高重频激光对激光导引头干扰性能的研究
- 格式:pdf
- 大小:251.96 KB
- 文档页数:3
高重频双波长复合干扰激光器设计*叶庆1,范一松1 2,王磊1,卞进田1(1. 国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室 安徽 合肥 230037;2.中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽光子器件与材料省级实验室 安徽 合肥 230031)摘要:为解决基频光高重频与倍频光高平均功率之间的矛盾,设计了一台干扰用高重频双波长复合输出激光器。
静态仿真了泵浦源效率、激光晶体受热和受力分布、激光高斯模式特征,得到了该激光器的复合输出特性。
动态仿真调Q 频率、倍频晶体长度对复合输出的影响以及分析倍频晶体热效应,发现在泵浦功率和谐振腔结构不变的前提下,需先满足基频光高重频工作,再优化倍频晶体长度和控制倍频晶体温度可提高倍频光的输出功率。
按上述仿真结论开展验证实验表明:当KTP 晶体长度为12mm ,输出镜透过率为10%,重复频率为50kHz 时,设计的激光器基频光平均功率为18.98W ,倍频光平均功率为2.22W ,与仿真结论一致。
关键词:固体激光器;双波长复合输出;高重频;仿真与实验中图分类号:TN242 文献标志码:A 文章编号:Design of the Dual-wavelength Composite Jamming Laser withHigh-repetitive FrequencyYE Qing 1, FAN Yisong 1 2, WANG Lei 1, BIAN Jintian 1(1. State Key Laboratory of pulsed power laser technology, National University of Defense Technology, Hefei 230037, China ;2.Anhui Provincial Key Laboratory of Photonic Devices and Materials, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031, China)Abstract: In order to solve the contradiction between high repetition rate of fundamental wave (FW) and high average power of second-harmonic wave (SHW), a new 1064nm/532nm dual-wavelength composite jamming laser with high-repetitive frequency was designed. Firstly, the composite output characteristics of the laser were obtained by the static analysis of t he pump source’s efficiency, heat and force distribution of crystal, and the Gauss mode of laser. Then, the influence on the dual-wavelength composite output was analyzed by changing the Q-switching frequency, the length of the second harmonic generation (SHG) crystal and by simulating the thermal effect of SHG crystal. It is found that the high frequency of FW should be satisfied first, and the output power of SHW can be improved by optimizing the length of the SHG crystal and controlling the temperature of SHG crystal under the condition of the constant pumping power and the structure of the resonator. Finally, the simulation conclusion was verified by experiment. The experimental results show that when the