基于PSD和CCD的激光干扰检测与评估

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号对照表
• 缩略语对照表
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文章节安排
• 第二章 激光干扰实验设计和效果评估
•   2.1 激光干扰实验设计
•     2.1.1 传统光电成像系统框架设计
•     2.1.2 干扰技术的选取
•     2.1.3 实验总体方案
•   2.2 干扰效果评估
•   2.3 本章小结
• 第三章 激光干扰检测系统设计
•   3.1 激光干扰检测系统总体方案设计
•   3.2 光电成像模块设计
•     3.2.1 成像器件的选取
•     3.2.2 光电成像模块的光路设计
•   3.3 图像处理软件设计
•     3.3.1 图像处理算法
•     3.3.2 图像处理功能分析与界面设计
•   3.4 姿态调整模块设计
•   3.5 本章小结
• 第四章 基于动能拦截器轨迹仿真的干扰评估
•   4.1 动能拦截器建模
•     4.1.1 动能拦截器模型
•     4.1.2 动能拦截器布局方案
•   4.2 动能拦截器的制导控制和轨迹仿真
•     4.2.1 动能拦截器制导控制律选取
•     4.2.2 动能拦截器轨迹仿真平台的搭建
•   4.3 本章小结
• 第五章 地面验证实验和结果分析
•   5.1 验证实验的设计
•   5.2 实验结论分析
•   5.3 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 附录A
• 附录B

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张文静

导师: 冯喆珺,申景诗

关键词: 激光干扰,检测,跟踪,动能拦截器,卫星工具包,仿真

来源: 西安电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 西安电子科技大学

分类号: TN247

DOI: 10.27389/d.cnki.gxadu.2019.001356

总页数: 98

文件大小: 4710K

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