光电跟踪制导示意图

所谓光电对抗，是指敌对双方利用光电相关的设备、器材，在光波段实施电子进攻和防御的军事行动。

通常先以技术手段获取敌方光电武器和侦测器材的工作信息，然后再采取措施破坏或削弱其作战效能，并保护己方光电装备正常工作。

光电对抗装备主要指光电侦察告警装备和光电干扰装备。

光电侦察告警装备光电侦察告警装备用于实时探测指向目标的导弹或激光束，确定其特征、方位和威胁程度，并及时发出告警指示或启动相应的干扰和对抗措施。

按照侦察方式又可以分为光电主动侦察和光电被动告警两类装备。

(1)光电主动侦察装备。

光电主动侦察是利用被侦察设备光学系统的反射特性来进行的，包括红外主动侦察和激光主动侦察。

其中红外主动侦察由于光源隐蔽性较差，已被逐渐淘汰。

激光主动侦察是利用光学设备对激光反射的“猫眼效应”进行侦察的，即向敌方光电装备主动发射激光束，然后接收其反射回波并进行分析，就可以确定敌方光电设备的特性和位置，并引导激光干扰。

激光主动侦察装备进行空间扫描采用的是低能激光脉冲。

(2)光电告警装备。

光电告警装备利用光电探测器，对敌方武器设备所辐射或散射的光波进行侦察、截获及识别，判断威胁的性质和危险等级、确定来袭方向，然后发出警报并启动与之相连的防御系统实施对抗，如引导激光致盲武器对来袭导弹进行软杀伤，或引导高能激光武器实行硬摧毁。

光电告警装备已广泛应用，在实战中成效显著。

依据探测器所用波段，光电告警装备可分为红外告警、紫外告警和激光告警三类。

目前，红外告警装备已发展了三代，具有全方位的告警能力，紫外告警装备虚警率低、无需低温冷却、无需扫描、体积小、质量轻，已成为装备最多的导弹逼近告警系统之一；激光告警装备是目前光电对抗侦察告警装备的发展重点，已广泛应用于战机、战舰和陆上重要目标的自卫。

光电干扰装备在现代高科技战争中提高目标生存能力，首先要设法使敌侦察装备无法正常工作，降低目标被发现的概率或在目标被发现前摧毁威胁源。

光电干扰装备通过光电技术手段改变或模拟目标的典型光电特征，扰乱、欺骗或压制敌光电侦察设备和精确制导武器，使其迷茫或失效。

四象限探测器光电跟踪伺服系统的研究李芳;郭建强;何婷婷;李游;殷凯【摘要】In order to accomplishing target tracking in photoelectric way,the four⁃quadrant detector is used to detect ob⁃jects. Filtering of the signal collected by AD acquisition of single⁃chip microcomputer MSP410F169 is conducted. The speed of motor is adjusted with PID algorithm and duty ratio of PWM wave produced by MSP410F169. Through two motors,the space ro⁃tation of the tracking device is realized to track targets.% 为了实现光电跟踪目标，用四象限探测器检测目标物，利用单片机MSP410F169的AD采集，将采集到的信号进行滤波，利用PID算法，以及单片机MSP410F169的时钟控制PWM波的占空比来调节电机的转速。

通过两个电机来实现跟踪装置的空间旋转跟踪目标物。

【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P119-121,124)【关键词】光电跟踪;四象限探测器;MSP430F169;PID算法【作者】李芳;郭建强;何婷婷;李游;殷凯【作者单位】西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】TN820.3⁃340 引言MSP430单片机具有集成度高、嵌入模块多（如12位ADC、16位定时器等）、超低功耗等特点，在许多领域内得到了广泛的应用[1]。

光电定向实验李康华（哈尔滨工业大学威海校区光电科学系，威海264209）摘要:采用四象限探测器作为光电定向实验，学习四象限探测器的工作原理和特性，同时掌握四象限探测器定向的工作方法。

实验中，四象限探测器的四个限区验证了具有完全一样的光学特性，同时四象限的定向具有较良好的线性关系。

关键词:光电定向四象限探测器1、引言随着光电技术的发展，光电探测的应用也越来越广泛，其中光电定向作为光电子检测技术的重要组成部分，是指用光学系统来测定目标的方位，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此在光电准直、光电自动跟踪、光电制导和光电测距等各个技术领域得到了广泛的应用。

光电定向方式有扫描式、调制盘式和四象限式，前两种用于连续信号工作方式，后一种用于脉冲信号工作方式。

，由于四象限光电探测器能够探测光斑中心在四象限工作平面的位置，因此在激光准直、激光通信、激光制导等领域得到了广泛的应用［1］. 本光电定向实验装置采用激光器作为光源，四象限探测器作为光电探测接收器，采用目前应用最广泛的一种光电定向方式现直观，快速定位跟踪目标方位。

