Survey and technological analysis of laser and its defense applications

The laser technology has made remarkable progress over the past couple of decades.It is being widely employed in diverse domains,such as holography,space sciences,spectroscopy,medical sciences,micro and power electronics,industrial engineering,and most distinctively,as directed energy military weapons.Owing to their active transmissions,laser systems are similar to microwave radars to some extent;however,unlike conventional radars,the laser operates at very high frequencies thus making it a potent enabler of narrow-beam and high energy aerial deployments,both in offensive and defensive roles.In modern avionics systems,laser target indicators and beam riders are the most common devices that are used to direct the Laser Guided Weapons(LGW)accurately to the ground targets.Additionally,compact size and outstanding angular resolution of laser-based systems motivate their use for drones and unmanned aerial applications.Moreover,the narrow-beam divergence of laser emissions offers a low probability of intercept,making it a suitable contender for secure transmissions and safety-critical operations.Furthermore,the developments in space sciences and laser technology have given syner-gistic potential outcomes to use laser systems in space operations.This paper comprehensively reviews laser applications and projects for strategic defense actions on the ground or in space.Additionally,a detailed analysis has been done on recent advancements of the laser technology for target indicators and range-finders.It also reviews the advancements in the field of laser communications for surveillance,its earlier state of the art,and ongoing scientific research and ad-vancements in the domain of high energy directed laser weapons that have revolutionized the evolving military battlefield.Besides offering a comprehensive taxonomy,the paper also critically analyzes some of the recent contributions in the associated domains.     

超宽带强电磁防护能量选择表面设计

为应对强电磁脉冲对电子信息系统的威胁,设计了一种具备收发兼容特性的超宽带强电磁防护能量选择表面,有效拓展了能量选择表面的工作带宽和工作频率,可为L、S、C波段的超宽带用频装备提供不低于14 dB的防护效果。该能量选择表面是一种周期结构,每个单元包含一对箭头形结构和一个开关二极管,可根据外界辐照电磁波的能量密度自适应切换反射或透波状态,从而实现强电磁防护与工作信号收发兼容。仿真研究表明,这一新型能量选择表面在L、S、C波段的插入损耗小于1 dB,强电磁防护能力达到22 dB。在波导中对设计的样件进行了性能验证,结果显示,该样件在波导中的平均插入损耗为1 dB,防护能力达到了14 dB,初步验证了设计结构的低插入损耗和高防护特性。     

基于HLA的导弹攻防仿真系统分析与设计

基于HLA建立仿真应用系统是提高作战仿真活动效率的有效途径。分析了导弹攻防仿真系统的组成和特点,在联邦开发与执行过程模型(FEDEP)基础上,结合作者的开发经验,探讨了基于HLA的仿真应用系统开发的一般过程,将其总结为系统分析、联邦设计、FOM/SOM开发、联邦成员实现与联邦集成四个步骤。给出了某地地导弹与宙斯盾防御系统攻防仿真的系统设计实例。     

流体动力式强声源研究

针对现代强声学技术研究的需要,从声压级的角度,对所设计的流体动力式强声发生器的性能参数开展了实验研究,得到了工作压力、簧片与喷口之间的距离以及簧片的劈角对该强声发生器辐射声场声压级的初步影响规律.实验结果表明,在较优的工况条件下,该强声发生器出口处可实现140dB(最大声压级)以上声辐射输出.     

一种新的装备抢修分队选址方法

提出了两步选址法：应用需求势能理论并基于维修需求和路程两项主要指标构建装备抢修分队选址模型。计算得到次优选址区域后，从中选出若干备选点，再用模糊综合评判法确定符合实际的最佳选址点。实例分析表明：两步选址法具有一定的有效性和实用性。     

气动式振动台气锤产生激励信号的机理及其性能研究

建立了阶梯式活塞气锤的力学模型,揭示了该类气锤产生碰撞信号的机理,针对两种不同型号的气锤,结合大量工程实验仿真生成了不同气压作用下两种气锤产生的激励信号,以激励信号的低频能量为气锤的性能指标,进一步评价了两种气锤的性能优劣.研究结果表明:大气锤的性能明显优于小气锤的性能.     

虚拟战场环境生成及关键技术

虚拟战场环境是军用仿真的一个重要基础平台,分析了该环境的构成结构,提出了场景可视化的实现流程,重点探讨了其中的地形建模和简化、实体和行为建模、特殊效果生成、视点控制与切换等几项关键技术,提出了解决这些技术的主要方法和步骤,并已在PC机上完成了上述算法,为进一步研究打下了良好基础.     

直杆塑性动力屈曲的能量准则和特征参数解

提出弹塑性应力波作用下直杆动力屈曲的定量求解方法,将临界应力和惯性指数作为一对特征参数求解.由相平衡邻位形准则得出屈曲控制方程和边界条件,由所导出的能量转换和守恒准则得出压缩波阵面上的附加约束方程,由此得出了问题的完备定解条件,从而提出了求解直杆塑性动力屈曲的特征参数方法.     

军事网络拓扑搜索

叙述了军用网络拓扑发现的特点和存在问题,军用网络拓扑发现的算法分两步:第一步,主干网络级,以路由器为主的网络主构架拓扑发现,给出了实现算法的数据结构和流程图;第二步,子网内拓扑发现,子网发现利用网桥管理对象组的信息,给出以交换机为骨架的子网拓扑,给出了子网拓扑发现算法。对开发网络拓扑发现软件有参考价值。     

一种能量均衡的战场无线传感器网络路由协议算法

针对战场无线传感器网络中节点能量消耗不均衡以及节点剩余能量问题,提出了一种基于能量均衡的战场无线传感器网络LEACH路由协议的改进算法,该算法主要是对传感器网络中的簇群内节点的剩余能量,以及其传输数据的链路长度这两个方面的权重问题进行了改进,使传感器网络的能量消耗趋于平衡,通过MATLAB平台对改进后的EBLRP协议与LEACH协议进行了模拟仿真,结果表明,新的路由协议能够使网络的生命周期延长13%左右,并且使节点的能量消耗情况有所缓解。