length of KTP crystal is chosen as 12mm, the transmissivity of the output mirror is fixed to 10%, and the Q-switching frequency is selected as 50KHz, the average output power of the FW is 18.98W, and the average power of the output of SHW is 2.22W.Keywords: solid-state laser; dual-wavelength composite output; high-repetitive frequency; simulation and experiment*收稿日期:2018-01-15基金项目:脉冲功率激光技术国家重点实验室主任基金资助项目(SKL2015ZR01)作者简介:叶庆(1981-),男,四川泸州人,博士,助理研究员,E-mail :yeqing0518@范一松(通信作者),男,安徽萧县人,硕士,工程师,E-mail :fan_ys01@.1064nm 和532nm 的双波长全固态激光器在激光清洗、激光医疗、激光探测等领域具有重要的应用价值[1-3]。
1532 导航、制导设备与导航台0609686捷联惯导系统加速度计标度因数和安装误差的试验标定〔刊,中〕/杨常松//测控技术.—2005,(12).—57259 (L)0609687磁阻罗盘及其在车辆导航中的应用〔刊,中〕/欧阳春林//电光系统.—2005,(4).—17221(D2) 介绍了以磁阻传感器为基础的磁阻罗盘HMR3000的硬件组成及其在车辆导航中的应用。
重点叙述了对磁阻罗盘外加磁场的补偿和计算方法。
参30609688温度暂态效应对光纤陀螺性能的影响及其减小措施〔刊,中〕/吴衍记//半导体光电.—2005,26(6).—5582 560(G) 对温度暂态效应影响光纤陀螺零偏特性的机理进行了详细的理论分析,提出了几种消除温度暂态效应对光纤陀螺性能影响的方案,尤其是四极对称缠绕技术对提高光纤陀螺的温度特性具有更为明显的效果。
参40609689高重频激光对激光导引头干扰性能的研究〔刊,中〕/谢小川//航天电子对抗.—2005,21(5).—23225(D2) 对高重频激光干扰激光半主动制导武器导引头的性能进行了理论分析。
用陀螺稳定式激光导引头作为稳定跟踪系统,实验验证了高重频激光的干扰效果。
最后,提出了采用这种干扰方法的一些实际问题。
参30609690小型低成本压电陀螺组合信号校正模块的研制〔刊,中〕/李星海//压电与声光.—2005,27(6).—6372639 (L) 设计了高性能低运算量的椭圆低通数字滤波器,采用新型单片机,合理设计信号调理电路,研制成功了小型低成本三轴压电陀螺组合的信号校正模块,提高了敏感器件的利用率,拓宽了压电陀螺的应用。
参1 1551 电子对抗及其设备0609691数字调制谐振式光纤陀螺闭环检测方案的研究〔刊,中〕/李如春//压电与声光.—2005,27(6).—6102613 (L) 谐振式光纤陀螺是采用环形谐振腔来增强萨格纳克(Sagnac)效应的,其数字闭环检测方案具有动态范围大,灵敏度高的特点。
激光引信干扰试验技术
赵丽东
【期刊名称】《电光系统》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】随着信息化战场面临的光电环境日趋复杂,作战场景亦随之复杂,各类物理特性、光学特性各异的大气粒子交织分布,各类不同体制的光电信号在战场环境中
密集交互,对精确制导武器的实战抗干扰应变能力提出了新的挑战。
精确制导武器
作为信息化战争取胜的关键武器,为提高其实战化能力,干扰测试评估是必备环节。
因此,构建逼真的干扰威胁环境,有助于针对精确引导设备开展不同干扰环境下的测
试评估,对设备研发人员的技术策略提升及设备实战化作战效能提升具有重要意义。
文章对国内外针对激光引信干扰试验技术进行归纳及研究,提出基于大气粒子干扰
试验技术、激光有源干扰试验技术和复合干扰试验技术的静\动态有效干扰试验方法。
【总页数】5页(P10-14)
【作者】赵丽东
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十七研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TJ43.92
【相关文献】
1.对激光近炸引信的无源干扰技术研究
2.基于分区波门压缩的激光引信抗海杂波干扰技术
3.基于双门限法的激光引信抗云雾干扰技术研究
4.基于分区波门压缩的激光引信抗海杂波干扰技术
