大学论文
摘要：镭射攻击对象仿真装置是镭射高能量激光引导型武器装备开发、制造和部分实体模拟验证时的主要试验装备之一，该装备能够模拟仿真伴随气候因素、攻击对象波形反馈特点和移动位置变动而随之反应的镭射高能量激光脉冲数据信息，为镭射能量引导型武器装备供应和真实作战条件比较相似的镭射攻击对象波形反馈数据信息，方便考查镭射制导探头的追踪能力。文章选取了1065nm半导体镭射二极管为基础的镭射攻击对象仿真装置规划解决方法，模仿真实战场上收到的镭射攻击对象的反馈波形，可能符合多类型镭射半自动制导探头开发要求。
关键词：镭射攻击对象仿真装置； 半自动制导探头； 攻击对象反馈信息； 研究；
Abstract:The laser target simulation device is one of the main test equipment for the development, manufacture and simulation verification of laser high energy laser-guided weapon equipment. The equipment can simulate the laser high energy laser pulse data information which is accompanied by climatic factors, the waveform feedback characteristics of the target and the change of moving position. It is convenient to check the tracking capability of the laser guidance probe by feedback the data for the laser target whose supply of laser energy-guided weapons and equipment is similar to the real combat conditions. In this paper, the planning solution of laser target simulation device based on 1065 nm semiconductor laser diode is selected to imitate the feedback waveform of laser target received in the real battlefield, which may meet the development requirements of multi-type laser semi-automatic guidance probe.
Keyword:laser target simulation device; semi-automatic guidance probe; target feedback information; research;
引言
镭射激光导引武器装备因其引导精准度高、抵抗干扰性能好、整体构造简易、造价不高的优点逐渐获取了区域战争中主要的战术位置，得到了愈发大范围的关注。伴随着镭射激光精确制准引导解决方案愈发地使用在导弹装备武器体系中，镭射激光半自动制导头的开发设计要求持续提升。怎样完整客观地校验镭射半自动制导探头的功能参数，是困扰制导探头开发制造进程中相关科研工作者的主要难点之一。外部实验场地进行的实验往往是采用攻击真实的攻击对象测试的形式，该方案一般情况下需要耗费大量资金，经济性指标不能满足设计规划的需要。然而镭射攻击对象仿真装置能够给镭射半自动制导探头供应镭射波形反馈信息，以此检验制导探头的精度、数字信号识别程度、捕捉飞行角速度和变动数据导入导出特点等等功能参数，并且针对制导探头全面功能指标给出了科学合理完整的评估。经过归纳镭射半自动制导探头开发进程中需要通过的模拟验证要求，文章给出了一项能够调节能量大小型的镭射攻击对象仿真数据信息源头的设计理念，采用调整信息源头输出能量值及光点的面积来给制导探头供给引导数据信号源，谋求符合制导探头调整、试验、部分实体目标模拟武器装备各种动作时对仿真数据信息源头的要求。
1 镭射半自动制导探头试验装置系统
镭射半自动制导探头进行试验的同时，把制导探头设置于旋转平台的固定基础底座上，镭射攻击对象仿真装置的光线发射口设置在旋转平台支撑架上，保证制导探头的光线轴向中心和镭射攻击对象仿真装置的光线发射口的中心维持在同一中心的状态。镭射攻击对象仿真装置释放的平行分布的镭射激光束与制导探头光轴形成的夹角（锐角）就是制导探头光轴与攻击对象观察视线之间存在的角度。监控指挥中心操纵旋转平台控制器指挥旋转平台支撑架旋转运动，连带操纵镭射攻击对象仿真装置相对制导探头的观察角度进行动作，以此来模仿攻击对象观察视线与制导探头观测轴线之间的空间相对位置状况[1],达到模仿制导探头瞬间视角、追踪目标范围、追踪反应时间等等诸多性能参数的试验目的。采用调整镭射攻击对象仿真装置释放的镭射激光的能量的方法，能够模拟现场作战进程中制导探头捕捉到的镭射激光附带的能量多少，并且以此来检测制导探头的精度、信号变化范畴和变化模拟功效。经过配置镭射攻击对象仿真装置发光周期和解码策略，校验制导探头精准解码追踪效果。采用配置镭射攻击对象仿真装置发光波形信息，校验制导探头的波形操控能力。
2 镭射攻击对象仿真装置功效和构成
镭射攻击对象仿真装置是一类镭射半自动制导探头调整、测试和部分实体目标模拟动作时的关键试验设备，该装备的核心能力是释放镭射激光半自动制导探头试验、模拟进程中和光学信号接收装置有关的诸多试验用输入数据信息，能够释放规定的激光脉冲数据信息、精准解码激光脉冲数据信息、镭射聚焦同步电子脉冲数据信息等等，并且模仿各种各样峰值功率密度的激光脉冲数据信息。与此同时，镭射攻击对象仿真装置可使用RS242通信数据端口和上位机互联互通，借此来实现针对制导探头的智能化试验。镭射攻击对象仿真装置专为1065nm的波长优化设计理念，一般是由镭射仿真装置系统、镭射光源调整装置及光学瞄准系统构成。当中，镭射攻击对象仿真装置系统能够供给拥有特定能量密度和光点面积可调整的镭射攻击对象模拟光束，光源控制系统控制目标通道和激光器生成弹接近过程中激光光斑尺寸和能量变化情况，光学瞄准系统能够把镭射光束转化为平行光束后释放出来，从而给制导探头供应超远视距并且现实的镭射反馈数据信息[2].
