光纤测向算法及其编码优化技术研究

【摘要】：激光告警技术是一种特殊用途的光电侦察技术,它针对战场复杂的激光威胁源,及时准确地探测敌方发射的激光信号,确定其入射方向,发出警报。本文主要研究采用光纤阵列延迟测向技术原理,来研制高性能激光告警器,并且对所采用的光纤延迟线长度进行了优化编码设计。 在光纤延迟测向激光告警系统中,光纤延迟线是用来连接光学接收系统和光电转换系统,它在这里起到传输光、延迟光、对光信号进行编码的作用。针对光纤延迟线的长度对激光告警器的体积,光学损耗,虚警率等因素有着直接的影响,在此利用激光脉冲的相关特性,通过最优化理论对光纤延迟线进行排列组合,从而解算出光纤总长度的最小值,为激光测向告警器优化设计提供了重要的理论依据。 由于激光脉宽窄,脉冲上升时间短,为此本文采用高通数字滤波技术,并设计了相应的数字滤波算法程序来滤除干扰及噪声信号,使激光脉冲信号能够顺利通过,并且将这个极短的激光脉冲上升持续时间设定为告警器接收的时间门限,使探测线路仅仅在接收到激光脉冲信号时才能输出信号,从而降低了光纤延迟测向激光告警系统的虚警率,大幅度提高了延迟测向的准确性与稳定性,也为高性能测向告警系统的发展提供了重要可靠的依据。 光纤时间延迟测向技术是依据激光在光纤中传输的时间差来区分不同的激光来袭方向,也就是通过对激光脉冲波形的分析与研究来计算延迟时间,进而解算出激光辐射源的方位、角度。本文通过介绍光纤阵列激光测向告警系统的结构及其工作原理,从理论上分析了光纤时间延迟测向技术的实现方式,并通过设计光纤延迟测向实验系统装置来模拟实际的光纤延迟测向告警系统。同时利用实验得出的数据,使用重心法解算出相应的激光入射方位角,并验证了其能够达到的测向精度。