激光近炸引信技术

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参考文献 [1 ]罗积军,侯素霞,徐军,赵晓
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较大的转换误差。 5.结束语
机载远程预警雷达探测性能需要通过 分析雷达点迹、航迹数据得到,本文详细 介绍了机载远程预警雷达探测数据预处理 和探测精度计算过程,为雷达系统设计师 和数据处理模块设计师仿真和评估雷达性 能提供了计算探测指标的参考。
(c为光速) 这是理想的情况,实际设计还要考虑 延时时间。 图 1 所示为主动式激光引信原理方框 图。主要由发射系统和接收系统两大部 分组成。
图 1 主动式激光引信原理图 发射系统产生所要求的频率、能量 的激光,并以光束的形式向空间辐射光 能量,在空间形成所需的探测场,同时 给出同步信号。该系统包括:控制电路、激 光器激励电路、同步信号电路和激光发射 光学系统。控制电路中有产生所需频率信
参考文献 [1] 中国人民解放军总装备部军事训练教 材编辑工业委员会. 雷达实验[M]. 第1 版.北京:国防工业出版社. 2004;174-86 [2] 王莹. 雷达目标跟踪算法研究. 硕士 论文. 南京理工大学. 2008;1-58 [3] 郑琦,陈光远,孙国政. 导航数据异常 对舰载雷达影响分析及应对[J]. 现代雷 达. 2009;31(2):12-6 [4] 何友,修建娟,张晶炜,等. 雷达数据处 理及应用[M]. 第 1 版.北京:电子工业出版 社. 2006;213-27 作者简介 马娟,硕士,助理工程师,雷达数据处理。
接收系统包括:接收光学系统、光 敏元件、前肢放大电路、信号处理电路和 执行级。在国内研究的激光引信中,接收 光学系统大都为球面复合系统,要求接收 市场在能覆盖发射激光波束的前提下尽可 能小,保证所要求的有效接收面积极高的 光学透过率。在某些主动式激光引信中, 将发射光学系统和接收光学系统设计为同 轴系统,如图 2 所示,这种设计可缩小引 信的体积和增大有效接收面积。而采用非 同轴三角交叉系统,接收和发射系统中间 由隔板隔开,这样可以避免发射和接收系 统光信号的相互干扰。如图 3 所示。
2.1作用距离的确定 激光引信的作用距离与接收系统和发 射系统的性能有关,也与目标特性和背 景有关。设目标对激光具有漫反射特 性,接收机所接收到的激光功率可按下 式计算
Hale Waihona Puke 摘要 本文介绍了激光近炸引信的工作原理。针 对导弹激光引信的主要技术参数组成和抗 干扰的性能进行了研究和分析。 关键词 激光引信;作用距离精度;抗干扰
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Science 300,1127 (2003). [6]Rosi N L,Eckert J,Eddaoudi M,et a1.Hydrogen Storage in Microporous Metal — organic Frameworks[J].Science, 2003,300:1127 — 1129. [7]PaneHa B,Hirscher M.Hydrogen Physisorption in Metal-organic Porous Crystals [J].Adv Mater,2005,17:538 — 541. [ 8 ] 程绍娟,赵强,薛建伟,李晋平. 金属有机骨架配合物 MOF-5 的合成及其 储氢研究[J].武汉理工大学学报.2006 年 11 月,第 28 卷,专辑Ⅱ. [9]曾余瑶,张秉坚.金属 - 有机骨架材 料 MOF-5 的改进与吸附甲烷的巨正则蒙 特卡罗模拟[J].物理化学学报.2008,24 (8):1493 — 1497. [10]王斌,马正飞.烷烃在金属有机骨架 MOF-5 和 Cu — BTC 中吸附的蒙特卡罗模 拟[J].南京工业大学学报(自然科学版), 2008 年 5 月.第 30 卷第 3 期. [11]许青.金属 - 有机骨架材料中气体吸 附分离及材料改性设计的分子模拟研究 [D]北京化工大学化学工程与技术博士学 位论文.2010 年 6 月 [12]Osama Shekhah.et al.Controlling interpenetration in metal-organic frameworks by liquid-phase epitaxy[J].NATURE MATERIALS,JUNE 2009,VOL8. [13]Omar M. Yaghi.metal-organic frameworks:A tale of two entanglements[J]. nature materials,FEBRUARY 2007,VOL 6. [14]Maji, T.,Matsuda, R. & Kitagawa, S. Nature Mater. 6, 142~148 (2007). [15]Matthew J. Rosseinsky.metal-organic frameworks:Enlightened pores[J],nature materials,VOL 9,AUGUST 2010. [16]钟旭峰.金属有机骨架化合物 MOF-5 吸水稳定性及改性储氢性能的模拟研究 [D].北京化工大学材料学硕士学位论文. 2009 年 6 月 [ 1 7 ] 付嘉,李晓锋,赵立峰,孙淮. 用 分子模拟方法预测 MOFs 材料氢吸附的能 力[J].计算机与应用化学.2009 年 5 月,第 26 卷第 5 期 [18]穆韡,等.金属 - 有机骨架材料中吸附 气体的扩散速率[J].物理化学学报.2010, 26(6):1657-1663 致谢 本文是在化学工程研究所许海涛教授悉 心指导下完成的,并承蒙许老师多次指 导与修改。许老师认真严谨的学术精神 令我钦佩不已,也是我终身学习的榜 样。在此,对许海涛老师表示由衷的 敬意与感谢! 作者简介 李睿,男,1 9 8 9 年生,本科生。
