无人机光电对抗技术研究

无人机以其机动性强、高效费比、无人化等独特优势搭载光电对抗系统应用于无人化电子战,夺取战场主动权,是目前光电对抗发展的热点.分析光电侦察告警、电子压制与干扰、光电隐身等光电对抗技术在无人机平台的应用,重点从小型化、轻型化、标准化等方面论述无人机平台光电技术发展的趋势,展望了无人机蜂群技术,以及智能化光电对抗体系在未来复...     

无人机光电侦察设备控制系统设计研究

本文论述了某型无人机光电侦察设备控制系统设计和实现方法,通过对系统的主要技术指标进行分析,确定了技术方案,介绍及讨论了系统技术难点.同时介绍了系统的实现过程并对实现中遇到的问题进行了讨论.     

察打型无人机攻击航迹控制算法研究

固定翼无人机自身携带激光制导导弹进行对地攻击,需要自身携带的光电转台稳定跟踪目标并进行激光照射,指引导弹命中目标。为满足光电转台稳定跟踪目标的角速度限制及导弹可发射的限制条件,设计一种新型的航迹控制算法。利用基于李雅普诺夫向量场的导航算法,实现无人机从盘旋搜索到发现目标后转入导弹可攻击区并实施攻击的自动航迹控制,并保证无人机在调整姿态的同时光电转台稳定跟踪目标。利用某察打型无人机进行飞行验证,结果证明设计的算法能够较好完成无人机的攻击航迹控制,保证导弹发射。     

军用飞机光电平台的研发趋势与技术剖析

以高分辨力和抗电子干扰为突出特点的光电平台已成为近代军用飞机的必备装备与显著标志。本文根据近年来国外公开发表的资料,围绕２１世纪服役的无人机光电载荷,有人固定翼飞机、有人旋翼飞机的光电吊舱和多传感器平 台,尤其是配置在新一代联合攻击机Ｆ３５、“同温层堡垒”低空突防轰炸机Ｂ-５２Ｈ、“枪骑兵”战略轰炸机Ｂ-１Ｂ、“扑食者” 无人侦察／攻击机ＲＱ-１Ａ／Ｂ等当今活跃在局部战争中的军用飞机上的光电装备,分析了近代军用飞机光电系统的主要优点,指出了相关光电技术与设备的瓶颈与不足,论述了机载军用光电平台的发展趋势,探讨了当前急需解决的若干技术难点,期望以此为我国军用飞机光电平台的快速发展,以及早日赶上发达国家的相应水平尽献微力.     

步进电机驱动的直线变倍成像系统研究

为了满足无人机光电载荷的体积和重量要求,并有效解决传统凸轮机构加工精度要求高、系统易产生机械振荡等问题,提高系统的响应速度和变焦精度,对基于步进电机驱动实现连续变焦的直线变倍成像系统进行研究。采用二相混合式步进电机驱动实现机械补偿式变焦系统的变焦聚焦功能。首先,本文研究了基于步进电机的直线变倍成像系统的工作原理与构成,完成硬件平台的搭建,利用单片机控制实现步进电机的加减速过程。然后构造适合本系统的图像清晰度评价函数,并采用扫描反馈搜索算法完成对镜头焦距值的标定,将标定结果载入聚焦算法。最后,完成系统的性能测试。测试结果显示,采用速度控制模型后,步进电机的定位误差显著降低,范围在0.010 mm以下,整个系统的变焦精度远远小于1%,而且光学性能和外场拍摄性能较好。该基于步进电机的直线变倍成像系统满足无人机光电载荷的适用性要求。     

机载光电观瞄系统的瞄准线指向线性运动补偿方法

为方便操作员快速捕捉并瞄准目标,提出一种适用于机载光电观瞄系统的线性运动补偿方法。该方法借助地面目标相对载机在初始东北天坐标系下的速度矢量进行分解,得出目标相对光电系统在惯性坐标下的角速度,并根据解算出的角速度值实时进行伺服补偿,驱动光电转塔于手动模式下,当操作员不操控光电转塔时,系统的瞄准线能够自动地指向地面目标区域。该方法已在某型无人机用光电观瞄系统挂飞试验中进行了验证,结果表明:在电视观瞄具的小视场（0.70.5）下,地面目标点、瞄准线指向点相对载机点的张角在方位和俯仰方向均小于该视场的1/6。     

