理论教育 脉冲鉴相定距体制优化:实现距离无缝切换的关键技术

脉冲鉴相定距体制优化:实现距离无缝切换的关键技术

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:脉冲鉴相定距体制从理论上来说探测的就是一个固定的距离点,在能够精确控制光电系统内部延时的情况下,可以达到很高的定距精度。图8-5为脉冲鉴相定距体制波形示意图。脉冲鉴相定距体制可以认为是距离选通定距体制的距离门所夹的时间或空间在减小到零时的一种极限情况。

脉冲鉴相定距体制优化:实现距离无缝切换的关键技术

脉冲鉴相定距体制是一种由距离选通体制改进和发展而来的系统综合性能更好的激光定距方法,如图8-4所示。其定距原理为:脉冲激光电源激励脉冲半导体激光器发射光脉冲,经光学系统准直,照射到目标表面,一部分反射光由接收光学系统接收后,聚焦到探测器光敏面上,输出电脉冲信号,经放大、整形等处理后送到脉冲鉴相器。另外,脉冲激光电源激励半导体激光器的同时,激励信号经延迟器适当延迟后,送到脉冲鉴相器,基准脉冲与回波脉冲进行前沿相位比较,当两脉冲前沿重合时,表示目标在预定距离上给出起爆信号。

图8-4 脉冲鉴相定距系统作用原理框图

脉冲鉴相法使用脉冲前沿鉴相器代替原来的距离门,结合精密脉冲延时技术,在定距精度和灵活性上,都比距离选通体制有较大的提高。

(1)距离门选通体制的“定距”通常是一个距离范围,只能靠减小距离门的时间间隔来逼近某一距离点,以达到更好的精度。脉冲鉴相定距体制从理论上来说探测的就是一个固定的距离点,在能够精确控制光电系统内部延时的情况下,可以达到很高的定距精度。图8-5为脉冲鉴相定距体制波形示意图。当然,由于鉴相器(建立时间)工作速度的影响和其他因素的影响,必然存在一个模糊距离区,即定距误差。

图8-5 脉冲鉴相定距体制波形示意图

(2)脉冲鉴相法处理的主要对象是脉冲前沿的相位信息,表现在接收系统的设计思想上就是不失真地提取出脉冲的前沿相位信息,而把其他如幅度、脉宽、脉冲波形等信息剔除,或只作为抗干扰等辅助手段。这里的脉冲主要针对回波信号脉冲,因为它在空间传播、目标反射、光电转换、电脉冲放大过程中,前沿相位信息损失较大,需要精心处理才能得到恢复;而基准脉冲只经过电子延时器,前沿相位信息基本无损失,通常无须处理。

(3)由于鉴相器具有结构简单、使用灵活的特点,脉冲鉴相法结合可调节的电子脉冲延时器易于实现作用距离可现场装定的功能。另外,结合精密可调电子延时器可实现对系统延时的精确自动补偿,进一步提高系统定距精度,特别是对产品批量很大的常规武器弹药的生产和检验有较重大的现实意义。(www.daowen.com)

(4)脉冲鉴相定距体制可以认为是距离选通定距体制的距离门所夹的时间或空间在减小到零时的一种极限情况。在这种意义上来说,它具有更好的时空滤波特性,即更好的抗干扰特性和更低的虚警率。

由上述脉冲鉴相定距体制的特点可见,这种方法非常适合应用于要求作用距离分档可调的迫弹激光近炸引信、对定距精度要求很高的云爆弹激光近炸引信以及取代几何截断定距体制应用于要求精确定距的作用距离极近的反坦克弹药近炸引信中。

脉冲鉴相定距体制也具有如下缺点:

(1)采用脉冲前沿作距离选通,理想的情况是脉冲前沿的上升时间为零,这是不可能的,因为每一个器件都有带宽限制,上升沿的时间会带来一定的误差。

(2)回波的信号不可能被无限放大,因此在目标的漫反射非常小的情况下,过分放大就会导致噪声也被放大。所以在目标的某些情况下(如目标与入射激光夹角较小、目标的激光漫反射非常小等),回波的信号可能为钟形而不是方波形,使得鉴相器的误差也较大。

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