图 3 三角交叉光学系统 光敏元件即硅光二极管是激光引信中 的关键部件,它的作用是将接收到的光 信号转换成电信号,它的优劣直接影响 整个系统的性能。要求它具有高的灵敏 度及响应速度,等效噪声功率低。常用 P I N 管和雪崩二极管。 信号处理电路有两个作用: 一、识别目标信号和干扰信号,干 扰信号包括人工干扰和背景干扰及引信内 部产生的干扰; 二、判断目标的位置,当目标处于 战斗部最有力杀伤位置时,输出启动信号 使执行级工作,引爆战斗部。
2.2作用距离精度 作用距离精度是一个十分重要的指 标,它直接影响引战配合效率。由于激 光的特点,目前,它的作用距离精度优 于其他体制的近炸引信。 激光引信的测距精度依据其测距原理 而异。激光引信所对付的目标,其反射 特性很复杂,既有漫反射,也有镜面反
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射,反射系数也不同。在相同的距离上 由于作用目标光束的倾角不同,目标反 射信号的幅值可有几个数量级的变化。 这些都会对测距精度产生影响。目前, 国内的激光近炸引信的定距精度完全可以 达到 0.5 米以内。 3.抗干扰设计
径。 4.结论
虽然应用激光作为探测手段的激光引 信在探测精度、探测距离、抗自然和人为 干扰能力等许多方面有其特有的优点,但 是如何提高引信探测距离精度和抗干扰能 力,发挥激光近炸引信的最佳效能,对于 研究激光近炸引信具有重要意义。国内激 光引信的研究起步较晚,相关产品寥寥可 数。随着激光技术、电子技术和计算机技 术的不断发展,激光引信技术也会不断提 高。
号的振荡电路、公放电路及延迟电路。 如果是编码体制的激光引信,还要有编 码电路。目前,大峰值功率的激光器大 多采用进口的。对于单通道小视场的激 光引信采用非球面透镜或复合球面系统。 对于 360°探测场的激光引信,比较简便 的方法是采用光锥来完成。在激光器功 率一定的条件下,发射光的发散角越 小,探测距离越远。
图 2 同轴光学系统
由于激光引信的作用距离近,大气 传输衰减可忽略不计,即
τ u= 1 (3 ) 将 ( 2 )、( 3 ) 式 代 入 ( 1 ) 式 中,则可得到
(4 )
为了可靠地检出有用信号,必须使 接收到的功率超过接收器通带内的等效噪 声功率(N E P )n 倍,n 即为所要求的 信噪比。由式(4 )得到计算激光引信 作用距离的公式
引言 由于激光具有方向性强,高单色
性,高相干性,高亮度等优点,因此它在 武器系统中得到了广泛应用,激光引信就 是其中之一。激光引信是随着激光技术的 发展而出现的一种利用激光束探测目标的 引信。利用激光束探测目标的光学近炸引 信,相对于传统光、电近炸引信,激光近 炸引信具有引爆时间准、命中概率高、抗 干扰能力强的突出特点,因此,在现代导 弹、火箭弹、炮弹,炸弹、水雷等领域得 到了广泛的推广和应用。 1.激光引信工作原理
基础及前沿研究 中国科技信息 2011 年第 8 期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2011
DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.034
激光近炸引信技术
赵岩 马洪远 南成根 空军驻吉林地区军事代表室,吉林 吉林 132021
激光引信的干扰主要有两种,内部 干扰和外部干扰。内部干扰包括:发射接 收电路的串扰,发射接收之间的光信号泄 露等。外部干扰有阳光、海浪、云雾、雨 雪等自然干扰和激光干扰机、假目标等人 工干扰。这些干扰可能使引信早炸、误炸, 因此必须采取措施提高激光引信的抗干扰 性能。
3.1内部抗干扰措施 发射接收之间的光信号泄露在实际中 遇到过,采取在发射和接收之间用隔板 隔开的方法解决。由于发射驱动电流为 脉冲大电流,存在串扰接收电流的可能 性,得出距离错误,可以通过两个技术 途径解决:一是加强屏蔽隔离,良好地 线设计,减小地回路串扰;二是通过软 件控制各路驱动分时工作,避免大电流 叠加,增加串扰强度。 3.2外部抗干扰措施 由于激光引信的接收光学系统有窄带 滤光片,滤除大量太阳光能量,同时在 频域上,太阳光为连续信号,频谱特征 为直流或极低频分量,而激光引信为几 十纳秒的窄脉冲,接收电路可以很容易 将太阳光滤除;时域上,可以从脉宽特 征识别剔除非激光信号,且信号处理加 有较窄的波门技术,可防止太阳光影响 正常测距。 云雾对激光得影响主要表现在衰减和 散射。衰减产生的效果是测距能力降 低,散射是各个方向均有,特别是向后 散射产生的效果是回波提前和脉冲展宽, 回波提前导致产生错误距离信息,导致 误动作。解决措施有: 脉宽识别剔除、时 间相关性剔除,空间相关性剔除。对于 空对地导弹的激光引信还要考虑高大树木 及地表复杂背景物的干扰,产生的影响是 回波脉冲展宽和回波信号杂乱,可以通过 时域滤波和时间相关性剔除。 敌方可能利用假目标干扰激光引信识 别真实目标。如果假目标的外观特征, 布设方式,布设地点等于真实目标完全相 同,激光引信是无法识别的。显然,假目 标的外观特征、布设方式完全可以以假乱 真,但布设地点则值得推敲。首先,激光 引信的载体攻击的目标非常明确, 激光引信的探测范围离真实目标很 近,假目标不可能离真实目标很近,太 近也达不到保护真实目标的目的。假目 标离真实目标较远时,一是很难进入激 光引信探测范围,二是导弹攻击路径的 不确定,对方假目标不可能涵盖全部路