激光技术在武器系统中的应用

根据大量详实的战争技术资料,介绍激光测距机、激光制导武器及激光定向能武器在武器系统中的作用、应用现状及发展趋势,从而阐明现代战争的主要特点是快速、昼夜全天候作战和远距离攻击目标命中率高,以达到远离本土打赢任何一场局部战争的目的.     

激光对风标式激光制导炸弹干扰效能分析

针对光电对抗系统中烟幕无源、激光角度欺骗、激光阻塞、激光压制4种干扰方式,以风标式激光制导炸弹作为对抗目标,建立了激光对风标式激光制导炸弹的光电对抗仿真系统。阐述了系统的仿真流程,重点研究了激光能量大气传输、烟幕透过率、导引头信号处理、干扰效能计算、炸弹控制与运动等数学模型,进行了仿真试验及数据分析。根据仿真结果,分析了各干扰方式的主要影响因素,将影响干扰效果的主要因素分为瞬变型和渐变型两种,并给出二者对干扰效果影响的差异。该系统已应用于某光电对抗内场半实物仿真项目中,为光电对抗武器作战效能的分析与评估提供平台和依据。     

基于自相关的激光编码解算

分析了半自主激光制导武器的激光编码规律，提出了运用自相关技术对激光编码进行解算。通过仿真试验验证，运用该技术可准确预测、精确同步复制敌方激光编码，并形成有效的激光诱饵，达到全程自适应干扰的目的。     

炮兵阵地中对抗激光制导武器的实现方案

在现代作战中,对炮兵而言,炮兵阵地防激光制导武器的打击显得十分重要。在研究高重频激光干扰机理及干扰方式的基础上,提出了一种可以在炮兵阵地上对抗激光制导武器的方案。     

光学／红外对抗和保护措施

红外对抗措施能与热成像系统相抗衡吗？这个问题不容易回答。虽然热成像监视装置不会受到光学对抗（OCM），激光测距机／指示器对抗措施或基于激光发射机数据库的激光报警等措施的严重影响，但实际上，典型的热成像监视传感器的性能必然会因一系列诸如伪装、隐蔽和欺骗等被动技术的干扰而有所下降。     

激光在现代海军中的应用

激光技术应用于海军，不仅可以提高海军现有常规武器的命中率，而且可为海军提供新型战术武器，从而大大增强海军在现代海战中的作战能力。激光在国外海军最成功的应用是激光测距、目标指示以及武器制导等；激光探雷、激光测深仪等已处于试验、试用阶段；而舰载激光武器、激光对潜通讯和激光陀螺等还处在论证、试验阶段。     

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。     

激光制导武器转移式光纤干扰系统的参数分析

讨论了激光制导无源角度欺骗干扰系统——转移光纤干扰系统的工作原理,重点分析了系统干扰效果的功率比、延迟时间等参数。分析表明：只要合理选取光纤接收的覆盖面积和假目标的反射系数,假目标反射的激光功率可满足干扰要求;几个微秒的延迟时间远小于导引头脉冲录取波门宽度,导致进入波门的几率极高。证明了系统干扰的可行性,探讨了目标若采取伪装措施和转移激光直接向空间发射等手段,干扰效果可进一步提高。     

激光诱偏干扰技术在车载主动防护系统中的应用

为了有效对抗激光制导武器,提升车载武器系统在战场上的生存能力,提出一种车载主动防护系统的激光诱偏干扰对抗技术。根据半主动制导武器系统的来袭威胁信息和特性,探讨了激光诱偏干扰技术实现的可行性;采用同步转发式干扰模式,通过实验装置记录了跟踪系统从跟踪识别目标到启动干扰系统的运动轨迹,验证了该系统能够在7s有效反应时间内实施对抗干扰,达到主动防护的目的。     

强激光对典型激光制导光电探测器的干扰效应研究

为了达到对激光制导武器的有效干扰目的,需要分析强激光对典型激光制导光电探测器的干扰效应。理论分析和数值计算表明四象限光电二极管和成像型CCD的光学饱和阈值较低,很容易达到光学饱和。在功率密度10MW/cm2,脉冲宽度5ns的单脉冲激光辐照下即可产生300K的温升,在多脉冲温升的累积作用下,光电探测器的基底材料很容易达到熔点,从而造成不可逆的永久损伤。     

Quantitative evaluation of high repetition rate laser jamming effect on the pulsed laser rangefinder

Laser may cause disfunction or even damage to laser rangefinder. Based on evaluation rules of high repetition rate laser jam pulsed laser rangefinder, the principles of distance deception and blinding jamming were analysed and the jamming success rate was calculated. We also set up a calculation example for 100 kHz repetition rate laser jam certain type rangefinder. The result showed that we can obtain jamming grade and success rate, accomplish the quantitative evaluation of the laser jamming effect.     

激光箔条云对激光导引头的干扰效果研究

激光箔条云对激光有很高的散射率,光电对抗中越来越多地采用激光箔条云作为激光无源假目标实施无源干扰,或作为激光漫反射体与激光有源干扰设备配合使用,实施激光角度欺骗干扰。基于箔条云对激光的散射原理,分析了两种干扰方式的原理,设计了激光箔条云对激光导引头的有源角度欺骗干扰实验方法,给出了所需测试设备及布站要求。结果表明,干扰效果理想。该干扰方法具有灵活、机动、快速等特点,可作为一种激光有源角度欺骗干扰的新手段。     

激光雷达干扰效果评估方法研究

研究了光电干扰对测距和跟踪测量激光雷达干扰效果的评估方法.在深入分析激光雷达光电干扰机理的基础上,提出了相应的干扰效果评估准则.对激光测距机的距离欺骗干扰效果采用测距误差-干扰成功率准则或准测率准则定量评估,对测距机的激光盲干扰效果依据盲激光对测距准确度、测距功能的影响程度进行评估.对于跟踪测量激光雷达,根据实施干扰后其跟踪误差是否超出正常跟踪准确度的三倍判定一次干扰是否有效,再依据多次试验的干扰成功率的大小评估干扰效果.     