机载光电吊舱嵌入式大容量视频存储和回放系统的设计

受地球曲率半径的限制,地面测控站在一定距离之外便无法接收到无人机光电吊舱获取的图像信息。为解决这一问题,设计了一种嵌入式大容量视频存储和回放系统。该系统采用DSP＋FPGA的硬件架构,以NAND Flash大容量存储技术为基础,结合JPEG2000实时编解码芯片ADV202进行视频数据的压缩和解压。该系统录像时间可达30min,存储可靠,回放图像清晰,满足了无人机对探测目标的影像存储和回放需求。     

无人机光电载荷图像处理器的设计

介绍了无人机载设备的技术特点及机载小型图像处理器的组成。采用TI公司的数字信号处理器芯片为核心处理器,配合现场可编程逻辑器件(FPGA)与外部管理微控制单元(MCU)来实现目标数据的采集与处理,设计了适用于无人机光电载荷的超小型图像处理器系统。针对机载设备的特点,设计时充分考虑了体积、重量、功耗等要求。该系统已应用于多台套机载光电载荷中,工作稳定可靠,满足无人侦察机对捕捉和定位目标的要求。     

未来十年美军投入135亿美元用于光电系统

正据位于美国Newtown的国际预测公司分析,在未来十年,美军将斥资135亿美元用于光电系统和技术,将买进30万套光电系统。国际预测公司在题为"陆基和海洋光电系统市场"的报告中指出,到2022年美军将花费约135亿美元用于光电项目的研究、开发和制造。报告中还提出,在未来10年将生产29.603 6万个光电系统,其中,2013~2017年期间将生产     

无人机光电载荷图像处理器的设计

介绍了无人机载设备的技术特点及机载小型图像处理器的组成。采用TI公司的数字信号处理器芯片为核心处理器,配合现场可编程逻辑器件（FPGA）与外部管理微控制单元（MCU）来实现目标数据的采集与处理,设计了适用于无人机光电载荷的超小型图像处理器系统。针对机载设备的特点,设计时充分考虑了体积、重量、功耗等要求。该系统已应用于多台套机载光电载荷中,工作稳定可靠,满足无人侦察机对捕捉和定位目标的要求。     

A new approach to eye-safety analysis for airborne laser systems flight test and training operations

A new method for evaluating the hazards associated with the use of airborne laser systems operating in the visible and near infra-red portions of the electromagnetic spectrum is presented in this paper. Particularly, safety issues of state-of-the-art Nd:YAG laser target designators are thoroughly investigated, in order to identify operational procedures and limitations for employment of such equipment at the test ranges during execution of both trials and training missions. Innovative procedures and algorithms are presented that allow a complete verification of laser-safety for airborne systems whilst operating at the test ranges. Finally, a PC based simulation program is described, together with some simulation results.Most of the results presented here have been developed for airborne laser target designators, but they also apply to most airborne laser systems including range finders and beam riders operating in the visible and near-infrared portions of the electromagnetic spectrum.     

机载激光3D探测成像系统的发展现状

机载激光3D探测成像是通过激光主动成像产生目标的角-角-距、角-角-速度3D图像的一种新的探测成像技术。本文重点阐述了机载激光3D探测成像系统的原理、功能和系统的组成。介绍了该系统在军事和民用两大领域的应用,详细地讨论了近几年机载激光3D探测成像技术的国内外发展现状及动态,总结了该项技术的发展方向。认为国外的机载激光3D探测系统正向远距离、高分辨率、轻量化、低功耗、高实时性和人眼安全方向发展,而目前国内的相关研究仍处于实验室阶段,与国外相比还存在一定差距。文章最后以用户需求为例,从设计的角度对机载激光3D探测成像系统进行了分析,讨论了该系统在测距机制、扫描机构、探测器、数据处理和显示等方面的处理。     

Automatic tracking improved performance for electro-optical imaging and target acquisition system

Real time electro-optical imaging devices, especially those sensors having standard television format compatibility, have previously been adapted for use in various airborne reconnaissance and fire control systems. Performance requirements of these systems have become particularly stringent in such applications as aircraft-mounted laser designator platforms which are needed to assure a high probability of first-pass target acquisition and engagement. This paper discusses a new generation of microprocessor based digital tracker modules for electro-optical fire control systems.     

