一种激光诱偏式干扰模拟设备的制作方法

1.本发明涉及模拟设备技术领域，具体涉及一种激光诱偏式干扰模拟设备。


背景技术：

2.随着科学技术的飞速发展，光学新技术、新器件不断涌现并越来越多的应用到军事领域，为了应对激光对战中的来袭武器的激光定位，电子对抗部队配备了作战效能好的激光诱偏式干扰设备，包括激光干扰和角度诱偏两大类，激光干扰是采用高重频激光脉冲阻塞激光制导信号接收通道，激光角度诱偏则是复制激光导引信号并通过诱饵头发散出去引导半主动激光制导装置命中假目标从而保证被保护目标安全。目前激光诱偏式干扰设备的应用存在以下缺点：
3.(1)设备布局受限，实用性不高，且操作使用繁杂；
4.(2)对各类激光导引部件无法使用同一套设备作为任意频率激光照射器的触发源，设备通用性差。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种激光诱偏式干扰模拟设备，包括信号发射装置、测控装置以及模拟激光导引部件，所述信号发射装置与测控装置连接，所述测控装置与模拟激光导引部件连接，所述信号发射装置包括激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器，所述测控装置包括综合控制仪；
6.所述激光目标模拟器发射目标激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述目标激光脉冲信号进行目标跟踪，并形成目标光斑；
7.所述诱偏干扰模拟器发射诱偏激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述诱偏激光脉冲信号进行干扰跟踪，并形成干扰光斑；
8.所述综合控制仪根据所述目标光斑和干扰光斑进行抗干扰评估。
9.进一步地，所述测控装置还包括程控编码器，用于产生预设的编码脉冲序列，以触发信号发射装置发射激光脉冲信号。
10.进一步地，所述激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器分别连接一台程控编码器，每台所述程控编码器均与综合控制仪连接。
11.进一步地，所述模拟激光导引部件包括光学系统、光电探测器、信号预处理电路以及信息识别电路，所述光学系统与光电探测器连接，所述光电探测器与信号预处理电路连接，所述信号预处理电路与信息识别电路连接。
12.进一步地，所述光学系统接收信号发射装置发射的激光脉冲信号，并将所述激光脉冲信号的脉冲光斑汇聚至光电探测器，以进行光电转换得到电脉冲信号；
13.所述信号预处理电路将所述电脉冲信号进行信号放大和采样保持，以对电脉冲信号进行预处理；
14.所述信息处理电路根据预处理后的所述电脉冲信号进行信号识别，以识别出约定
码型的脉冲回波信号，并根据所述脉冲回波信号计算得到视线角度信息。
15.进一步地，所述测控装置还包括集成有测控软件的测控计算机，所述测控计算机与综合控制仪连接，用于通过综合控制仪对模拟激光导引部件和程控编码器进行通信访问，并实时解析模拟激光导引部件和程控编码器的工况信息。
16.进一步地，所述激光目标模拟器发射目标激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述目标激光脉冲信号进行目标跟踪，并形成目标光斑，具体为：
17.所述程控编码器产生目标编码脉冲序列，所述激光目标模拟器根据所述目标编码脉冲序列输出对应的目标激光脉冲信号；
18.所述模拟激光导引部件接收所述目标激光脉冲信号，并根据所述目标激光脉冲信号计算出对应的目标视线角度信息；
19.所述模拟激光导引部件根据所述目标视线角度信息进行目标跟踪并形成目标光斑，将所述目标光斑传输至综合控制仪。
20.进一步地，所述诱偏干扰模拟器发射诱偏激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述诱偏激光脉冲信号进行干扰跟踪，并形成干扰光斑，具体为：
21.所述程控编码器产生诱偏编码脉冲序列，所述诱偏干扰模拟器根据所述诱偏编码脉冲序列输出对应的诱偏激光脉冲信号；