定向原理由两种方式完成：1、硬件模拟定向，通过模拟电路进行坐标运算，运算结果通过数字表头进行显示，从而显示出定向坐标；2、软件数字定向，通过AD 转换电路对四个象限的输出数据进行采集处理，经过单片机运算处理，将数据送至电脑，由上位机软件实时显示定向结果。

本实验系统是根据光学雷达和光学制导的原理而设计的，利用其光电系统可以直接、间接地测定目标的方向。

采用650nm激光器做光源，用四象限探测器显示光源方向和强度。

通过实验，可以掌握四象限光电探测器原理，并观测到红外可见光辐射到四象限探测器上的位置和强度变化。

并利用实验仪进行设计性实验等内容，将光学定向应用到各领域中[2]。

2、实验原理2.1、系统介绍光电定向是指用光学系统来测定目标的方位，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此在光电准直、光电自动跟踪、光电制导和光电测距等各个技术领域得到了广泛的应用。

光电探测技术在军事中的应用分析随着科技的不断发展，军事技术也在不断革新。

其中一项重要的领域就是光电探测技术。

这项技术是指通过对光信号的探测和分析来实现各种功能，在军事领域有着广泛的应用。

本文将对光电探测技术在军事中的应用进行深入分析。

一、光电探测技术光电探测技术是指基于光电转换原理将外部的光信号转换为电信号并进行分析的技术。

该技术发展源于20世纪初期，20世纪50年代后逐渐成为热门技术。

随着科技的不断进步，光电技术在军事中的应用也越来越广泛。

现代光电探测技术已不仅仅局限于对于光信号的探测和分析，而应用范围已经涵盖了双工光通信、显示与成像、光子晶体、生物医学、环保等多个领域。

二、光电探测技术在军事中的应用在战争中，新兴的技术是一种巨大的优势。

现代战争的要求是高精度、高速度、高综合性能和高品质，而光电探测技术恰好具备这样的特点。

下面将详细阐述一下光电探测技术在军事中的四个方面的应用。

1. 导航与定位光电探测技术可以用于制导和定位。

战争中，飞行器、无人机和导弹常常是关键的军事资源，在高度急剧变化的环境中，稳固、准确的导航和定位数据对于导弹和飞行器的性能和弹道控制至关重要。

光电探测技术可以通过对于光电信号的反射与衍射来获得目标物体的准确位置信息，从而预测，维持，调节并更新飞行器的运动状态和弹道，提高战斗力和精度。

2. 监测与侦察利用光电信号，军事监测和侦察也得到了很大的提高。

从侦查卫星到瞄准镜头，光电技术可以很容易地透过障碍物，获取地表或空中目标的高清图像，并实时传递给战区指挥部。

光电监测设备不受天气和光线等影响，可以全天候进行实时监测和侦察，极大的提高了军事侦察的效率与功能。

3. 武器指向通过光电探测技术，武器的指向也可以进行高精准的掌控。

基于光电探测技术研发的光学瞄准仪器可以极高的提升武器的指向性能，大幅度提高作战精度与效果。

例如，目前美军最为高级的防空导弹系统，PAC-3，就利用了光电探测技术来精确追踪和拦截导弹。

激光制导的物理原理杨世荣(空军高炮学院,桂林541003)(收稿日期:1996—09—06) 图1为激光制导示意图,在一架飞机上装一台激光器,向目标发射激光,另一架飞机向目标发射激光制导导弹.激光制导导弹前端有一凸透镜,在透镜后的焦平面上置一四象限光电探测器,即其光敏面被划割为靠得很近、但不相连的四等分1、2、3、4,如图2(a ).照射到目标上的激光光斑被目标反射,经导弹前端透镜成像在四象限光电探测器的光敏面上.若光斑正好落在四象限中心,如图图1　激光制导示意图2(b),那么1、2、3、4象限输出信号——如光图2　四象限光电探测器电流(或光电压)完全相等,因此有:(I 1+I 2)-(I 3+I 4)=0(I 1+I 4)-(I 2+I 3)=(1)说明导弹正好对准了目标,无误差信号产生.若导弹在左右方向上有误差,光斑将不在四象限光敏面中心,向左或向右偏移,如图2(c),因此有:(I 1+I 2)-(I 3+I 4)=0(I 1+I 4)-(I 2+I 3)≠0(2)此时有左右误差信号输出,此信号经放大控制导弹垂直尾舵,校正导弹的左右方位状态.若导弹在上、下或俯仰位置上有偏差,如图2(d),光斑将向上、或向下偏移,因此有(I 1+I 2)-(I 3+I 4)≠0(I 1+I 4)-(I 2+I 3)=0(3)此时有俯仰误差信号输出,此信号经放大控制导弹水平尾舵,校正导弹俯仰状态.光电探测器种类繁多,如电真空器件中的光电管和光电倍增管,其原理基于外光电效应,即入射光子打在其阴极材料上,将其内部电子轰击出来形成光电流;又如半导体光电器件中的光敏电阻、光电池,其原理基于内光电效应,即入射光子将某些半导体光电材料内部电子从低能态激发到高能态,从而改变了材料的导电性能,检测出这种性能的改变,就可探测出光信号.30工科物理1997年第2期。

