激光告警系统威力试验方法探讨

分析了现有的激光告警距离试验方法中存在的问题 ,提出了依照激光测距机实际最大测程来评价激光告警系统威力的方法。

激光威胁源方向识别技术

针对二极管阵列激光告警系统,介绍了激光告警天线的窗口布局,分析了水平及俯仰方向的激光方位识别原理,建立了激光威胁信号的方向识别模型。利用水平方向识别模型对某典型设备展开分析,深入开展了增大探测窗口视场对告警系统方位分辨精度影响的研究,为激光告警设备水平方向的识别提出了一种新的设计方案。通过对比分析得出结论:该方法在保持系统角分辨精度的情况下降低了告警系统的虚警率。与采用多元相关探测技术相比,激光告警系统探测单元减少了一倍,且体积小、功耗低、成本低。

光栅衍射激光告警接收机的探测性能分析

灵敏度和信噪比是激光告警接收机两个重要的性能指标,它们直接影响系统的探测性能和抑制噪声的能力。根据信号统计检测理论,提出了一种计算光栅衍射型激光告警接收机灵敏度和信噪比的方法。首先,对激光信号和系统的内、外噪声进行了系统分析。然后,基于阈值探测理论和奈曼-皮尔逊准则,通过引入探测概率因子和虚警概率因子,求解出以激光信号电流为变量的方程,得到了灵敏度和信噪比的一般表达式。最后,结合该方法利用自行研制的基于正弦光栅衍射型激光告警接收机的实际参数对探测灵敏度和信噪比进行了数值模拟和实验验证,得到0.532!m激光入射时的探测灵敏度计算值为1.95mW/cm2,实验值为2.55mW/cm2。不同入射波长之间的信噪比差异较小,表明该分析方法可以对激光告警接收机的信噪比进行评估。

人眼安全激光测距系统误差分析

通过对晴朗、轻雾和白磷烟雾3种条件下激光测距机实际任务数据进行对比,分析大气扰动中质量消光系数和模糊物衰减中测距概率等参数对测距精度的影响,得出大气扰动和模糊物衰减与测距概率之间的关系公式,提出采用发射多脉冲提高探测概率和增加测距脉冲频率提高信噪比(Signal to noise ratio,SNR)的改进措施,为提高激光测距机性能提供了理论依据。

微弱激光辐射探测技术在激光告警设备中的应用

根据激光告警设备的作战对象和设备特点,分析了微弱激光探测技术应用于激光告警设备的主要限制因素,这些因素包括大视场接收和窄带光谱滤波技术之间的矛盾、光学系统通光孔径和视场角之间的矛盾、低激光重复频率的限制和激光信号的窄脉冲限制等;针对不同体制激光告警设备不同的灵敏度需求,简要介绍了在直接探测体制激光告警设备和散射截获体制激光告警设备采用的微弱激光辐射探测技术,这些技术包括低噪声探测器、低噪声光电接口电路和放大电路、双探测电路相关检测技术、大视场大相对孔径光学系统和大视场光谱滤波技术等,上述技术的应用,满足了激光告警设备的灵敏度需求.

瞄准轴和发射轴平行度误差对探测率的影响

分析了在大气湍流影响下,目标激光光斑的功率密度及质心的分布情况,说明了目标激光光斑的功率密度分布的随机性。分别从目标大小不小于或者小于激光光斑两种情况建立了激光测距装备接收功率模型。在此基础上,重点讨论了发射轴和瞄准轴的平行度误差对探测率的影响,给出了探测率随平行度误差变化的曲线,得出了探测率只与平行度误差的大小有关,与偏差的方向无关的结论。

利用双Gamma大气闪烁模型分析激光告警探测概率

针对激光告警系统属于小孔径、远距离弱信号和高探测概率探测的特点,分析和研究了大气湍流造成的激光信号的闪烁影响模型,探讨了大气闪烁效应对激光告警探测概率的影响规律。结合激光告警探测器的信号探测原理和探测器噪声分析,基于Andrews双随机起伏调制理论推导了适用于中、强大气闪烁双Gamma模型的激光信号大气传输和信号探测理论模型。根据仿真计算和结果分析指出,激光告警系统的探测概率不但是与探测器功率信噪比、探测器噪声、环境背景噪声和系统功率阈值等因素密切相关的综合函数,而且大气路径的闪烁效应也对激光告警系统的探测概率有明显影响。

多元相关探测的改进与分析

为了降低虚警概率,激光警戒接收机大多采用多元相关探测技术.通过对多元相关探测的数学分析发现尽管相关探测技术能降低接收机虚警概率,但它也降低了探测概率.基于同类传感器的数据融合理论,提出了多元相关探测的改进方法——在激光告警器的相关探测器中应用“KoutofN”规则.计算表明该方法既能有效地降低告警设备的虚警概率,又能提高探测概率.