5.激光引信无源干扰技术发展及应用研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第37卷,增刊红外与激光工程2008年9月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringSep.2008收稿日期:2008-06-14项目基金:总参军训和兵种部科研项目与科技创新站基金项目作者简介:柴金华(6),男,安徽宿松人,博士,教员,研究方向为激光理论与技术及光电对抗理论与技术。
j @激光末端制导三波长激光编码方案柴金华,柳志波,朱一旺(炮兵学院,安徽合肥230031)摘要:提出了一种用于激光末端制导武器系统的三波长激光编码方案。
该方案将三波长切换与新型激光编码特征相结合,可通过改进激光目标指示器和改进激光导引头而实现。
关键词:激光编码;激光制导;抗干扰中图分类号:TN97文献标识码:A文章编号:1007-2276(2008)增(激光探测)-0396-03Scheme of three-wavelength laser code in the laser terminal guidanceCHAI Jin-hua,LIU Zhi-bo,ZHU Yi-wang(Art illery Academy ,Hefei 230031,China)Abstra ct:It is put forward that a scheme of three-wavelength laser code in the laser terminal guidance.In the scheme three laser wavelengths can be changed and the new kind laser code is adopted.The scheme can be implemented by improving laser target indicator and seeker.Key wor ds:Laser code;Laser terminal guidance;Counter jamming0引言对于激光末端制导炮弹武器系统,2005年已经提出了一种新型激光编码方案[1],该方案兼有脉冲间隔编码和有限位随机周期脉冲序列的优点,首脉冲易确定,无固定重频、无周期性,我方容易解码而敌方难以识别,具有较强的抗有源干扰能力。
1.06 μm激光对CCD、CMOS相机饱和干扰效果对比研究邵铭;张乐;张雷雷;柴国庆;胡琥香【摘要】为了对比激光对CCD、CMOS两种图像传感器的干扰效果,利用1.06 μm高重频激光开展了对CCD、CMOS两种相机的饱和干扰实验研究,分析了两种相机在干扰有效面积、饱和干扰面积、干扰前后图像相关度等与激光入射功率之间的关系.实验结果表明:CMOS相机达到单元像素饱和的激光功率阈值是CCD相机的20倍;要达到相同的干扰有效面积,所需的激光功率CMOS相机要大于CCD相机10倍~100倍;要达到相同的饱和像元数,所需的激光功率CMOS相机比CCD 相机约大10倍~60倍.因此,CMOS相机要比CCD相机具有更好的抗1.06 μm激光干扰能力.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2014(035)001【总页数】5页(P163-167)【关键词】激光干扰;CCD相机;CMOS相机;饱和效应【作者】邵铭;张乐;张雷雷;柴国庆;胡琥香【作者单位】中国人民解放军63891部队,河南洛阳471003;中国人民解放军63891部队,河南洛阳471003;中国人民解放军63891部队,河南洛阳471003;中国人民解放军63891部队,河南洛阳471003;中国人民解放军63891部队,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TN215引言CCD(charge couple device电荷耦合器件)和CMOS(complementary metal oxide semiconductor互补金属氧化物半导体)传感器是当前被普遍采用的两种图像传感器。
CCD图像传感器主要应用于遥感、遥测、制导武器、卫星侦察、图像跟踪等军事和科学研究领域[1-7];随着微电子技术发展,CMOS传感器在工艺、成像质量方面的改进,其本身功耗低、摄像系统尺寸小、集成度高等优点使其在遥感成像、空间探测等领域均也有广泛应用[8-9]。
第21卷第5期 航天电子对抗 23 1 引言 高重频激光对激光导引头干扰性能的研究 谢小川 (西南技术物理研究所,成都610041)
摘要: 对高重频激光干扰激光半主动制导武器导引头的性能进行了理论分析。用陀螺 稳定式激光导引头作为稳定跟踪系统,实验验证了高重频激光的干扰效果。最后,提出了采用 这种干扰方法的一些实际问题。 ’ 关键词: 高重频激光;激光导引头;时间波门;干扰测试 中图分类号: TN977 文献标识码: A
