激光告警多参数测量控制系统研究

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激光武器在现代战争中发挥着越来越重要的作用,激光侦察、激光测距、激光制导、高性能激光武器等广泛的应用于现代战争中,为了应对日益严重的激光威胁,研究高性能激光告警多参数测量控制系统,实现二维激光的来袭方向、波长和脉冲宽度同时测量对于快速应对安全威胁具有重要意义。为此论文对激光告警多参数测量控制系统进行研究,其测量原理为:在光学系统已知的条件下,通过零级和一级衍射光斑的位置可以判断出来袭激光的入射角和波长,并对其数学关系进行理论推导,分析了基于时间数字转换测量激光脉宽原理。基于以上原理本课题研究主要工作内容如下:首先,研究了激光以任意角度入射黑白光栅的夫琅禾费衍射,并对衍射图像的相对光强分布进行了理论计算,得到了零级和正负一级明纹中心位置与入射激光信息之间的关系,通过数据处理反向推导出了入射激光的波长和方向与衍射光斑的关系,进而计算获得入射激光参数(波长和入射角)的方法,同时分析了采用时间数字转换测量脉宽的原理。其次,设计了脉冲激光探测电路、脉冲整形电路以及时间数字转换控制电路,完成了脉冲激光信号的光电转换以及时间间隔测量,并对脉宽测量及控制单元进行实验验证;设计了面阵探测器成像控制系统,对成像效果进行了验证,并采集不同中心波长的激光器从不同角度入射的光斑图像,对提取的光斑中心坐标数据进行分析。最后,完成了激光告警多参数测量控制系统的装配及测试工作,对测量的波长、方位角、俯仰角和脉冲宽度多参数进行测试,并对测量结果进行分析。实验测试结果表明该系统的方位角达95°,俯仰角达75°,光谱测量范围为400~1700nm,最小测量脉冲宽度5ns,该激光告警多参数测量控制系统可应用于实际需求。
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