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激光敌我识别系统的分析与设计

发布时间:2017-02-13 08:00:00  来源:大电流电感厂家   查看:

激光敌我识别就是利用激光通信系统作为密码收发器的敌我识别方式。目前,世界上许多国家都在大力开发这种提高敌我识别效能的技术。在我国,由于武器装功率电感器备中光电仪器研制进程较慢,长期以来,敌我识别尚是一项空白。为了提高我国的综合国力,适应现代战争的发展和需要,研制有效的敌我识别系统已经受到军方重视,并列为国家重点项目。同时,由于近几年国内的激光技术发展迅猛,相对于红外和毫米波等其它技术较为成熟,因此考虑利用激光目标识别和通信技术实现敌我识别这一方案。

总体结构

激光目标识别系统总体结构框图如图1所示。

首先,通过两个半导体激光器与控制电路驱动所产生的激光脉冲,经两个光轴互相平行的光学系统准直后,作为目标识别与通信系统的载波信号。全方位PIN激光接收电路系统由五路相同的广角PIN激光接收机组成,它接收到的激光脉冲信号,经放大及信号处理后,送给主机控制系统。在整个过程中,系统的各项功能都在主单片机控制下完成。六路子单片机AT89C2051分别用来处理来自五路PIN激光接收和APD定向接收的数字信息,完成数字通信中的译码与纠错码功能,并实现六路子机与主单片机之间的串行通信。在目标识别与数字通信工作状态时,两个激光器发射的是经编码的激光脉冲,以扩大模压电感光斑和提高发射激光脉冲能量。识别方首先以数字通信方式向被识别方发射密码,当对方的全方位PIN光电接收机接收到启动转镜的密码后,由主单片机控制角反射镜转动,进行光波调制,然后发射载波回波信号。最后由主机进行回波信号一体电感器特征识别,以达到辨别目标的目的。在语音通信工作状态时,两个激光器交替发射经过主机控制的PPM调制激光脉冲,以增加载波频率,此时,APD目标回波探测系统具有定向语音和数字通信功能。广角PIN激光接收电路系统完成全方位激光脉冲的接收与处理功能,其中的五路PIN接收系统构成正前、左前、右前、左后和右后五个接收方位。主机控制系统控制激光发射、选择接通话路以及键盘控制和显示等各个功能。激光发射系统本系统采用半导体激光器作为光源,它光束质量好、能量高度集中、峰值辐射功率高、方向性好,此外体积小,可通过电源直接迅速调制,所以用半导体激光器可以使光源部分做得很小。但是半导体激光器的重复频率较低,很难满足语音通信的要求,为此,采用两个激光器轮流发射的工作方式从而使重复频率提高一倍。另外,在发射系统中有一体成型电感目标识别、数字通信和语音通信三种工作状态。在目标识别和数字通信状态时,采用脉冲编码方式,激光器同时发射重复频率为1.25kHz的激光载波;在语音通信状态时,采用频率插补的交替发射方式,发射激光载波的重复频率提高一倍,为2.5kHz。激光发射系统由脉冲分配与控制电路,窄脉冲产生电路,功率驱动,功率开关电路以及DC/DC变换电路等组成。通过调制器把电感器 用途模拟信号或数字信号叠加在激光器发射的光源上,信号光脉冲经光学系统聚焦、准直之后作为询问信号发到自由空间传播,完成一个激光发射过程。如图2所示。
脉冲分配电路设计脉冲分配电路(电路设计见图3)在控制信号作用下有两种工作状态:在语音通信状态,经光电耦合器隔离的PPM信号被2分频,分别作为两路激光器窄脉冲形成电路的驱动脉冲信号;在数字通信状态,编码的数字脉冲信号被同时分配给两路窄脉冲形成电路。窄脉冲形成电路在输入信号的下降沿作用下,产生满足激光器要求的120-150ns的窄脉冲。该窄脉冲作为驱动电路的输入,由驱动电路进行信号功率放大,以便满足驱动功率开关IRF450的要求;在目标识别状态,由主机控制输出编码激光脉冲。来自主机的控制信号控制激光发射电路的工作状态。

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