Bearings-Only Target Motion Analysis Using a Dual-Waveband Infrared System

Infrared systems are widely used for target detection, designation and tracking. For example, an Infrared Search and Track (IRST) system, as a typical airborne or shipboard detecting device, is widely equipped for the remote target detection and tracking. In recent years, the problem of target motion analysis (TMA) and tracking has been studied increasingly extensively. In an airborne infrared system, the problem becomes more difficult due to absence of range information. In this paper, the infrared model and motion model of typical aerial targets are described. An airborne dual-waveband IRST system, which is quite familiar nowadays, is choosed for implementation of target motion analysis. Based on the above, a novel and more practical algorithm of target tracking via bearings-only measurements is formed and the major parameters are defined according to a typical airborne dual-waveband IRST system. Finally, data simulation is implemented, and the results demonstrate the new algorithm has a better performance than before for bearings-only target tracking.     

半导体异质结界面能带排列的实验研究

本文综述半导体异质结界面能带排列的实验研究情况。介绍了九种目前已成功用于这方面研究的实验方法,这包括C—V测试、光致发光谱测量和光电子能谱测量,并讨论了Al_xGa_(-x)As/GaAs、InAs/GaSb、Ge/Si和Ge/GaAs等几种典型系统的一些研究结果。     

机载激光3D探测成像系统的发展现状

机载激光3D探测成像是通过激光主动成像产生目标的角-角-距、角-角-速度3D图像的一种新的探测成像技术.本文重点阐述了机载激光3D探测成像系统的原理、功能和系统的组成.介绍了该系统在军事和民用两大领域的应用,详细地讨论了近几年机载激光3D探测成像技术的国内外发展现状及动态,总结了该项技术的发展方向.认为国外的机载激光3...     

脉冲激光沉积法在多孔铝衬底上生长的ZnO薄膜的结构与光学性质

ZnO是一种性质优良很有前途的紫外光电子器件材料,多孔铝是一种良好的模板型衬底,试图将二者结合起来以制备出一种全新的光电功能材料。制备了三种不同孔径多孔铝衬底,采用脉冲激光沉积法,在真空背景下,在多孔铝衬底上生长了氧化锌薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和光致荧光对样品进行了测试和分析。研究表明:利用不同孔径的多孔铝衬底生长的氧化锌薄膜的结构和光学性质差异很大。样品A的光致发光主要是394nm的紫外发射和498nm的蓝绿光发射;样品B的光致发光主要是417nm的紫光发射和466nm蓝光发射;样品C的光致发光主要是415nm的紫光发射和495nm的蓝绿光发射。由于薄膜是富锌的,随着在空气中氧化的进行,光谱发生变化。利用固体能带理论对光谱进行了全面的分析。     

Attosecond pulse extreme-ultraviolet photoionization in a two-color laser field

Attosecond-pulse extreme-ultraviolet (XUV) photoionization in a two-color laser field is investigated. Attosecond pulse trains with different numbers of pulses are examined, and their strong dependence on photoelectronic spectra is found. Single-color driving-laser-field-assisted attosecond XUV photoionization cannot determine the number of attosecond pulses from the photoelectronic energy spectrum that are detected orthogonally to the beam direction and the electric field vector of the linearly polarized laser field. A two-color-field-assisted XUV photoionization scheme is proposed for directly determining the number of attosecond pulses from a spectrum detected orthogonally.     

一种线性速度估计器在光电跟踪系统伺服控制中的应用

高性能的伺服控制除了需要高质量的控制器,还需要高质量的反馈信息。对于光电跟踪系统,通过位置和电流传感器可以提供位置和电流信息,而速度信息则需要通过处理测量信息得到。传统的差分方法会放大位置信息中的量化噪声,从而降低光电跟踪系统的精度。介绍了全维状态观测器及其基本原理,结合伺服控制系统电机模型架构,设计了一种线性速度估计器,并讨论了其参数选择问题。采用抗积分饱和PI控制器和积分分离PI控制器作为三环控制回路的控制器,在某型号光电跟踪系统对该算法进行了实验。实验结果证明,采用该算法的伺服控制系统基本无超调,上升时间0．43s,稳定时间0．65s,跟踪精度为1．78″,完全满足实际工程要求。     

Differential absorption lidar (DIAL) measurements from air and space

The technology and applications of the differential absorption lidar (DIAL) technique have progressed significantly since the first DIAL measurements of Schotland [1], and airborne DIAL measurements of ozone and water vapor are frequently being made in a wide range of field experiments. In addition, plans are underway to develop DIAL systems for use on satellites for continuous global measurements. This paper will highlight the history of airborne lidar and DIAL systems, summarize the major accomplishments of the NASA Langley DIAL program, and discuss specifications and goals for DIAL systems in space. Received: 2 April 1998