激光定向红外对抗系统关键技术研究

摘要

随着红外成像探测器件和相应技术的发展，目标被动红外末端寻的制导技术大大提高了导弹的制导精度，使大型目标如坦克、运输机、舰船所受到的威胁日益严重。开展针对被动红外末端寻的制导系统和技术的光电对抗研究有很强的现实意义。作为一种有效手段，激光定向红外对抗技术是值得研究的重点方向。 激光定向红外对抗技术就是将激光照射到对方的探测系统上，干扰、致盲及破坏对方的探测器，使对方的探测系统暂时或永久失效。激光定向红外对抗系统有两种工作方式，即开环和闭环工作方式。采用闭环工作方式的激光定向红外对抗系统主要包括以下几个部分：电源、控制系统、激光器、目标捕获跟踪瞄准系统、激光发射接收系统等。系统具有体积小、重量轻、作用距离远、反应时间短以及能够长时间工作等优点。激光定向红外对抗系统涉及多项关键技术，如目标探测识别技术、脉冲激光干扰技术等。本文的重点是解决脉冲激光干扰技术、目标探测识别技术以及小目标二维运动模拟技术。 本文的主要工作包括以下几个方面。 (1)论文独立地、系统地进行了激光定向红外对抗技术的研究，在理论分析的基础上，独立建立了能够针对激光定向红外对抗关键技术研究的实验系统，特别完成了对红外目标图像处理系统软件和硬件的研制。该系统可以完成目标探测识别技术、激光干扰技术、系统控制技术等的硬件仿真研究和系统验证，为未来激光定向红外对抗系统的研制奠定了基础。 (2)在目标探测识别技术领域，提出了“扩展目标最小成像原则”，对点目标和扩展目标进行了清晰的定义。该原则的提出对于系统工程设计有参考价值。 (3)分析了“猫眼效应”概念在目标探测识别技术领域的应用，并进行了相关实验验证。 (4)建立了一套新型的小目标二维运动模拟系统。该系统以激光技术为基础，利用激光光束在模拟屏上形成的光斑来模拟小目标，通过控制激光光斑的运动便可以有效模拟小目标的二维运动。该系统结构紧凑、成本低、易于升级，非常适合对小目标捕获跟踪瞄准系统的实验验证。 (5)在激光干扰技术方面，针对非饱和激光干扰和特定的应用环境，在对脉冲激光的功率和频率特性进行研究的基础上，提出了“散光边缘干扰”方法，并进行了实验验证；利用脉冲激光实现了对“帧间差分”目标探测识别算法的干扰。该研究为激光定向红外对抗技术提供了实验基础。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1课题来源与背景

1.2国内外研究发展动态

1.3论文安排及研究成果

第二章激光定向红外对抗系统综述

2.1历史回顾及国内外概况

2.2系统组成

2.3工作原理

2.4关键技术

2.4.1激光干扰技术

2.4.2导弹逼近告警系统(MAWS)技术

2.4.3数据库技术

2.4.4数据融合技术

2.4.5正在研究的几项新技术

2.5 LDIRCM相关技术概况

2.6国外几种典型的DIRCM系统

2.6.1红外对抗套件SIIRCM

2.6.2复仇女神定向红外对抗装置(AN/AAQ-24(V))

2.6.3 AN/ALQ-144红外对抗装置

2.7 LDIRCM发展趋势

2.8本章小结

第三章红外目标探测识别技术

3.1概述

3.1.1红外成像探测器的成像特点分析

3.1.2目标分类—扩展目标最小成像原则

3.1.3点目标的探测、识别和跟踪算法

3.1.4扩展目标的识别、跟踪定位算法

3.1.5目标融合技术

3.2基于“猫眼效应”的目标探测识别技术

3.2.1“猫眼效应”基本原理

3.2.2远距离目标“猫眼效应”回光探测可行性分析

3.2.3实验设计

3.2.4实验结果与分析

3.2.5小结

3.3目标探测识别算法仿真

3.3.1基于Simulink的红外图像处理算法仿真

3.3.2单帧(静态)及多帧(动态)红外图像识别技术计算机仿真

3.4高速图像处理技术

3.4.1高速图像处理系统

3.4.2高速图像处理系统软件设计

3.4.3高速图像处理技术小结

3.5目标跟踪算法实验验证系统

3.6本章小结

第四章小目标运动轨迹模拟技术

4.1设计思想

4.2系统设计

4.2.1设计要求

4.2.2系统框图

4.2.3系统控制流程

4.3模拟实验

4.4对目标捕获跟踪系统的验证

4.5本章小结

第五章激光定向红外对抗技术

5.1固态成像器件基本原理

5.2激光对凝视型光电探测器的干扰机理

5.3激光对单元成像探测器的干扰机理

5.3.1基本原理

5.3.2数值仿真

5.3.3激光对单元成像探测器干扰小结

5.4本章小结

第六章激光定向红外对抗技术实验研究

6.1激光器输出脉冲控制系统

6.1.1调制器速度控制

6.1.2激光脉冲编码技术

6.1.3小结

6.2对单元成像探测系统的干扰实验

6.2.1干扰实验

6.2.2实验结果

6.2.3实验结果分析

6.2.4小结

6.3对焦平面成像探测系统的干扰实验

6.3.1连续激光的干扰实验

6.3.2脉冲激光的干扰实验

6.4脉冲激光对红外目标捕获跟踪系统的干扰实验

6.4.1红外目标捕获跟踪系统

6.4.2目标识别算法

6.4.3干扰实验及结果

6.5本章小结

第七章论文总结与展望

7.1本文的主要研究内容

7.2关键技术和实验研究

7.3未来工作展望

致谢

参考文献

在学习期间的研究成果