光电干扰技术及其在军事上的应用1. 引言在越南战争中，越军用烟幕屏障使美军激光制导炸弹难以命中发电厂等关键目标，美军用机载告警器及红外诱饵弹使“萨姆－7”导弹基本上失去作用，电磁频谱的对抗从此扩展到光电频段，诞生了光电对抗。

在军事应用中，光电精确制导技术和光电侦测技术发展迅速，应用广泛，目前已形成较完善的装备体系。

光电制导武器以投放准确、命中精度高、抗电磁干扰能力强等显著特点,成为最具有威胁力的武器之一。

各国都在竞相发展光电制导的精确制导武器。

从20 世纪90 年代以来爆发的几场局部战争的轨迹看,精确打击武器呈不断发展之势。

因此,研究光电对抗技术和了解军事装备发展情况,对搞好光电对抗方法研究及顶层建设,为深入探寻光电对抗领域的制胜之策,制定未来作战攻守方略具有十分重要的意义。

2. 光电对抗简介光电对抗指敌对双方在光波段范围内，利用光电设备和器材，对敌方光电制导武器和光电侦察设备等光电武器进行侦察告警并实施干扰，使敌方的光电武器削弱、降低或丧失作战效能；同时利用光电设备和器材，有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦察告警和干扰。

光电对抗系统的组成如下图所示：2.1 光电侦察光电侦察是指利用光电技术手段对敌方光电设备辐射或散射的光波信号进行搜索、截获、定位及识别，并迅速判别威胁程度，及时提供情报和发出告警。

光电侦察有主动侦察和被动侦察两种方式。

主动侦察是利用对方光电装备的光学特性而进行的侦察，即向对方发射光束，再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别，从而获得敌方情报的一种手段：被动侦察是指利用各种光电探测装置截获和跟踪对方光电装备的光辐射，并进行分析识别以获取敌方目标信息情报的一种手段。

2.2 光电干扰光电干扰是指利用辐射、散射、吸收特定的光波能量，或改变目标的光学特性，破坏或削弱敌方光电设备的正常工作能力，以达到保护己方目标的一种干扰手段。

光电干扰分为主动干扰和被动干扰两种方式。

主动干扰是利用己方光电设备发射或转发某种敌方光电装置相应波段的光波，对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。

激光制导武器[激光制导武器发展现状]1.2.1 激光制导武器发展现状激光制导武器以激光脉冲为制导信源来探测和追踪目标，分为寻的制导和驾束制导，目前应用最为广泛的是激光寻的制导。

激光寻的制导根据指示光源来源不同，分为激光半主动寻的制导和主动寻的制导[8]。

激光半主动寻的制导的指示光源由弹外的目标指示器发出，弹上的激光导引头根据弹外的指示激光进行制导；而激光主动寻的制导能够实现指示激光的自主发射和接收，该过程通过弹上的激光发射器和导引头实现。

目前，由于技术水平和硬件条件的制约，激光主动寻的制导应用难度较大，激光半主动寻的制导研究最为成熟、应用最为广泛。

1.2.1.1 国外发展现状半个多世纪以来，各国的激光制导武器已发展到上百种型号，目前技术研究较为领先的国家有：美国、俄罗斯、日本、法国、英国、以色列等，其中美国研制的激光精确制导武器最为典型[9]~[13]。

1962年，美陆军最早开始研发激光半主动制导武器，并在1968年首次使用于越南战场[14]。

美军最初是通过“宝石路计划Ⅰ”（Pave Way Program Ⅰ）发展的激光精确制导武器，其在普通炸弹上安装激光制导系统和附件（相当于给普通炸弹安装上“光电眼”），使普通炸弹具备制导能力，从而极大地提高了武器的性能，打击精度能达到3米，其代表性的型号有3种：GBU-10A/B、GBU-11A/B、GBU-12 A/B型，但该系列武器存在较大缺陷，如昼夜全天候作战能力较差，对飞机投弹高度要求较高[15]；1974年，美军全面启动了“宝石路计划Ⅱ”（Pave Way Program Ⅱ）系列武器的研制任务，在激光制导系统中，首次加载了激光编码技术，用以提高激光制导武器在战场多目标环境下的抗干扰性能，CEP精度能够达到1~2米，典型的武器型号包括GBU-10 C/D、GBU-12C、GBU-16B、GBU-17B等，该系列武器在马岛战争、叙利亚战争、海湾战争和科索沃战争中取得了辉煌的战绩，但仍对载弹飞机飞行高度有较高要求。