Performance of high—repetition-rate laser j amming laser seeker Xie xiaochuan (Southwest Research Institute of Technical Physics,Chengdu 610041,China) Abstract:The performance of high-repetition-rate lasers jamming the seekers of laser semi—active guidance weapons is analyzed theoretically.This interference is investigated experimentally with a kind of gyro guidance laser tracking system seeker.Experimental results coincide with the theory.Some problems of applying this in— terference method are put forward in the end. Key words;high—repetition-rate laser;laser seeker time-wave-gate;interference test
激光半主动制导武器在精确制导武器中占有重要 的地位,是世界上最先进的现代武器之一,能够在战场 上高精度地打击目标。其制导精度可达lm,命中率可 达80 以上。由于这种武器的大量使用,对其干扰技 术的研究也越来越多,世界上发达国家纷纷开展光电 干扰技术的研究。激光角度假目标欺骗干扰方式国内 外研究较多,也相对比较成熟[1 ],而高重频的脉冲激 光器作为一种新的光电对抗的激光干扰源,无需对敌 方激光脉冲信号进行编码识别和复制就能使假目标信 号进入敌方信号处理系统,从而大大提高了对抗的主 动性和适应能力,高重频的脉冲激光器也成为干扰激 光导引头的主要干扰设备之一。
2激光半主动制导武器的制导原理 激光半主动制导是一种利用导引头中四象限探测 器作为制导系统的敏感元件来获得目标方位、俯仰信 息,形成控制信号,控制和导引导弹或炸弹飞向目标的
收稿日期:2005—04—14 作者简介:谢小川(1964一),男,重庆人,硕士,高级工程师,从事激 光电子系统研究工作,发表文章十余篇。
制导方式。激光半主动制导武器的制导功能主要是由 其前端的激光导引头和解码识别软件完成。目前,国 外激光制导武器主要有风标导引式炸弹和陀螺稳定导 引式导弹(或炮弹),其相应的导引头主要有风标式和 陀螺稳定式。风标式导引头结构简单,价格低廉,但只 能用于空对地的制导武器;陀螺稳定式导引头结构相 对复杂,但不受风的影响,可用于空对空、地对空的比 例制导导弹(或炮弹)。 典型的陀螺稳定式激光导引头制导机理如下:如 图1所示,目标反射的激光经导引头的小视场光学系 统接收入射到四象限探测器上,四象限探测器输出相 应的激光光电信号,此信号经过前置放大电路、脉冲展 宽及和差等处理后,送信息处理单元。信息处理单元 中的解码器根据事前装定的码型和设定的处理算法, 判定四象限探测器接收到的激光信号是否是规定的编 码信号,当解码判断确认是事前装定的己方码型后,解 码器产生“截获信号”,启动跟踪回路。这时,误差信号 经过功放电路放大后去驱动位标器陀螺转子进动,使 位标器光轴跟踪目标,进而使四象限探测器的中心向 目标上的激光光斑中心移动。如果接收到的激光经判 断不是事前装定的编码信号,解码器将输出“禁止”信 号,跟踪回路无误差信号输入,位标器继续进行扫描搜 索,直到接收到所装定码型的信号。
维普资讯 http://www.cqvip.com 24 航天电子对抗 2005(5) 目标散一一 H 鬈 前置放大电路 蟹 H霉蓑矣H 图1 激光早引头制早原理图 3高重频激光干扰激光导引头的机理分析 从激光半主动制导武器的制导原理可以看出,导 引头从搜索到跟踪,必须识别出自己的编码制导信号, 才能稳定地跟踪目标。如果在导引头编码制导信号 中,加入许多高重频的信号,激光导引头将很难识别出 自己的编码制导信号。但由于激光制导信号中的编码 信号设置有一定大小的时间波门,如果加入的高重频 信号不能够有效地进入编码信号的时间波门内,施加 的高重频信号将失去作用,激光导引头可以很快将重 频干扰信号滤出而稳定跟踪目标。施加的重频信号的 频率与导引头的编码时间波门的设置大小有关。如图 2所示,设激光干扰源的重频为N,激光制导信号的重 频为 ,激光导引头波门设置为At(『』s),若激光导引头 能完全接收激光发射的编码信号,那么,激光导引头要 接收到干扰重频的信号是一个随机概率问题,若要使 导引头完全被干扰掉,即导引头要100 地处理激光 干扰信号,干扰激光的重频至少为1/△≠(ms),激光导 引头的编码波门设置越小,干扰激光的重频必须越高 才能对激光导引头起到干扰作用,达到对抗干扰的 目的。
