设计方案,设计完成了能够实现大视场扫描且具有优良成像质量的共口径复合光学系统。该系统采用了半角扫描机构在俯仰和偏航方向实现±15°扫描视场,并在-50℃~50℃温度范围内全视场成像质量接近衍射极限。

基于阶梯相位调制的窄谱激光主动照明均匀性

提出一种基于阶梯相位调制的窄谱激光主动照明方法,利用阶梯型相位调制器对窄谱激光进行相位调制,提高照明激光到达目标处的光斑均匀性和稳定性.建立了窄谱激光阶梯相位调制和照明激光远场光斑均匀性的理论模型,搭建了光束经过1.8 km水平传输的窄谱激光主动照明实验平台,通过5阶梯相位调制器对0.05 nm线宽的照明激光进行相位调制,实现了照明激光远场光斑匀化实验.实验结果表明,通过5阶梯相位调制器进行相位调制后,远场光斑包含57%能量区域的空间闪烁率从0.73改善到0.33,中心光强时间闪烁指数从0.38改善到0.14,照明激光远场光斑均匀性和稳定性都得到明显提升.

激光主动照明均匀性影响因素及其规律

针对阶梯相位调制窄谱激光主动照明方法,基于物理模型及工程应用需求,对窄谱激光谱线线型、阶梯相位调制器光学镜数量、光学镜厚度梯度误差三种影响因素,进行了主动照明远场光斑均匀性数值模拟,揭示了照明远场光斑闪烁指数随影响因素的变化规律.结果表明:激光谱线线型对照明光斑均匀性的影响很小,均匀型、高斯型、洛伦兹型激光谱线照明光斑空间闪烁指数均值分别为0.27,0.28,0.28;照明光斑闪烁指数随阶梯相位调制器光学镜数量增多而降低,且逐渐趋于平缓;光学镜厚度梯度毫米量级的误差对闪烁指数的影响很小,误差为–0.6 mm时,空间闪烁指数由0.266增大到0.271,恶化率仅为1.9%.

激光主动成像图像噪声分析与抑制

分析了激光主动成像图像的噪声机理,针对强度像噪声抑制问题,提出了一种基于同态滤波和小波域SURE(Stein′s Unbiased Risk Estimate)的激光主动成像图像降噪算法。该方法首先用同态变换将乘性散斑噪声转换为加性噪声;然后在小波域,没有将小波系数看作随机变量,而是以最小化均方误差MSE为目的,将图像降噪过程看作是一个小波系数的加权和,通过SURE获得近似最优的小波系数的权值;最后再作相应的小波逆变换和同态逆变换,得到降噪后的图像。实验结果表明:该方法具有较好的噪声抑制效果,且计算量极小。

空中目标的激光主动探测

文章提出对目标采用基于“猫眼效应”的激光主动探测技术进行探测。首先介绍了基于“猫眼效应”的探测原理,推导作用距离方程,并做了可行性分析。最后通过仿真计算,证明激光主动探测技术用于无人机探测是可行的。

直接测距型无扫描激光主动成像验证系统

为提高成像效率,研究了基于雪崩光电二极管(APD)阵列和分束照明的直接测距型无扫描激光主动成像系统。系统采用脉冲激光器作为光源,通过测量激光脉冲飞行时间来获取目标距离信息;基于达曼光栅进行分束照明以提高能量利用率。另外,光学系统采用收发共孔径结构,保证了目标处激光脚点和APD阵列各像元的几何对准。与参考APD所采用固定阈值时刻鉴别法不同,系统采用固定阈值与恒比定时相结合的时刻鉴别法处理回波APD阵列的输出信号以适应外光路参数的变化。各通道采用专用计时芯片TDC-GP22测量启停脉冲之间的时间间隔,实现了45ps的计时分辨率。最后,将19m和31m处放置的两个角反射器作为合作目标进行了成像实验,并给出了所获取的距离图像。结果表明:两个目标的平均距离分别为19.28m和31.54m,测距误差分别为0.28m和0.54m,显示提出的设计方案切实可行。

激光主动成像结合距离选通技术的零时信号测量方法

针对火箭起飞过程中零时信号难以准确测量问题,提出了激光主动成像与距离选通技术相结合的测量方式,并通过求取光流的变化进而求取位移移动量获得火箭起飞的零时信号。对现有的零时信号测量方式进行了分析,确定了基于距离选通的ICCD成像方式,结合目标垂直上升的特性,提出目标轮廓与HS光流结合的抗光照干扰算法。实验结果表明:在模拟目标匀速上升过程中,在光照变化不大情况下,单独的边缘检测及单独的HS光流检测算法均能检测出目标的上升趋势;在光照变化剧烈情况下,边缘检测及HS光流检测算法均出现严重的误差,目标轮廓与HS光流结合算法排除了目标内部的干扰,得到的目标像素点位移量与真实的上升量基本一致,误差在亚像素量级,若图像帧频为25 fps,则时间精度为80 ms,完全符合零时信号提取的要求。