摘要：叠加在目标回波上的云雾后向散射信号是影响空空导弹周视激光引信测距精度的重要因素。针对目前抗云雾干扰方法适应性差、处理时效低等问题,提出一种基于可暂停样条自适应滤波的最小均方(Pauseable Spline Adaptive Filter-Least Mean Square,PSAF-LMS)算法,并设计了算法在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)与ARM的联合实现方案。PSAF-LMS算法可有效减少滤波器的稳态误差,并提高激光引信的时刻鉴别精度和抗干扰能力。此外,利用不同信噪比的目标回波信号进行仿真,并开展了云雾环境滤波效果模拟验证试验。研究结果表明:所提算法能够在34.85μs内有效滤除后向散射,并保留目标波峰原始变化趋势,滤波前后信噪比平均可提高25.15 dB以上。

摘要：为确保反鱼雷鱼雷(ATT)与来袭鱼雷交会过程中激光近炸引信能够探测到目标,推导能够满足要求的扫描频率和脉冲频率计算公式。研究激光近炸引信工作原理,得到激光近炸引信恰能探测到目标所需的激光束最低扫描频率和脉冲激光最低脉冲频率的临界条件。采用三种坐标系描述ATT与目标间的交会关系,基于交会关系和临界条件,建立最低扫描频率和最低脉冲频率计算模型,获得最低扫描频率和最低脉冲频率的变化规律,并通过模拟试验验证所建理论模型的正确性,试验结果与理论计算结果吻合。计算拦截不同典型目标鱼雷时所需最低扫描频率和最低脉冲频率取值。所得计算模型和结果可为激光近炸引信应用中扫描频率和脉冲频率设计提供理论依据。

摘要：几何截断定距激光引信因其结构简单、定距精度高、抗干扰能力较好,在低成本弹药中有较大的应用需求,其定距距离和精度与系统参数设计密切相关。为设计满足要求的几何截断定距激光引信系统参数,建立几何截断定距回波功率模型,分析系统参数的变化对工作距离的影响,揭示工作距离与系统参数的关系,并计算得到满足条件的系统参数取值区间,对比分析后得到理论上的最优系统参数d=63 mm、θr=35 mrad、θt=10 mrad、αr=0.5πrad、αt=0.45πrad,设计激光定距模拟实验平台验证设计结果,实验结果与理论一致,表明设计参数能够满足系统要求,该研究可为几何截断定距激光引信的参数设计提供参考。

摘要：为保证激光引信在近程的测距精度,文中针对恒比定时法在激光接收器饱和时会发生跳变点前移的现象,提出一种基于回波功率方程的误差补偿算法。通过线性化模型描述脉冲信号,推导了饱和漂移误差的解析表达式,分析了其随回波信号上升沿斜率的变化规律。根据回波功率方程,在小角度入射特定目标的条件下,建立饱和漂移误差补偿数学模型;通过实验标定误差补偿表达式,得到修正后的测距公式,验证了饱和漂移误差补偿方法的有效性。实验结果表明:激光引信在回波信号饱和时测距有较大偏差,最大偏差达到1.4 m;采用误差补偿方法后,可使偏差控制在±0.5 m以内。研究可为小型化高精度激光引信测距系统设计提供理论参考。

摘要：为了提高反鱼雷鱼雷(ATT)激光近炸引信对来袭鱼雷的捕获率,首先根据鱼雷目标的激光反射特性,分析了鱼雷目标回波功率随激光束入射角度和入射位置的变化规律。采用空间解析几何方法描述了ATT与来袭鱼雷的交会模型,给出了任意交会距离和姿态时目标回波功率计算方法。根据系统最小探测功率,建立了水中单光束扫描激光引信捕获率蒙特卡罗仿真模型,仿真了系统捕获率随激光脉冲频率的变化关系,获得了探测不同距离目标的最大捕获率和相应的激光扫描频率和脉冲频率。结果表明:当激光扫描频率为15Hz,脉冲频率为4kHz,系统能可靠捕获距离9m内目标。所得系统捕获率仿真模型和结果可为ATT单光束扫描激光引信系统设计提供理论参考。

