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激光告警类型及国内外研究现状

时间:2018-08-15 11:05来源:毕业论文
早在1960年左右,国外就已经着手了这项技术的研制和试验。经过三十多年的发展,激光告警技术已经变得越来越成熟,探测性能水平也进一步提高,广泛装备于舰船、坦克、战机以及地
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早在1960年左右,国外就已经着手了这项技术的研制和试验。经过三十多年的发展,激光告警技术已经变得越来越成熟,探测性能水平也进一步提高,广泛装备于舰船、坦克、战机以及地面重要的军事设备。国内这方面的技术起步相对国外要晚,而且发展的速度比较缓慢,近些年才受到更多的关注,但大部分还处于实验室探讨阶段。27033
根据探测器工作原理的差异,激光告警装置主要分成三类,接下来将对每一种做以简单的介绍:
1、光谱识别型
该类型又可以根据工作原理细分为两种:非成像型,成像型。
非成像型的主要探测器件是光电二极管[3,5]。若只使用一个光电二极管,只能判断有无激光照射,不能确定来袭激光的具体方位和角度,而如果使用多个光电二极管组成特定的阵列,就能够判断出激光来袭的方向。为了能够测到360°范围内的激光,扩大视场,一般会将光电二极管均匀地环式分布一圈成圆环形状。假设现有n个二极管,均匀地分布在一周,那么此激光告警探测器的分辨率就是360°/n,该种告警器虽然灵敏度比较高,但是因为二极管的数目比较有限,所以不能更为精确的定位出激光的方向,并且虚警率较高。代表产品如:德国Alcatel SEL公司制造的HLWE激光告警器,它含有四个探测器,主要用于坦克和机载,视场水平360°,俯仰145°;角分辨率10°。英国的Avitrodics公司制造的LWS-CV激光告警系统,其包含控制器和传感器两部分,每个控制器对应四个传感器,主要用于车载,水平视场范围360°,俯仰范围60°,角分辨率达到15°。德国的MBB公司制造的PLD激光告警器,主要部件是硅光电探测器,所有的电子器件虚警率都非常低,主要供单人在作战时使用。 论文网
成像型告警器[3,5],一般情况采用的组件有CCD、广角远心鱼眼透镜等。因为鱼眼透镜的特点是视场宽,覆盖范围广,因此此类激光告警器能够在无机械扫描的情况下实现全空域监测。加上CCD的像元尺寸小,因此能够精确的测到激光来袭方位,定位精度可以达到
1mrad以上。光谱识别型激光告警器的一个缺点是不能判断来袭激光的波长,并且成本较高,设备太大难以简化缩小。代表产品如:美国的IMO光电公司和AIL公司制造的接收机--HALWR,精度非常高,这款激光告警器主要采用CCD成像技术,水平可探测视场角为30°,俯仰度20°,水平和垂直的角分辨率分别是1mrad和1.5mrad。以及加拿大制造的线阵探测器HARLID,角分辨率特别高,方向精度高达 1°。国内也有该种设备,信阳空军制造的机载CCD激光报警仪,方位角分辨率可达1.5°。
2、相干识别型
当前只有相干型的激光告警器能测量出来袭激光的波长,它的原理是应用激光的时间相干性。一般非激光的普通光相干长度仅有几微米,相比非激光,激光的相干长度达到了几十米,氦氖激光器的相干长度甚至达到了几十千米,因此利用干涉仪根据相干性就能区别出激光还是非激光。依据采用的干涉仪不一样,相干型激光器又可以分为迈克尔逊型和F-P标准具型。
F-P标准具型告警器主要结构包括F-P标准具以及光电二极管[6]。标准具在步进电机的带动下绕轴旋转,并做机械扫描。此时让入射到标准具激光的入射角不断发生变化,当入射角度到达一定值时候,将产生干涉相长,同理,到达另一角度会产生干涉相消。位于F-P标准具后的二极管将接收到光强变化。而非激光入射到标准具,光电二极管接收的强度没有变化,产生的只是直流信号。因此F-P标准具型干涉仪能够辨别激光与非激光。根据光电二极管接收到的光强变化,产生调谐波,当激光垂直入射标准具,在其垂直入射角度的两侧产生的相干强度波形是对称的,由此能够确定激光入射的具体方位。而激光波长又与调谐波的周期存在一定关系,因此能够精确求得来袭激光波长。这中告警器确定激光来袭方位与波长,必须进行扫描之后才能获得数据,因此该告警器比较难截获单次短脉冲激光。代表产品如:美国Dalmo Victor和Perkin-elmer公司在1978年研制成功的激光警戒系统,工作方式是多传感器同时警戒,1个标准具、2个探测器以及数字化的电路封装成一个传感器。可区分激光与普通光,能测得入射方向、波长、强度、脉宽等参数,视场角90°。信阳空军第一航空学院制造的F-P型红外激光告警系统能够有效的排除非相干的背景光干扰,一个传感器的视场是90°,角分辨率是1.5°。 激光告警类型及国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_21398.html
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