(c)导引头时间波门 图2 导引头时间波门及信号 4高重频激光对激光导引头干扰效果的评估 原则[ ] 在陀螺稳定式激光导引头开机搜索、捕获、跟踪、 锁定目标的过程中,导引头头部线圈能敏感出位标器 跟踪过程中位标器光轴(陀螺转子轴)偏离弹体纵轴的 角度 ,通过分析角度 的变化规律,可以准动态评 估高重频激光干扰激光导引头的干扰效果。 陀螺稳定式激光导引头稳定跟踪目标后,导引头 位标器光轴对准目标,由于导引头后舱舵机驾驶仪没 有输入误差控制信号,其导引头位标器光轴与弹轴的 夹角 输出一个恒定值。如果高重频激光对导引头 干扰有效,这时,夹角 将发生变化,通过实时测出导 引头位标器上的 角的变化,就可以知道导引头从搜 索到跟踪以及实施干扰后导引头变化的情况,以此来 评估施加干扰的效果。 5 干扰试验 检验高重频激光对激光导引头的干扰效果,实验 布置如图3所示。试验过程是:先将目标指示器的编 码激光照射到目标漫反射板,控制陀螺稳定式激光导 引头从自动搜索目标状态转到稳定跟踪目标状态,直 到导引头稳定跟踪目标,然后打开高重频激光干扰机, 分别记录下不同重频对不同波门设置的导引头的干扰 效果。 高重频激光器 目标指示器 陀螺稳定式 激光导引头 图3 干扰实验布置图 为了确认该激光导引头的跟踪性能,实验测试了 该导引头的跟踪效果。如图4所示。 1 5 \ 援5 馨 弯 仁}- 5 0 l00 200 300 400 采样点/次 图4激光导引头系统稳定跟踪试验结果
●●●●●_维普资讯 http://www.cqvip.com 2005(5) 谢小川:高重频激光对激光导引头f 扰性能的研究 25 从图4中看出,该激光导引头自动搜索方向角是 从方位一12.o到+12。5。(由于俯仰方向控制±0。5。范 围.所以只考虑导引头水平方向的角度变化),当导引 头搜索到自己的编码激光信号后稳定跟踪在方位 1.9。(精度±0.5。范围)时,跟踪效果良好。
6试验结果及分析 设激光目标指示器发射一精确频率码,激光导引 头设置波门分别设置10 s、100tLs,对干扰重频(10~ 20)kHz、(100~140)kHZ进行干扰试验。
\ 嫂
辩 堡
篙
采样点/次 图5 10 ̄20kHz重频激光对10/,s时间波门导引头干扰试验
图5中,激光导引头设置时间波门为10>s,搜索 到自己的编码脉冲并解码后稳定跟踪目标,实施10~ 20kHz随机重频激光干扰后,导引头继续稳定跟踪目 标,干扰无效。
2 二、·2 蓁
* 10 O 200 400 采样点/次
图6 10 ̄20kHz重频激光对lO0/ ̄s时间波门导引头干扰试验 图6中,激光导引头设置时间波门为100>s,激光 导引头搜索到自己的编码脉冲并解码后稳定跟踪目 标,实施1O~20kHz的随机重频激光干扰后,导引头 失去目标,进入重新搜索状态,实施干扰有效。 图7中,激光导引头设置时问波门为lO>s,激光 导引头搜索到自己的编码脉冲并解码后稳定跟踪目 标,实施100~140kHz随机重频激光干扰,导引头同 样失去目标,进入重新搜索状态,实施干扰有效。
0 4 辑 堡 8
篙
采样点/次 图7 100 ̄140kHz重频激光对10/ ̄s时间波f1导引头干扰试验
从图5~7所示试验结果可以得出,激光导引头时 间波门的选取将决定高重频激光的干扰效果,高重频 激光的重复频率必须保证重频脉冲完全进入激光导引 头的时间波门内,才能确保导引头丢失目标,施加的干 扰有效。
7 结束语 从以上理论和试验分析可以得出,采用高重频激 光对激光半主动制导武器导引头的于扰确实有一定的 效果。但是在实战条件及综合考虑全系统的情况下, 必须重视以下几个方面的问题。 (1)采用该干扰方式必须尽可能提高重频激光的 重频,保证干扰重频信号能进入激光导引头时间波门 以内。 (2)由于提高激光器的重频是以牺牲激光器的输 出功率为代价。因此必须考虑重频激光器输出功率的 大小及激光干扰作用距离的远近。 (3)由于未知激光制导导弹的来袭方向,高重频激 光干扰机必须全方位覆盖被保护的目标或尽可能扩大 其保护目标的范围。 (4)实战应用时高重频激光器的布置及离被保护 目标的距离都必须综合考虑。 综上所述,在利用高重频激光对抗激光导引头时, 只要综合考虑实战条件,根据不同的保护目标,合理应 用,该干扰对抗方式就完全可行。■
参考文献: 1孙晓泉,吕跃广编著.激光对抗原理与技术[M].解放军出 版社,2000. 2 童忠诚.激光角度欺骗干扰效能分析[J].航天电子对抗.
2003(5). 3李成华.机栽红外诱饵干扰效果测试[J].光电技术应用, 2004(5)
维普资讯 http://www.cqvip.com