摘要：为配合多模战斗部的多位置点起爆要求,激光近炸引信需实现在1~25 m之间的多档定距,对于非同轴的激光引信,其探测距离范围与系统参数的选取密切相关。基于系统探测距离要求,建立非同轴系统工作距离计算模型,分析激光引信系统参数变化对最近工作点和最远工作点的影响,以接收偏角和发射接收中心距为变量,在满足约束条件的情况下,利用多岛遗传算法对变量进行优化。优化结果表明:在满足约束条件的情况下,接收偏角最小为90.97°,中心距为0.03 m。搭建激光多档定距实验平台对优化的系统参数进行验证,实验结果表明,设计系统参数能够满足多档定距要求。研究可为激光多档定距引信系统参数设计提供参考。

摘要：针对鱼雷激光近炸引信探测水下近场目标的需求,开展了水下激光引信回波蒙特卡洛仿真方法研究.结合水下激光引信探测特点建立水下目标回波的蒙特卡洛仿真模型.为了提高水中非朗伯目标表面回波仿真的准确度,推导了基于双向反射函数的光子反射方向概率分布,根据概率分布随机抽样光子反射方向.仿真了不同距离和入射角度条件下的水中目标回波信号.仿真结果表明：目标回波幅度随目标距离和入射角度的增大迅速下降,目标距离在6~12m内变化时,信号峰值动态范围为11.5dB;目标距离为8m,激光入射角在0~45°内变化时,信号峰值动态范围为9.2dB.为验证仿真方法的正确性,在水池中进行水中目标蓝绿激光探测实验,实验结果和仿真结果一致.研究成果可为解决传统蒙特卡洛方法在水中非朗伯面目标回波仿真中的适用性问题及水下激光引信优化设计提供参考.

摘要：针对水下弹目交汇时引信需在近程(大于10 m)获取目标的距离和方位信息,为充分利用发射激光能量,增大激光回波功率,对水下单光束脉冲激光方位识别系统角度参数进行了优化设计。通过推导水下脉冲激光方位识别系统探测目标的回波功率方程,建立了回波功率与系统角度参数之间的关系,得出水下脉冲激光方位识别系统角度要求和充满区距离表示式,利用iSIGHT软件,基于多岛遗传算法对角度参数进行了优化计算。结果表明:在不考虑其他影响因素的情况下,发射光束中心与弹轴的夹角αt取30°,接收视场中心与弹轴的夹角αr取34.5°,接收视场角θr取10°时能获得系统最小的充满区距离。所得计算结果可为水下单光束脉冲激光方位识别系统角度参数的设计提供理论依据。

摘要：针对现有单光束激光同步扫描周视探测对脉冲重复频率要求较高,难以实际应用的问题,提出单光束扩束扫描激光周视探测方法.基于单光束扩束扫描激光周视探测工作原理,推导了最低扫描频率和脉冲频率解析式;分析了圆柱目标回波特性及关键参数截面衰减系数,建立了脉冲扩束激光圆柱目标回波功率数学模型,讨论了系统参数对截面衰减系数的影响,得到最大相邻脉冲光束夹角表达式;重点分析了脉冲频率、光束角和光束入射角对不同直径目标的探测能力的影响;得到了探测系统对典型条件下最大光束角、最低脉冲频率的计算方法.结果表明,对扫描光束稍加扩束可有效降低脉冲重复频率要求.研究结果可为单光束脉冲激光周视探测系统设计、优化提供理论依据.

摘要：针对水下单光束扫描探测系统探测水中近场目标的需求,为抑制海水后向散射干扰,提高系统信噪比,对系统光路参数进行了优化设计。通过推导系统盲区距离公式、水中目标回波和后向散射功率方程,分析了系统探测区域和信噪比同光路参数的关系。在不同水质条件下,基于粒子群算法(PSO)对光路参数进行了优化计算。结果表明:对探测区域为6^(-10) m的系统,当发射光束与接收视场平行,接收视场半角为9 mrad,收发间距为10.6 cm时,系统信噪比达到最佳。为验证理论模型的正确性,设计了水下激光探测光路模拟系统,测试不同光路参数下系统信噪比,实验结果与理论值一致。优化结果可为水下单光束扫描探测系统光路设计提供理论依据。