激光复合探测技术研究

激光复合相关探测技术是提高激光探测系统性能的有效手段。通过分析两种激光告警模式——单元探测器和成像传感器的特点,单元探测器型的灵敏度高,反应时间短,而成像型是定位精度高;明显的不足是前者定位精度低,而后者灵敏度较低,反应时间较长。对此,探索结合两种模式相结合的复合探测技术,保持两者原有的优点的同时,尽可能地克服彼此的不足,达到扬长避短,优势互补的目的。通过实验验证了该方法能有效提高系统探测性能,这对激光探测告警系统设计和优化具有指导意义。     

高斯光束大气传输规律的数值分析

为了分析光束传输与大气参量如大气能见度、折射率结构常数和激光自身参量如激光的波长、光束腰斑半径的关系,以高斯光束为例,推导了其远距离传输规律,采用数值模拟的方法分析了各因素对传输轴上和截面上光强分布的影响。结果表明,一旦激光发射系统的特征参量和大气传输效应的特征参量确定,就可判断激光大气传输的效果。这一结果为激光工程应用的可行性及系统参量的优化设计提供了依据。     

基于差分自相关矩阵的激光脉冲编码识别

在分析了激光脉冲编码方式的基础上,提出基于自相关矩阵统计的激光脉冲编码识别方法:利用接收到的脉冲序列,构造一阶差分自相关矩阵和二阶差分自相关矩阵,分别对其进行直方图统汁,根据直方图特点识别激光脉冲序列的编码方式,并解算出脉冲时间参数.通过仿真实验.验证算法的有效性,用计算机仿真生成不同类型的脉冲序列,并设定脉冲丢失概率和虚假脉冲概率,验证编码识别算法.实验证明该编码识别箅法正确率高,实时性好,有较强的抗干扰脉冲能力.     

太阳对成像型天基激光告警系统的影响

针对成像型天基激光告警系统中的太阳背景辐射问题,通过理论分析和数值计算研究了太阳与系统探测器不同空间位置关系时直射太阳光和地球反射太阳光对系统成像信噪比、威胁激光检测、探测器自身安全的影响.结果表明:太阳光是天基激光告警系统的主要背景辐射,地球反射太阳光是系统红外探测器成像的主要背景光|反射太阳光辐照在探测器像面上的最大能量密度为0.97 mJ/cm2,反射太阳光背景下,攻击激光成像信噪比在103以上,信标激光信噪比小于1,反射太阳光对攻击激光检测没有影响,对信标激光成像是强背景干扰|直射太阳光辐照探测器是系统不可避免的情况,太阳成像光斑功率密度最大时约20 W/cm2,将导致探测器像元饱和甚至损坏|太阳成像光斑特征与入射激光相似,会造成系统严重虚警.     

基于光学相关的运动目标跟踪识别技术研究

为了提高系统的识别精度和抗噪性能,在相关处理的基础上,针对相关峰采用了图像流来判断其运动特性,进而通过管道滤波的方法区分噪声和相关峰,进行了理论分析和实验验证,取得了系统对运动目标的识别数据.结果表明,该方法利用序列图像中目标运动的连续性和轨迹的一致性的特性,大大提高了识别精度和抗噪性能.这一结果对运动目标跟踪识别是有帮助的.     

抑制太阳光引起的探测虚警研究

为了解决成像型激光探测系统外场试验常易出现的太阳光虚警问题,提出了一种通过提高图像帧频抑制太阳光虚警的方法,讨论了该方法的适用性,给出了最佳频帧的选取办法,并在外场太阳直射条件下进行了实地验证.结果表明,该方法可减小探测系统对背景的积分时间,有助于缩小太阳周围虚警杂光的成像范围,有利于抑制虚警,为成像型激光探测系统后续...     

太阳对成像型天基激光告警系统的影响

针对成像型天基激光告警系统中的太阳背景辐射问题,通过理论分析和数值计算研究了太阳与系统探测器不同空间位置关系时直射太阳光和地球反射太阳光对系统成像信噪比、威胁激光检测、探测器自身安全的影响.结果表明:太阳光是天基激光告警系统的主要背景辐射,地球反射太阳光是系统红外探测器成像的主要背景光;反射太阳光辐照在探测器像面上的最...     

凝视激光探测系统的探测灵敏度测试方法

为了研究凝视激光探测系统的探测灵敏度指标性能,针对凝视激光探测系统的凝视成像特性及探测面元接收激光能量会随视场角的变化而改变的特点,从实验室现有测试条件出发,设计了一套关于其探测灵敏度的室内间接测试方法。分析了测试过程中各环节应注意的问题,给出了相应解决方法,对搭建的模拟激光探测系统在不同的方位角下进行了激光发射、探测实验测试,得出7个不同方位角的探测灵敏度结果,其中,中心视场角探测灵敏度为0.259nJ/cm2,相对误差在3.4%～4.2%范围内,得出该系统最小可探测能量随视场角增大而增大的规律,并定性分析了测试误差。结果表明,该设计方法实际可行,误差精度可以达到规程要求,为进一步研究设计高精度的灵敏度测试系统提供了有益参考。     

成像型激光探测系统作用距离研究

作用距离是激光探测系统设计首要考虑的内容。以成像型激光探测系统为技术背景,分析了激光在大气中的传输效应,得出了光束传输与大气参量如大气能见度和折射率结构常数的关系式。进而考虑大气闪烁对激光瞬时分布的影响,综合孔径平均效应推导出了系统在一定探测概率时,用最小探测功率或最小照度表示的作用距离模型。并结合典型实例,数值模拟了接收功率与探测距离的定量关系。计算结果表明,灵敏度为毫瓦每平方厘米级的激光能够探测到一般战术情况下经过接收器平台附近的激光信号,从而为系统设计和研制提供了理论依据。     

天基激光告警系统成像特征及信噪比研究

目标成像特征和信噪比是天基激光告警系统优化设计、目标检测及攻击事件判定的重要依据.在介绍告警系统结构的基础上,分析计算了攻击激光成像光斑的情况,并进行了实验验证,讨论了系统的背景光噪声环境,计算了入瞳处的背景光辐照度,推导了系统成像信噪比公式,并得到了攻击激光成像信噪比.结果表明:攻击激光在正入射情况下的理论光斑直径约...