激光告警中的信号探测研究

分析激光告警中的噪声电平 ,研究信噪比与探测概率 。

基于传感器的汽车主动安全设计

从汽车主动安全方面进行研究,通过对车辆道路行驶时关键要素的危险状态识别,实现完善汽车主动安全性能。本设计采取自动控制方法,通过研究汽车防碰撞检测和预防以及偏离车道报警,为汽车安全系统提供信息支持,实现车辆主动避免碰撞危险,减少或避免交通事故发生,大大提高汽车行驶主动安全性。所设计汽车主动安全防撞系统主要包括激光防撞测距、激光车道检测、报警警示系统等。

基于不同阳光背景的激光告警概率曲线研究

为了对复杂背景光条件下激光告警设备进行效能评估,基于不同阳光背景开展了激光告警概率曲线的相关研究。首先,对激光告警设备面临的复杂背景光进行了分析;其次,通过理论研究和实验验证,初步获得了激光告警设备在不同强度阳光背景下告警概率曲线变化规律;最后,提出了一种由典型阳光背景下告警概率曲线测试结果推算到不同阳光背景下告警概率曲线的方法。结果表明,阳光背景辐射严重影响着激光告警设备的性能,告警阈值随着阳光辐照强度的增加而增加,告警灵敏度下降。此研究结果有助于进一步提高激光告警设备评估能力。

激光告警散射截获半径评估建模与仿真

为评估激光告警散射截获半径的边界,根据激光告警系统的散射告警原理,基于米氏散射理论,推导出适于工程应用的波长1.064μm激光告警离轴散射探测模型。分析了激光告警探测系统的主要噪声源,提出了基于激光告警阈值探测理论的散射截获半径评估方法;利用编程工具MATLAB对某激光告警系统的散射截获半径边界进行了仿真计算。

新体制激光雷达发展思路探讨

激光雷达具有角分辨率高、精度高、抗干扰能力强等突出优势,目前已成为激光主动探测领域发展的一大热点。以激光雷达的发展方向和应用为切入点,围绕激光探测装备“看得更清楚”、“看得更鲁棒”、“看得更隐蔽”的永恒追求,分别阐述了激光成像与特征提取技术、偏振与MIMO (多入多出)激光技术、低截获概率激光雷达技术三个发展方向,以期在一定程度上反映该技术领域的发展现状和未来发展方向,对我国在该领域的发展提供一定的借鉴和参考。

基于单片机的汽车防撞激光预警系统设计

运用激光测距理论,提出汽车防撞预警系统的设计。该系统将单片机的实时控制及数据处理功能与激光测距技术相结合,可检测汽车运行中前方障碍物与汽车的距离,通过数显装置显示距离,并由发声电路根据距离远近情况发出警告声,通知驾驶员采取相应措施,从而避免事故发生。

大气中激光散射信号的特征分析

利用米氏散射理论,对1.06μm脉冲激光在低空大气中传输时的辐照度的分布进行了理论分析和数值计算,得到了都市郊区大气模型条件下,不同离轴距离时辐照度随时间的变化曲线,并对其峰值位置随离轴距离的变化进行了数值分析。进一步的数值分析表明,脉冲激光在传输过程中出现最大辐照度的位置距出口的距离与离轴距离成反比关系。在分析散射信号时域特征的基础上,对利用该特征对激光光源的定向可行性进行了初步探讨,认为单个探测器难以实现对激光源的定向,因此提出了用多个散射探测器对激光源进行定向的方法。

激光侦察告警设备作用距离仿真

提出了考虑探测概率曲线的激光告警设备作用距离的仿真方法。结合激光告警设备的探测概率曲线和大气湍流作用下的点光强起伏的概率分布,仿真得到激光单脉冲能量为10^(-5)J时,中等湍流强度(C_n^2=10^(-14)m^(-2/3))下激光告警设备的作用距离约为6.5km。实验结果证明这一方法是可行的。这一仿真解决了小孔径激光告警设备的作用距离外场评估费时费力的难题,为小孔径激光告警设备作用距离的评估提供了参考。

激光告警散射截获距离仿真

针对近地面来袭的激光威胁源,建立基于米氏散射理论的散射探测模型。利用matlab软件对散射光光强随激光探测方向、大气能见度的变化进行了数值分析,结果表明,探测散射光最强的方向是平行于主轴传输方向,大气能见度和散射光强成非线性关系。在分析散射光强受气象条件变化的基础上,得到了不同激光威胁源情况下,激光告警的最大散射截获距离。