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激光引信主要技术参数的确定方法

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:激光引信的定距精度,依据其定距原理而异。激光引信的可靠作用是:无论有无干扰,都能够判断目标是否存在,并能准确地给出启动信号。通常用探测概率和虚警概率表示。探测概率和虚警概率不仅与单个信号的信噪比有关,还与信号处理方式有关。

激光引信主要技术参数的确定方法

一、作用距离

能量型的激光引信的作用距离与接收系统和发射系统的性能有关,也与目标特性和背景有关。设目标对激光具有漫反射特性,接收机所接收到的激光功率可按下式计算

式中,Pr为接收功率;PT激光器输出功率;Ar为接收机有效孔径面积;AT为目标有效面积;τT为发射光学系统透过率;τr为接收光学系统透过率;ρ为目标反射率;τu为单向传播路径透过率;R为作用距离;θ为发射波束平面角。

如果光束截面完全落到目标上,则

式中,Pr为接收功率;PT为激光器的输出功率;Ar为接收机有效孔径面积;AT为目标有效面积;τT为发射光学系统透过率;τr为接收光学系统透过率;ρ为目标反射率;τu为单向传播路径透过率;R为作用距离;θ为发射波束平面角。

如果光束截面完全落到目标上,则

由于激光引信的作用距离近,大气传输衰减可忽略不计,即

τu=1

将AT值代入式(7-9)中则可得到

由于激光引信的作用距离近,大气传输衰减可忽略不计,即

τu=1

将AT值代入式(7-9)中则可得到

一般,激光引信的作用距离采用式(7-11)来计算。

在赤道面探测视场较大,子午面视场较小的脉冲定距引信中,可以用如下公式估算探测距离。由

UA=K0RePRRL

一般,激光引信的作用距离采用式(7-11)来计算。

在赤道面探测视场较大,子午面视场较小的脉冲定距引信中,可以用如下公式估算探测距离。由

UA=K0RePRRL

则(www.xing528.com)

式中,UA为设定的放大器输出信号电压,V;K0为接收电路电压增益;Re为光敏元件响应度,A/W;PR为系统接收的目标反射功率,W;RL为探测器负载电阻,Ω;ρ为目标反射系数;Pot为激光器输出功率,W;Tt为发射光学系统透过率;Tr为接收光学系统透过率;Ar为接收系统有效通光口径,m2;L为目标被照射的最小尺寸,m2;RF为探测距离,m;Φt为单象限发射系统视野方向覆盖角,rad;ψ为入射光束与目标表面法向的夹角,rad。

提高作用距离最有效、最有潜力的是接收机的设计,它包括探测体制的选择、光敏元件的选用、前置放大器的设计、信号处理电路的设计;如能使其达到最佳状态,不但可以提高信噪比,而且可以在低信噪比的情况下正确地检出有用信号。

二、作用距离精度

作用距离精度是一个十分重要的指标,它直接影响引战配合效率。由于激光的特点,目前,它的作用距离精度优于其他体制的近感引信。

激光引信的定距精度,依据其定距原理而异。激光引信所对付的目标,其反射特性很复杂,既有漫反射特性,也有镜面反射特性,反射系数亦不同。在相同的距离上由于作用姿态的不同,目标反射回波信号幅度可有几个数量级的变化。这些都会对定距精度产生影响。对于脉冲定距而言,脉冲宽度、脉冲前沿宽度等参数对定距精度有较大影响。激光脉冲宽度越小、脉冲前沿宽度越窄,定距精度越好。

三、抗干扰性能、探测概率及虚警概率

作用于激光引信的干扰主要有两类。一类是引信内部产生的干扰,它包括:接收机的固有噪声,发射接收之间的光信号泄漏(发射系统中强电信号的辐射及通过电源地线耦合到接收系统中形成的干扰);另一类是外部干扰,它包括:直射阳光、亮云反射光、地面海浪反射光、大气散射光、雨、雾、雪及烟等自然干扰,还有人工干扰。

激光引信的可靠作用是:无论有无干扰,都能够判断目标是否存在,并能准确地给出启动信号。通常用探测概率和虚警概率表示。在目标与干扰同时存在的条件下,系统能检测到目标存在的概率称为探测概率。当无目标存在时,系统判断为有目标存在的概率称为虚警概率。一般根据信噪比,同时考虑光学杂波背景和接收机的噪声阈值电平来计算;或者在给定探测概率及虚警概率的情况下,计算满足要求所需的信噪比。探测概率和虚警概率不仅与单个信号的信噪比有关,还与信号处理方式有关。

【注释】

[1]1Å=0.1nm=10-10m。

式中,UA为设定的放大器输出信号电压,V;K0为接收电路电压增益;Re为光敏元件响应度,A/W;PR为系统接收的目标反射功率,W;RL为探测器负载电阻,Ω;ρ为目标反射系数;Pot为激光器输出功率,W;Tt为发射光学系统透过率;Tr为接收光学系统透过率;Ar为接收系统有效通光口径,m2;L为目标被照射的最小尺寸,m2;RF为探测距离,m;Φt为单象限发射系统视野方向覆盖角,rad;ψ为入射光束与目标表面法向的夹角,rad。

提高作用距离最有效、最有潜力的是接收机的设计,它包括探测体制的选择、光敏元件的选用、前置放大器的设计、信号处理电路的设计;如能使其达到最佳状态,不但可以提高信噪比,而且可以在低信噪比的情况下正确地检出有用信号。

二、作用距离精度

作用距离精度是一个十分重要的指标,它直接影响引战配合效率。由于激光的特点,目前,它的作用距离精度优于其他体制的近感引信。

激光引信的定距精度,依据其定距原理而异。激光引信所对付的目标,其反射特性很复杂,既有漫反射特性,也有镜面反射特性,反射系数亦不同。在相同的距离上由于作用姿态的不同,目标反射回波信号幅度可有几个数量级的变化。这些都会对定距精度产生影响。对于脉冲定距而言,脉冲宽度、脉冲前沿宽度等参数对定距精度有较大影响。激光脉冲宽度越小、脉冲前沿宽度越窄,定距精度越好。

三、抗干扰性能、探测概率及虚警概率

作用于激光引信的干扰主要有两类。一类是引信内部产生的干扰,它包括:接收机的固有噪声,发射接收之间的光信号泄漏(发射系统中强电信号的辐射及通过电源地线耦合到接收系统中形成的干扰);另一类是外部干扰,它包括:直射阳光、亮云反射光、地面海浪反射光、大气散射光、雨、雾、雪及烟等自然干扰,还有人工干扰。

激光引信的可靠作用是:无论有无干扰,都能够判断目标是否存在,并能准确地给出启动信号。通常用探测概率和虚警概率表示。在目标与干扰同时存在的条件下,系统能检测到目标存在的概率称为探测概率。当无目标存在时,系统判断为有目标存在的概率称为虚警概率。一般根据信噪比,同时考虑光学杂波背景和接收机的噪声阈值电平来计算;或者在给定探测概率及虚警概率的情况下,计算满足要求所需的信噪比。探测概率和虚警概率不仅与单个信号的信噪比有关,还与信号处理方式有关。

【注释】

[1]1Å=0.1nm=10-10m。

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