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半主动激光制导能量传输与模拟技术

刘克俭 苗锡奎 徐晨阳 王烨 张军强 杨斌 孙婷婷

刘克俭, 苗锡奎, 徐晨阳, 王烨, 张军强, 杨斌, 孙婷婷. 半主动激光制导能量传输与模拟技术[J]. 中国光学(中英文), 2019, 12(2): 256-264. doi: 10.3788/CO.20191202.0256
引用本文: 刘克俭, 苗锡奎, 徐晨阳, 王烨, 张军强, 杨斌, 孙婷婷. 半主动激光制导能量传输与模拟技术[J]. 中国光学(中英文), 2019, 12(2): 256-264. doi: 10.3788/CO.20191202.0256
LIU Ke-jian, MIAO Xi-kui, XU Chen-yang, WANG Ye, ZHANG Jun-qiang, YANG Bin, SUN Ting-ting. Semi-active laser-guided energy transmission and simulation technology[J]. Chinese Optics, 2019, 12(2): 256-264. doi: 10.3788/CO.20191202.0256
Citation: LIU Ke-jian, MIAO Xi-kui, XU Chen-yang, WANG Ye, ZHANG Jun-qiang, YANG Bin, SUN Ting-ting. Semi-active laser-guided energy transmission and simulation technology[J]. Chinese Optics, 2019, 12(2): 256-264. doi: 10.3788/CO.20191202.0256

半主动激光制导能量传输与模拟技术

doi: 10.3788/CO.20191202.0256
基金项目: 

国家重点研发计划资助项目 2016YFC0803000

光电对抗测试评估技术重点实验室开发课题 GKCP2017001

详细信息
    作者简介:

    刘克俭(1969-), 男, 山东潍坊人, 工学博士, 中国人民公安大学遥感中心主任, 主要从事导航制导与控制及遥感应用方面的研究。E-mail:liukejian@ppsuc.edu.cn

    张军强(1981-), 男, 江苏泰兴人, 博士, 副研究员, 主要从事光学仪器总体技术方面的研究。E-mail:zjq1981_81@163.com

    孙婷婷(1989—),女,吉林公主岭人,博士,助理研究员,主要从事光学制导技术方面的研究。E-mail:suntt@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号: E933.43

Semi-active laser-guided energy transmission and simulation technology

Funds: 

National Science and Technology Major Project of China 2016YFC0803000

Development of Key Laboratory of Photoelectric Countermeasure Testing and Evaluation Technology GKCP2017001

More Information
  • 摘要: 为模拟实战环境下半主动激光制导的目标回波能量,设计并研制了注入式激光能量模拟设备。对激光制导能量传递过程及模拟技术进行研究。首先,针对激光制导武器工作过程,建立了激光在大气中传输发生散射与衰减的模型,并针对实战中存在的各种烟雾、降雨、干扰烟剂等进行建模仿真。接着,设计了激光目标回波能量模拟器的总体方案,选用DPS-A激光器和布儒斯特角薄膜偏振器模拟激光衰减过程。设计了光纤耦合与匀光准直系统。最后,构建了激光制导半物理仿真系统,分别进行了激光回波能量模拟实验、激光导引头标定与激光末制导试验。实验结果表明:激光能量模拟误差小于3.0%,导引头线性角度范围内残差小于0.08°,测角精度小于0.45 mrad,末制导过程体视线角跟踪误差小于0.2°。该系统可模拟多种实战环境中激光能量传输情况,且精度高,能够满足激光制导半物理仿真要求。

     

  • 图 1  半主动激光制导系统原理图

    Figure 1.  Schematic of semi-active laser guidance system

    图 2  激光能量模拟器总体方案图

    Figure 2.  Overall scheme diagram of laser energy simulator

    图 3  衰减系统内部结构示意图

    Figure 3.  Schematic diagram of internal structure of the attenuation system

    图 4  耦合透镜图

    Figure 4.  Coupled lens diagram

    图 5  耦合透镜点列图

    Figure 5.  Spot diagram of coupling lens

    图 6  匀光准直系统图

    Figure 6.  Uniform light collimation system

    图 7  匀光准直系统光路图

    Figure 7.  Optical path map of uniform light collimation system

    图 8  匀光准直系统点斑图

    Figure 8.  Spot pattern of uniform light collimation system

    图 9  激光模拟器设计图

    Figure 9.  Design diagram of laser simulator

    图 10  特征点与标准曲线拟合

    Figure 10.  Fitting curves of feature points and standard curves

    图 11  激光制导半物理仿真系统

    Figure 11.  Laser-guided semi-physical simulation system

    图 12  导引头标定拟合后残差

    Figure 12.  Residual after seeker calibration fitting

    图 13  半主动激光导引头精度

    Figure 13.  Semi-active laser seeker accuracy

    图 14  半物理仿真导引头实测曲线

    Figure 14.  Measured curves of semi-physical simulation seeker

    图 15  导引头体视线角误差

    Figure 15.  Angle error of body line of sight for seeker

    表  1  典型烟剂的消光系数

    Table  1.   Extinction coefficients of typical smoke agents

    烟剂 油雾 红磷 酸雾 六氯甲烷
    消光系数/(m2·g-1) 3.64 1.93 2.19 3.0
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    表  2  半主动激光导引头测角结果

    Table  2.   Result of Semi-active laser seeker

    名称 结果
    理论值(mW) 2.071 5 6.699 3 14.753 0 25.055 1 50.451 9
    实测值(mW) 2.078 9 6.579 0 15.112 1 25.120 2 48.947 4
    误差值(mW) 0.007 4 -0.120 3 0.359 1 -0.065 1 -1.504 5
    相对误差/% 0.36 1.8 2.43 0.26 2.98
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    表  3  半主动激光导引头测角结果

    Table  3.   Results of semi-active laser seeker

    理论角度/(°) 体视线高低角 体视线方位角
    角度/(°) 精度/mrad 角度/(°) 精度/mrad
    -6 -6.03 0.41 -6.08 0.42
    -5 -5.02 0.37 -5.02 0.33
    -4 -4.01 0.32 -3.98 0.33
    -3 -3.02 0.31 -2.99 0.25
    -2 -2.03 0.29 -2.02 0.29
    -1 -0.97 0.26 -0.97 0.32
    0 0.02 0.29 0.06 0.29
    1 1.04 0.27 1.01 0.27
    2 2.01 0.31 2.03 0.24
    3 2.98 0.27 2.99 0.30
    4 3.95 0.28 3.96 0.33
    5 4.95 0.34 4.93 0.29
    6 5.96 0.34 5.95 0.36
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-06-11
  • 修回日期:  2018-07-13
  • 刊出日期:  2019-04-01

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