线阵扫描式激光成像探测系统建模与仿真

以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型参数,以坦克目标为例进行了系统成像仿真.结果表明,仿真系统能够对线阵扫描成像方式进行有效模拟,生成目标的距离和强度激光仿真图像,并对影响成像效果的因素进行分析.     

一种激光目标探测系统的模型仿真

为对激光探测系统的科学设计和性能评估提供有效指导,针对一种激光目标探测系统进行仿真建模,分析并建立了激光回波功率和光电转换模型,利用所建立的模型对探测系统进行仿真,经样机试验数据验证所建模型有效可行。通过对特定典型目标的仿真可以推断该激光探测系统能实现对目标的准确识别,并可以通过回波波形的差异区分具有不同外形的目标。     

激光成像引信在空空导弹中的应用

针对激光成像引信在空空导弹中的应用要解决引信前倾角和引信探测距离的设计问题,在分析激光成像引信推扫成像原理的基础上,建立了激光引信脚印尺寸模型和引信前倾角与探测距离模型,通过仿真得到了最佳引信前倾角和探测距离的设计指标:最佳引信前倾角为15°～40°,相应最佳引信探测距离为70～24 m.     

空间目标单光子探测建模及实验验证

为了对空间单光子探测系统的科学设计和性能评估提供有效的指导, 我们针对空间目标单光子探测系统进行仿真建模, 分析并推导了激光回波功率和回波光子数公式, 利用所建立的模型对探测系统进行仿真,得到激光回波光子数模型仿真值; 通过具体的地面模拟实验对应用在空间目标探测中的单光子探测器（SPAD）进行定标后,得到定标性能曲线,再通过具体的室内目标探测实验得到激光回波光子数实验值。两者进行对比,结果表明,实验验证所建模型有效且可行。     

脉冲激光峰值功率快速可调方法研究

激光引信弹目交会过程时间短,激光回波功率变化迅速,如何真实模拟激光回波功率是一个难点. 为此,通过对弹目交会过程中激光回波功率变化规律的分析与研究,提出通过改变脉冲半导体激光器驱动信号脉宽与激光器驱动电路供电电压的方法实现回波激光功率的变化变换. 在硬件设计中通过FPGA控制高速数模转换器,实现半导体激光器驱动电路供电电压的亚毫秒级的快速转换. 结果表明,系统可以实现脉冲周期100 μs内半导体激光器输出功率的快速、准确变化.     

三维激光成像探测系统建模与仿真

 激光成像探测系统仿真是评估现有激光成像系统的性能及开发新型激光成像探测技术的有效手段。研究激光脉冲回波信号特性并建立数学模型是应用回波信号检测技术处理回波,进行激光成像系统仿真的关键。为此以激光发射脉冲模型为基础对激光脉冲回波信号的建模过程和基于单位冲激响应的目标散射特性建模方法作了详尽的推导和描述,并建立检测算法模型,最后依据目标成像模板采用单元回波探测线阵化方式进行了推帚式三维激光成像仿真。结果表明,该仿真系统可实现不同探测条件下线阵推帚式激光成像的有效仿真。     

地杂波引起的引信早炸问题研究

由于雷达引信载体运动的高速性,引信工作的近程性,使得引信在低空作战时,地杂波信号极易诱使引信早炸.为解决这一问题,通过建立基于网格映象法的地杂波回波信号的仿真模型,分析了引信地杂波信号特性,提出利用经验判据对回波信号进行频率识别以及对回波信号进行窄带滤波等途径来克服地杂波导致的引信早炸问题.研究结果为日后进一步提高引信抗干扰性能提供了技术依据.     

基于激光探测技术的坦克目标识别方法

对激光探测技术的目标识别及定位方法进行研究.根据近场目标激光反射方程,结合典型的弹目交会条件,从理论上给出了坦克的激光反射特性;分析了激光探测的主要干扰,提出了判别反射脉冲幅度和脉冲个数的信号识别准则;采用统计分析方法,建立了坦克激光信号幅度直方图.在此基础上,结合探测概率制定幅度门限,根据定位要求及目标尺寸,分析了脉冲个数门限的确定方法.仿真结果表明,所设计的探测识别系统能有效判别坦克目标,并能对目标进行定位,实现对坦克顶装甲的精确打击.     