单CCD彩色相机激光干扰模型及外场干扰实验

开展了多波段激光(750~970 nm)对彩色CCD成像系统的外场干扰实验,测得了不同辐照条件下对外场1.3 km处彩色CCD成像系统的干扰效果;建立了彩色CCD相机的激光干扰模型,对实验结果进行了理论验证与分析。理论与实验结果表明:强激光对彩色CCD成像系统的干扰效果明显,CCD靶面出现了明显的光饱和和串扰现象,光饱和区域的形成是由激光束进入光学系统后发生衍射效应造成的;到靶激光功率密度越强,CCD靶面光饱和面积越大,激光干扰效果越好;单波段750 nm激光作用下,到靶功率密度为4.2 kW/cm²,CCD靶面的光饱和面积为0.88 mm×0.97 mm;多波段激光(750~970 nm)作用下,到靶功率密度为20.7 kW/cm²,CCD靶面发生全靶面饱和现象;仿真结果与实验结果基本一致,证明了理论模型的正确性。对远场干扰能力计算结果表明:随着干扰距离的增加,到靶功率密度减小,激光干扰效果变差。     

基于压缩感知的激光干扰图像尺度分析

利用激光干扰CCD成像侦察系统可以使其降低或失去侦察能力,客观、准确、定量地评估干扰的效果是干扰技术研究的重要环节。本文以现有的背景杂波量化尺度为基础,结合激光干扰图像对CCD成像系统目标检测性能的影响,提出了基于压缩感知的图像尺度,并将该尺度运用于基于机器视觉的激光干扰CCD效果评估。激光视场内干扰实验及数值计算表明:该方法能够利用压缩感知理论的特点,较好地实现了对激光干扰CCD成像检测系统效果的定量评估,从而验证了该尺度的有效性。     

激光致盲干扰效果评估方法研究

研究了激光致盲干扰设备对光电制导系统、光电成像系统和激光测距机干扰效果的评估方法,分别提出了相应的干扰效果评估准则。对于光电制导系统,可以根据实施激光致盲干扰后制导武器的脱靶量是否超出正常制导精度的三倍或杀伤半径判定干扰是否有效,并根据干扰成功率的大小划分干扰等级。对观瞄用光电成像系统的干扰效果,可以按照致盲激光对成像功能的损伤、破坏程度划分为四个等级;对跟踪用光电成像系统的干扰效果可以根据实施干扰后成像系统能否输出有效跟踪脱靶量,以及脱靶量是否超出正常跟踪精度的三倍判定干扰是否有效。对激光测距机的干扰效果可以依据致盲激光对测距机测距精度、测距能力的影响程度划分为四个等级。     

分布式激光告警与诱骗系统设计

激光制导武器是现代战争中各类作战平台和重点目标的主要威胁之一,针对多批次饱和攻击的对抗需要以及不同平台和目标需要保护的范围和部位差异较大的特点,设计了一种分布式的激光告警与诱骗系统,并分析了系统实现的体系结构与关键技术。     

基于FPGA的激光光束自对准电气自动化系统设计

激光光束技术运用的越来越广泛,包括光通信技术,激光测距技术,激光瞄准技术等,其中光通信技术范围最广;在光通信过程中,需要面对光束发射端与接收端中心对齐的问题,增加了操作的难度;针对光通信激光光束对准难的特点,研究并设计了一套基于FPGA的激光光束对准系统,利用在FPGA芯片上设计软硬件速度快、稳定可靠、研发周期短等特点;整个系统以FPGA芯片为核心,辅以操作电路、自适应算法;实验表明, 该系统较好地符合了光束对准的要求。     

基于蒙特卡洛方法的四元探测器干扰效果分析

正交四元探测器是第3代红外导引头的核心传感器,为了对该型导引头实施有效干扰,探讨了其探测工作机理,有针对性地提出影响其自动增益控制(AGC)电路工作的干扰策略,对干扰实施过程进行了仿真分析。采用蒙特卡洛方法模拟了在干扰存在频差,干扰占空比改变,干扰相位变化条件下的平均有效干扰率。仿真结果表明:以同频或倍频、0.25占空比、较高功率激光可影响导引头AGC电路正常工作,适时通过调整干扰相位可以影响干扰效果,最终破坏其信号提取逻辑,实现欺骗干扰。分析结果对于激光定向红外对抗系统的研制具有一定理论指导意义。     

Jamming effectiveness analysis of quad-element detector based on Monte Carlo method北大核心CSCD

Quad-element detector is a key sensor of the third generation infrared seeker. In order to implement effective jamming to the seeker, this paper firstly discusses the detection mechanism, and secondly proposes the interference strategy which disturbs the auto gain control (AGC) circuit working.The jamming process is then simulated and analyzed.Finally, the average effective jamming ratio is acquired by Monte Carlo method when frequency difference exists, or duty cycle varies, or phase changes on jamming laser.The simulation conclusions are as follows: at the same or multiple frequency with the seeker and 0.25 duty cycle, high power jamming laser can lead the AGC circuit working abnormal; moreover, adjusting the pulse laser phase can influence the jamming effect and destroy the signal extraction logic, finally, the deception is achieved.The analysis and results of this paper are of theoretical significance for the development of laser directional infrared countermeasure system. © 2018, Editorial Board, Journal of Applied Optics. All right reserved.