Electronic warfare in the optical band: Main features,examples and selected measurement data

The paper presents the possibilities of, and methods for, acquiring, analysing and processing optical signals in order to recognise, identify and counteract threats on the contemporary battleground. The main ways electronic warfare is waged in the optical band of the electromagnetic wave spectrum have been formulated, including the acquisition of optical emitter signatures, as well as ultraviolet (UV) and thermal (IR) signatures. The physical parameters and values describing the emission of laser radiation are discussed, including their importance in terms of creating optical signatures. Moreover, it has been shown that in the transformation of optical signals into signatures, only their spectral and temporal parameters can be applied. This was confirmed in experimental part of the paper, which includes our own measurements of spectral and temporal emission characteristics for three types of binocular laser rangefinders. It has been further shown that through simple registration and quick analysis involving comparison of emission time parameters in the case of UV signatures in “solar-blind” band, various events can be identified quickly and faultlessly. The same is true for IR signatures, where the amplitudes of the recorded signal for several wavelengths are compared. This was confirmed experimentally for UV signatures by registering and then analyzing signals from several events during military exercises at a training ground, namely Rocket Propelled Grenade (RPG) launches and explosions after hitting targets, trinitrotoluene (TNT) explosions, firing armour-piercing, fin-stabilised, discarding sabots (APFSDS) or high explosive (HE) projectiles. The final section describes a proposed model database of emitters, created as a result of analysing and transforming the recorded signals into optical signatures.     

舰载烟幕弹的最佳使用时机

针对激光制导反舰导弹的作战使用过程 ,依据侦察探测的倒立方律及对导弹的捕捉概率 ,探讨舰载烟幕弹的最佳使用时机问题 ,指出应充分利用舰艇 C3I系统的综合信息 ,由舰指挥员负责实施     

平板湍流边界层内气泡流流动实验研究

在低湍流度水槽里 ,利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构 ,研究了平板安装位置、来流速度、喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响 .利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度 .结果表明 :平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构 ,抑制了湍流     

不同背压条件下HF激光器出光实验

为了研究HF化学激光器的背压对激光器输出性能的影响,同时也为即将开展的基区引射式HF化学激光器实验提供参考数据,针对某一特定结构的HF激光器,通过改变激光器背压进行出光实验,得到了不同背压条件下的输出功率和激光光斑。结果显示,该激光器形成有效激射的背压上限为4kPa,同时,扩散混合对腔压的依赖非常严重,相比之下,射流混合在较高的背压条件下仍然能够形成激射。     

目标反射特性对激光末制导精度的影响

从物理光学和辐射原理的角度分析了目标反射特性对激光末制导精度的影响 ,给出了目标反射系数的直接测量方法 ,最后得出结论并提出了减少受其影响的措施。分析结果表明目标反射特性会影响激光末制导炮弹的接收反射激光信号功率的大小 ,进而影响激光末制导炮弹的制导概率 ,因而对于不同质地的目标 ,要根据目标的反射系数来确定激光指示器可靠的照射距离 ,选择其照射攻击部位 ,以提高激光末制导精度。     

激光推进发动机与激光发射弹道主要参数分析

激光推进是一种应用前景广阔的先进推进技术。讨论了激光推进发动机性能参数,飞行器在无大气阻力并忽略地球曲率和自转条件下发射与入轨所要求的最佳比冲,激光平均功率与电网能量消耗等问题。指出用激光发射微小卫星可以得到高质量比,激光推进发动机最优的比冲为12 240m/s。     

激光陀螺数字抖动控制方法与特性

针对传统的模拟抖动控制系统体积大、灵活性差的缺点,设计了一种基于单片机的新的激光陀螺数字抖动控制方法,建立了陀螺抖动的数学模型,比较研究了传统的模拟正弦波驱动和新的数字方波驱动的抖动特性,指出了后者不同于前者的抖幅变化律及非线性的随机噪声注入方式。仿真和实验证明,该方法能很好满足激光陀螺抖动控制要求,保证陀螺性能。     

主稀释剂He预热对燃烧驱动DF激光器输出性能的影响分析

针对燃烧驱动连续波DF激光器,对仅预热主稀释剂He的情况下激光器的输出性能进行了理论分析和仿真研究,并与燃料常温条件的结果进行了对比分析。对于燃料体系为(H_2+NF_3+He)+D_2和(C_2H_4+NF_3+He)+D_2的DF激光器,在燃烧室产生的F原子流量不变的条件下,当主He预热至(1100 K,1300 K)时,激光器比功率较常温条件下分别约提高了(21%,24%)和(46%,56%),同时燃烧室所需的燃料消耗分别约减少了(25. 5%,29%)和(32%,36%)。在工程应用方面,主He可成功预热至800℃(1100 K)。因此,主He预热是有效且可行的燃料预热方案,有利于改善激光器的输出性能,为激光器的高效率和紧凑化发展进程提供新的技术路线。     

高重频双波长复合干扰激光器设计

为解决基频光高重频与倍频光高平均功率之间的矛盾,设计了一台干扰用高重频双波长复合输出激光器。静态仿真了泵浦源效率、激光晶体受热和受力分布、激光高斯模式特征,得到了该激光器的复合输出特性。动态仿真调Q频率、倍频晶体长度对复合输出的影响以及分析倍频晶体热效应,发现在泵浦功率和谐振腔结构不变的前提下,需先满足基频光高重频工作,再优化倍频晶体长度和控制倍频晶体温度可提高倍频光的输出功率。按上述仿真结论开展的验证实验结果表明:当磷酸氧钛钾晶体长度为12 mm、输出镜透过率为10%、重复频率为50 k Hz时,设计的激光器基频光平均功率为18. 98 W,倍频光平均功率为2. 22 W,与仿真结论一致。     

连续波强激光武器的动态毁伤概率数学模型

在强激光武器的跟踪误差为均方可导、各态历经、零均值的正态过程的条件下,通过明晰的物理概念与严谨的数理演绎,导出了它的动态毁伤概率的级数表达式。通过算例探讨了动态毁伤概率的性质:它存在两个极大值所对应的随机穿越的自然频率,当跟踪系统工作在其中的非零频率上时,更具有快速反应能力;展现了跟踪误差的传递函数与动态毁伤概率间的定量关系。为论证、设计、检验强激光武器系统的动态毁伤概率提供了理论依据与技术支持。