引信对空目标遇靶全过程的模拟

该文探讨了某无线电近炸引信对付空中导弹目标的遇靶全过程的计算机模拟方法，讨论了引信对空目标遇靶全过程仿真系统的组成原理及引信自由空间工作状态的模拟、炮位坐标系到目标坐标系的转换、实测导弹目标回波信号的增速（增频）处理等。文章最后给出了该模拟系统对某型引信的试验结果数据，它们与要求值吻合得很好。     

脉冲激光引信信号处理技术研究

分析了六象限脉冲激光引信的工作原理,以直升机为目标,建立了识别直升机旋翼和机身目标信号的识别准则.分析了对信号进行预处理的必要性及信号预处理电路的功能,用DSP硬件和软件实现了在复杂环境下判断有无目标以及当有目标时判断目标的距离与方位,给出了相应信号处理的软件流程.实验结果表明,用DSP技术实现脉冲激光引信信号处理是可行的.     

基于回波模拟器的窄脉冲低震荡激光驱动设计

脉冲激光驱动电路的震荡会引起回波模拟的多目标、 虚景和半导体激光器损坏等问题。 针对这类问题, 从 RLC放电回路理论出发, 推导电流方程, 运用极值原理, 提出量化抑制震荡的方法。 根据实际某火控性能要 求, 运用所推公式确立了关键参数。 最后利用 MPSL01 型雪崩三极管作为高速开关器件设计电路, 获得了峰值电 流1 A, 脉宽23.2 ns 的窄脉冲电流, 且反向电流几乎为零。 采用 C86119E 型1 064 nm 半导体脉冲激光器作为光 源, 构成回波模拟器发射系统。 利用该单兵火控进行实际检测的结果表明, 驱动器性能稳定, 满足设计要求。     

引信目标模拟器中回波的建模与仿真

针对伪码调相脉冲多普勒引信目标模拟器的视频回波信号进行建模与仿真.分别对目标回波进行了建模,将目标用若干个等效散射点表示,考虑了各散射单元的相干作用,对遮挡进行了近似处理;对天线照射区域内的杂波进行了分割,采用近似目标回波的处理方法对杂波进行了建模,并将该方法应用到引信目标模拟器中.仿真结果证明了目标和杂波建模的正确性和可靠性.     

基于伪随机码的激光引信探测技术

以有限大目标反射为应用对象，探讨伪随机码激光引信探测机理，同时对激光引信作用距离模型进行分析，得出了激光引信各主要参量之间的关系．在此基础上，分别对伪随机码发生器、激光发射、激光接收、光学系统进行了讨论，并给出了相关处理技术．经设计应用证明，该技术可以满足激光引信战技指标的要求，为科学设计基于伪随机码的激光引信探测器提供理论依据。     

引信机构动力学研究

该文利用发射动力学的最新成果,考察了引信机构在发射环境下的动力响应;从弹、炮、药、引信全系统的角度,建立了引信机构的较为精细的动力学模型和动力学方程;并以某型号引信为例进行了动力学仿真。仿真结果表明：引信机构在复杂的发射环境下其动力响应与弹、炮、药系统的参量具有紧密的联系。     

弹道修正引信滚转角未知条件下MIMU快速初始对准方法

针对基于双旋结构的二维弹道修正引信及所配用弹药发射后修正引信滚转角不确定的问题,提出采用BP神经网络快速确定修正引信滚转角范围进行粗对准,进而利用卫星导航信息辅助惯性导航系统进行快速初始对准的方法. 该方法利用修正引信滚转角误差与惯性导航解算速度误差之间的关系建立神经网络模型,并通过仿真生成不同工况的弹道数据对神经网络进行训练. 针对某旋转弹弹道进行仿真,结果表明,使用中等精度微惯性测量组合,粗对准过程中修正引信滚转角误差估计值小于20°,精对准过程中姿态误差角在弹丸发射后40 s内收敛到0.4°以内.      

多通道脉冲激光探测技术研究

在介绍多通道激光探测系统工作原理的基础上,设计了一种基于数字化的激光探测系统,采用一种基于抛物线内插互相关时延估计的激光定距方法,从而进一步提高定距精度. 该系统采用6路双通道ADC并行采样,具有较好的实时性. 仿真结果表明,互相关时延估计算法能够在低信噪比（R_SN=-7 dB）下实现定距,最大距离误差为0.74 m.