3 镭射标靶仿真装置重要零组件规划
在镭射标靶仿真装置的理论规划进程中，非常重要的是镭射脉冲数据的输出、镭射数据能效的改进、镭射数据的扩容能力和光能的功能管控。
3.1 镭射脉冲数据输出模组
激光脉冲信号发生模块采用激光二极管设计1065nm半导体光源驱动电路产生标准1065nm波长脉冲光源信号，激光二极管是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件，输出激光功率强弱由注入电流的大小决定，通过储能电容器对激光二极管快速放电控制激光脉宽宽度，与此同时经过针对供电电流采集反应操控蓄能电池容量的蓄能电压，进而实现平稳发出供电电流的目的。与此同时，发光二极管构造内部搭载半导体热能电能冷却装置，经过光能操控模组操控外面温度控制电子线路，确保发光二极管发出的波型长度与能效平稳恒定。
3.2 镭射数据能效可调系统
镭射仿真模仿的是镭射制导头收发的镭射标靶回波数据，所以要求掌握真实战争进程中回波信息状况。在镭射攻击对象仿真装置的全部作业进程中，镭射在空气中发出的激光传输光路图（见图1）[3].镭射信息能效控制模组经过多重光能减弱装置驱使电子线路使光能减弱装置供应特定能效的电子参数来管控发出能效减弱数值，使输出功率动态范围≥55d B,高精准度电压控制电路以及大电流驱动电路，确保光学衰减器的衰减控制精度和衰减范围，以测试导引头的灵敏度和动态范围。
图1 激光传输光路图
3.3 光源操控系统
镭射标靶仿真装置具备很多作业状态，依照导制导头作业状态一般分成机照状态与地照状态；依照制导头试验要求一般分为试验状态与模拟状态。试验状态下，镭射标靶仿真装置发出的光脉冲信息能效频率等数据能够采用操控端口进行设置；在模拟状态下，镭射标靶仿真装置依据选取的模拟曲线自行发出时长-能效变化参数趋近现实运行状况下的光脉冲信息；在打开机照情况下，镭射标靶仿真装置发出时的顺序严厉管控的镭射发出相同一致的信息，能够针对制导头实行更加完全地仿真试验。
3.4 镭射标靶仿真装置硬件构成
激光标靶仿真装置的主要电器电子元件的线路一般含有发光二极管、光能量驱动电子线路、光谱可调节式装置、同步参数调节电子线路、光能管控电子线路等等。
3.5 镭射打击标靶仿真程序
参照激光半自动制导头的试验时间先后顺序，确保激光标靶仿真程序的作业规程，并且实行程序研发项目。激光标靶仿真程序用电体系检测以后，收发上位机的输出端口信号实行对应的处置，发出相关应的镭射脉冲指令。激光标靶仿真程序包含智能操控程序与即时通信程序。装在工控机中实现对激光目标模拟器的远程控制。控制软件基于DSP数据处理技术，采用C语言开发，主要负责从接收的串口指令中提取工作模式等参数设置信息，并控制程序测试流程，对硬件部分输出命令与参数，进而把监测数据输送给通信程序中心。
4 实践使用
依照本文提到的规划解决方案展开镭射目标模拟器的开发设计，并且经过了试验论证，实际功率周期等参数技术标准符合规划需求，已经在很多镭射半自动制导头的开发制造工艺过程中得到广泛使用。镭射半自动制导头试验模拟进程中收到的动能参照图，横向水平坐标是模拟仿真时长，纵向垂直坐标是动能回收规整数值。镭射半自动制导头现实弹道实验进程中目标动能回收参照图，横向水平坐标是时长，纵向垂直坐标是动能回收规整数值。
5 结论
综上所述，文章描述了镭射攻击对象仿真装置的主要作用和工作原理，给出了一类常规镭射攻击对象仿真装置规划手段，能够模仿实地战争情况下的镭射攻击对象反馈信息，更加完善地完成针对镭射高性能激光制导探头的作用和能效校验，能够使用在若干类型镭射高性能激光半自动制导探头的开发、试验、校核和模拟实验中，提升制导头的开发量产功效与定位精准度，与此同时大幅度地降低了试验预算。
参考文献
[1]郭慧敏，丁艳。激光目标模拟器能量链模型的建立与分析[J].光学技术，2003,29（6）：642.
[2]周瑞岩，刘明皓。激光目标回波模拟器设计技术[J].指挥控制与仿真，2017,39（4）：124-127.
[3]戴永江，等。激光雷达技术[M].北京：电子工业出版社，2010:48-53.