红外制导导弹制导是指导弹、火箭、飞船等运动物体，依靠其上的仪器或人的控制自动奔向目标的过程，该过程是由制导装置来完成的。

一般可分为(1)自主制导。

制导信息不是指挥站或目标所发送的能量，完全由安装在飞行器内部的设备动作来制导飞行器。

(2)遥控制导。

利用装设在飞行器内部和外部的设备，在指挥站(可设在地面或别的飞行器上)制导该飞行器，驾束制导和指令制导都属遥控制导。

(3)寻的制导。

利用来自目标的信息，测算出目标的位置，控制器根据计算出来的信号控制飞行器的飞行方向而将飞行器导向目标。

(4)全球定位系统(GPS)制导。

利用飞行器上安装的GPS接收机接收4颗以上的导航卫星播发的信号来修正飞行器的飞行路线。

(5)复合制导。

综合利用几种制导方式的优点于飞行全过程的制导。

按照制导时携带信息的载波可分为无线电制导、红外制导和激光制导等。

红外制导是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻的制导的技术。

大多数红外制导系统是被动式的。

在各种精确制导体系中，红外制导因其制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高等优点，在现代武器装配发展中占据着重要的地位。

导弹（guided missile）依靠自身动力装置推进，由制导系统导引、控制其飞行弹道，将战斗部导向并摧毁目标的武器。

属于精确制导武器。

具有射程远、速度快、精度高、威力大等特点。

自50年代中期出现了美国“响尾蛇”、英国“火光”为代表的红外制导导弹以来，世界各国普遍开展了对红外制导导弹的研究，红外制导已经用于空-空、地-空、空-地、地-地导弹中，近年来在反坦克弹中也开始采用红外制导，但其中以空-空导弹采用红外制导为数最多。

据不完全统计，世界各国研制的红外导弹有50多种型号，现已装备部队的有30多种，其中正在服役的红外空-空导弹就有数十种。

如图1所示为被动式红外导弹制导系统原理图。

导引头由整流罩、光学系统、探测系统、信号处理系统组成。

导引头是导弹的重要部位，就像导弹的眼睛一样，由它接收到目标的红外辐射，再转为电的信号，送入电子装置处理，经放大后带动控制系统，控制舵的转动方向，使导弹准确地飞向目标。

光电传感技术在军事装备中的应用随着科技的不断发展，军事装备也在不断地更新换代与升级，而光电传感技术就是其中不可或缺的一环。

光电传感技术是一种光学、电子技术相结合的技术，主要利用光线传输信息以实现各种目的，如检测、测量、控制等。

在军事领域中，光电传感技术已经广泛地应用于各种战斗装备中，为战争的胜利做出了重要贡献。

一、光电传感技术在夜战中的应用夜战是一种重要的作战形式，对于夜战而言，准确的掌握敌军动态信息是十分关键的。

而光电传感技术在夜晚战斗中起到了非常重要的作用。

由于夜晚的光线很弱，传统的观测手段很难得到有效的结果。

但是，光电传感技术可以利用红外光线感知，形成高清晰度的红外图像，从而实现敌军的有效侦查和分辨。

利用这种方式，可以实现在夜间的目标定位和跟踪，并且在精确度上也不逊于白天。

二、光电传感技术在卫星制导系统中的应用卫星制导系统是一种基于卫星定位和导航技术的位置信息系统。

在现代战争中，这一技术已经成为一种不可缺少的武器。

而光电传感技术在这一系统中则扮演了重要角色。

利用光电传感器可以实时获取卫星的位置和速度信息，并且实现卫星定位和导航。

这种技术可以实现高度的精准度和可靠性，使得卫星得以实现高效的指挥和监视。

三、光电传感技术在导弹制导系统中的应用导弹制导系统是一种在现代空战中广泛使用的技术。

而光电传感技术则是导弹制导系统中的重要组成部分。

由于导弹运行速度非常快，传统的雷达制导方式具有灵活性不够的问题。

而光电传感器则可以利用类似于夜视仪的红外光方式进行制导，实现更精准的飞行和控制。

这种方式在军事目标较小、移动速度较快的空战场景下更加有效。

四、光电传感技术在军事通信中的应用军事通信是领导指挥和士兵之间传递信息的重要途径。

而在这一过程中，安全性和保密性显然是十分重要的。

而光电传感技术则是军事通信中的保密手段之一。

通过利用光传输数据和信号，可以实现高度的保密性和安全性。

同时，利用光纤通信的方式还可以消除电磁波的干扰和窃听问题。