两种光纤前端激光告警技术的研究

研究
　　多光纤前端激光告警设备的发展同样是以提高角度分辨力，提高设备灵敏度为目的。提高角度分辨力，必然要增加光纤通道；提高设备灵敏度，其实质是提高告警设备接收激光信号的信噪比。提高信噪比有两种方法，一是提高信号能量，二是降低噪声。提高信号能量可以通过增加光学增益实现，降低噪声可以通过采用更好的低噪声放大器件、对印制电路板进行低噪声设计等方法实现。
　　为了达到既提高角度分辨力，又提高设备灵敏度的目的。采用多光纤排列成束，加工成一端为光纤面板，一端为多根单光纤。光纤面板端与光学系统配合，根据单光纤接收视场60°，将光学系统的视场设计为60°×60°，保证入射到光学镜头上的激光信号可以经过汇聚后，较多的激光能量入射进入光纤面板的光纤。提高激光信号的能量。
　　采用144根单光纤制作成一端12×12的光纤面板，其简图如图2所示，一端为144根单光纤。
　　多根单光纤端，144根光纤分别耦合进入144个光电探测器。光学系统提高了脉冲激光信号的信噪比，使得光电探测器后续放大电路减少，大大降低设备的体积功耗，同时光纤面板提高了设备的告警角度分辨力。
      为了降低后续处理电路的压力，减少处理信道。可将光电探测器的光敏面设计成如图3所示的两个半圆，并将左半圆定义为经项，将右半圆定义为纬项。
　　将与图2中X1列的12根光纤相连的探测器的经项光敏面的输出并联接入放大电路定义为X1通道，同理可定义X2～X12通道。将与图2中的Y1行的12根光纤相连的探测器的纬项光敏面的输出并联接入放大电路定义为Y1通道，同理可定义Y2～Y12通道。根据X方向通道输出及Y方向通道输出即可判断激光光斑的位置，从而达到对激光威胁目标的水平及俯仰角度的正确告警。该方法可将放大处理信道大大降低，以N×N光纤面板为例，可将放大处理信道由N2降低到2N，降低效率为N/2。可见N的数值越大，其降低效率越高。
　　该方法适用于单脉冲激光信号告警，并且处理多目标的能力强。
　　另外，也可设计少数几路放大处理通道，以17路为例，将一路与所有144个光电探测器的经项光敏面的输出相连，作为设备告警的总输出。通过对该总输出信号的处理，可作为判断激光信号频率、编码等信息的依据，同时还可以与其它16路放大处理信道的输出相关处理，从而降低告警设备的虚警。其它16路通过程控模拟电子开关阵列控制，与144个光电探测器的纬项光敏面的输出相连。