基于PSD和CCD的激光干扰检测与评估

发布时间：2020-11-02 22:08

　　 光电侦察检测、跟踪和干扰技术是光电对抗的两大组成部分。为了提高光电侦察检测和跟踪精度,更加可视化的评估干扰效果和实现更好的光电对抗效果,设计了激光干扰检测系统,搭建了动能拦截器轨迹仿真平台,用以评估激光对激光干扰检测系统的干扰效果,并对设计的系统和搭建的仿真平台进行了地面实验验证。进行传统的光电对抗实验后,发现光电成像系统的检测、跟踪精度对光电对抗效果有很大的影响,而单一依赖CCD成像器件的光电成像系统的检测和跟踪精度较低,为了提高光电检测和跟踪精度,本文设计了激光干扰检测系统。该系统选取近、中、远红外相机和二维PSD探测器作为光电成像模块的成像器件,使用近、中、远CCD红外相机检测目标的红外辐射,采集目标图像,使用二维PSD探测器处理干扰激光的夹角和光斑位置等信息,为系统提供高精度干扰激光二维信息,并设计了光电成像模块的光路,计算了各个分光路视场角的大小,匹配了各个器件的尺寸和重量;为图像处理模块设计了图像处理算法,给出了图像处理算法流程图,并根据图像处理的功能设计了图像处理模块的界面,图像处理模块可以从简单背景和复杂背景中提取目标的主要信息;姿态调整模块根据图像处理提取的信息对成像系统的组件进行调整、控制,实现目标跟踪的功能,给出了姿态调整的框架图,并根据姿态调整的功能设计了界面。本文以光电制导武器-动能拦截器为研究对象,将激光干扰检测系统作为动能拦截器的导引头,联合MATLAB和卫星工具包STK搭建了动能拦截器轨迹仿真平台,通过动能拦截器的拦截结果,评估激光对激光干扰检测系统的干扰效果。在系统设计和轨迹仿真完成后,搭建了实验光路,对激光干扰检测系统的检测、跟踪精度和轨迹仿真平台进行了验证,并对实验得到的数据进行了处理。激光干扰检测系统集检测、跟踪、干扰为一体,检测、跟踪精度均小于10μrad,系统能够实现对目标的精确检测和跟踪,搭建的动能拦截器仿真平台能够根据激光干扰检测系统检测的结果进行动能拦截器轨迹仿真,并在仿真过程中实时计算脱靶量的值,评估激光对系统的干扰效果。设计的激光干扰检测系统有效地提升了光电检测、跟踪精度,实现了更好的光电对抗效果,系统的有效应用能够提升光电制导武器和其他光电设备的目标检测识别能力和抗干扰能力,在防空、反导方面具有广阔的应用前景,对光电对抗具有重大意义。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN247
【部分图文】：

第一章 绪论第一章 绪论题研究背景及意义对抗是现代电子战的一个重要分支，而光电制导武器是光电对抗制导武器表现出的巨大作战威力和惊人效果使人们认识到光电设备作用。目前，我国的光电制导武器技术仅次于美国，近些年我国研制导武器，如图 1.1 的 FT-1 小直径制导导弹，图 1.2 的隐身防区外高了我国的国防能力。光电制导武器在现代战争中已经得到了广泛争的重要体现之一。

隐身防区外攻击弹

国和其它几大军事强国都在竞相发展激光武器，武器种类繁多，如图出的激光炮。为了防御激光武器，各个国家都在竞相研究激光干扰技设备的研制也日益趋向成熟。激光干扰技术是光电对抗的一个重要组光电制导武器，保卫目标的重要方式之一，也是现代战争中不可缺少]。激光干扰技术目前主要有：激光隐身干扰、烟幕干扰、激光反导以使目标在激光波长中的反射特性降低，激光辐射目标时，目标只产波，从而攻击武器上的探测设备接收不到激光回波，目标可以成功躲幕不仅对激光器辐射的光束能量有很好的削弱效果，还能削弱激光的激光能量，使攻击武器上的探测设备不能探测到目标；烟幕还能反射武器上的探测器将反射的激光点当成“目标”。激光反导指的是激光束，通过发射系统控制光束射向目标，对光电传感探测器、战术导弹或者破坏。强激光是干扰光电制导武器的重要手段[4][5][6]，激光武器中率极高的武器，其飞速发展也极大地带动了激光干扰技术的发展。
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本文编号：2867638