两种光纤前端激光告警技术的研究
g;、25°、20°、15°、10°、5°、0°入射单光纤后,单光纤的出射光斑分布如图1所示。
图1中,中心圆为0°入射形成的光斑,圆环从内到外依次为5°、10°、15°、20°、25°、30°入射形成的光斑。根据光斑分布,可以将探测器的光敏面设计成与上图光斑分布一致。将中心圆、圆环定义为1~7个通道。由于各光敏面之间存在间隔空区,通过分析入射激光形成的光斑在各光敏面上移动的情况可知,各通道单独响应时代表入射激光的角度值如下:1通道对应0°~1°,2通道对应5°~6°,3通道对应10°~11°,4通道对应15°~16°,5通道对应20°~21°,6通道对应24°~27°,7通道对应29°~30°。当有单个通道响应时可确定入射角度为该通道代表的角度;当有相邻通道同时响应时可确定入射角度为该两通道之间代表的角度。例如:4通道单独响应,可判断入射角度为15°~16°;当4、5通道同时响应时,可判断入射角度为16°~20°。从而达到角度分辨力<5°,满足指标要求。
采用该技术不仅可对激光入射角度进行区域告警,而且可以对某些激光入射角度进行精确告警(告警区域达到1°),从而使激光告警设备同时具有区域告警与精确告警的告警能力。由于该技术方法只能分辨激光入射方向与光纤轴向的空间角度,不能获得水平及俯仰角度。所以应用该技术具有一定的局限性,但是可以通过合理设计使用方法,从而解决该技术的局限性问题。下面简单介绍几种应用方案。
(1)可将该技术方法应用于飞机、卫星等高速移动的平台。通过平台的高速移动,造成应用该技术方法的单光纤接收视场高速移动,从而形成其对激光威胁目标的高速扫描。将平台移动方程与告警信息有机结合,通过设计合理的算法,动态解算出激光威胁目标的水平及俯仰角度。
(2)另外,也可将该技术方法与电机扫描结合应用于舰船、战车等平台。通过电机带动单光纤接收视场移动,从而形成其对激光威胁目标的多次扫描。将电机角度信息与告警信息联合处理,解算出激光威胁目标的水平及俯仰角度。
(3)将采用该技术的多根单光纤进行组合,从而达到对视场的拼接,并且可通过联合处理多根单光纤的告警信息,解算激光威胁目标的水平及俯仰角度。
(4)将上述应用方案有机结合,从而达到对激光威胁目标的水平及俯仰角度正确告警的目的。
3 光纤面板阵列前端激光告警技术的
图1中,中心圆为0°入射形成的光斑,圆环从内到外依次为5°、10°、15°、20°、25°、30°入射形成的光斑。根据光斑分布,可以将探测器的光敏面设计成与上图光斑分布一致。将中心圆、圆环定义为1~7个通道。由于各光敏面之间存在间隔空区,通过分析入射激光形成的光斑在各光敏面上移动的情况可知,各通道单独响应时代表入射激光的角度值如下:1通道对应0°~1°,2通道对应5°~6°,3通道对应10°~11°,4通道对应15°~16°,5通道对应20°~21°,6通道对应24°~27°,7通道对应29°~30°。当有单个通道响应时可确定入射角度为该通道代表的角度;当有相邻通道同时响应时可确定入射角度为该两通道之间代表的角度。例如:4通道单独响应,可判断入射角度为15°~16°;当4、5通道同时响应时,可判断入射角度为16°~20°。从而达到角度分辨力<5°,满足指标要求。
采用该技术不仅可对激光入射角度进行区域告警,而且可以对某些激光入射角度进行精确告警(告警区域达到1°),从而使激光告警设备同时具有区域告警与精确告警的告警能力。由于该技术方法只能分辨激光入射方向与光纤轴向的空间角度,不能获得水平及俯仰角度。所以应用该技术具有一定的局限性,但是可以通过合理设计使用方法,从而解决该技术的局限性问题。下面简单介绍几种应用方案。
(1)可将该技术方法应用于飞机、卫星等高速移动的平台。通过平台的高速移动,造成应用该技术方法的单光纤接收视场高速移动,从而形成其对激光威胁目标的高速扫描。将平台移动方程与告警信息有机结合,通过设计合理的算法,动态解算出激光威胁目标的水平及俯仰角度。
(2)另外,也可将该技术方法与电机扫描结合应用于舰船、战车等平台。通过电机带动单光纤接收视场移动,从而形成其对激光威胁目标的多次扫描。将电机角度信息与告警信息联合处理,解算出激光威胁目标的水平及俯仰角度。
(3)将采用该技术的多根单光纤进行组合,从而达到对视场的拼接,并且可通过联合处理多根单光纤的告警信息,解算激光威胁目标的水平及俯仰角度。
(4)将上述应用方案有机结合,从而达到对激光威胁目标的水平及俯仰角度正确告警的目的。
3 光纤面板阵列前端激光告警技术的