22.所述模拟激光导引部件接收所述诱偏激光脉冲信号，并根据所述诱偏激光脉冲信号计算出对应的诱偏视线角度信息；
23.所述模拟激光导引部件根据所述诱偏视线角度信息进行干扰跟踪并形成干扰光斑，将所述干扰光斑传输至综合控制仪。
24.进一步地，所述综合控制仪根据所述目标光斑和干扰光斑进行抗干扰评估，具体为：
25.所述综合控制仪将所述目标光斑和干扰光斑传输至测控计算机；
26.所述测控计算机根据所述目标光斑和干扰光斑，运用测控软件解析抗干扰性能参数，并根据所述抗干扰性能参数评估所述模拟激光导引部件的抗干扰能力。
27.本发明的有益效果体现在：通过信号发射装置发射激光目标信号和激光诱偏干扰信号，以对激光模拟导引部件的目标捕获过程施加诱偏干扰，并通过测控装置对模拟激光导引部件产生的光斑信号进行解析，以评估激光导引部件的抗干扰能力；通过测控装置可设定任意评率高精度的脉冲序列，作为信号发射装置的激光信号触发源；完整地从发射端、干扰端以及导引头接收端模拟出激光诱偏式干扰，同时能对信号发射装置和激光模拟导引部件进行功能检测，实时查看工况信息，设备集成度高、功能多样、操作简单，具有较强的通用性和实用性。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
29.图1为本发明实施例提供的一种激光诱偏式干扰模拟设备的结构框图；
30.图2为本发明实施例提供的一种激光诱偏式干扰模拟设备的连接示意图；
31.图3为本发明实施例提供的一种激光诱偏式干扰模拟设备的激光目标/诱偏干扰模拟器结构示意图；
32.图4为本发明实施例提供的一种激光诱偏式干扰模拟设备的准直物镜光学传递函数曲线；
33.图5为本发明实施例提供的一种激光诱偏式干扰模拟设备的模拟激光导引部件模块示意图。
34.附图中，1-模拟激光辐射源，2-光栏组件，3-准直物镜，4-光管结构。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
36.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
37.如图1所示，一种激光诱偏式干扰模拟设备，包括信号发射装置、测控装置以及模拟激光导引部件，所述信号发射装置与测控装置连接，所述测控装置与模拟激光导引部件连接，所述信号发射装置包括激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器，所述测控装置包括综合控制仪。
38.进一步地，所述测控装置还包括程控编码器，其输入输出信号均为ttl电平，用于产生预设精度和时序要求的编码脉冲序列，以触发信号发射装置发射激光脉冲信号。如图2所示，所述激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器通过配套bnc电缆分别连接有一台程控编码器，每台程控编码器均通过专用电缆与综合控制仪连接，综合控制仪通过专用电缆与模拟激光导引部件连接，两台程控编码器之间通过配套rs232通信电缆连接。
39.优选地，程控编码器设有rs-232串口，用于与上位机连接，上位机通过串口可控制程控编码器的所有参数，并控制程控编码器脉冲序列输出。程控编码器与上位机之间的通讯通过rs-232串口实现，上位机发送、编码器接收格式相同，但其中个别字读写含义不同，编码器上报为当前状态及参数，上位机下发为设定工作状态参数。程控编码器通讯协议如表1所示：
[0040][0041]
表1程控编码器通讯协议
[0042]
优选地，所述程控编码器的工作模式包括内同步模式、程控模式以及外同步模式，用户可对程控编码器进行参数设定，包括但不限于周期参数设定、保持时间参数设定以及延时时间参数设定。需要说明的是，设定周期参数仅影响程控编码器的内同步模式和程控模式，设定保持时间参数仅影响程控编码器的程控模式，设定延时时间参数仅影响程控编码器的外同步模式，即程控编码器在内同步模式工作时仅需设定周期参数，在程控模式工作时仅需设定周期参数和保持时间参数，在外同步模式工作时仅需设定延时时间参数。
[0043]
程控编码器壳体表面设有数字按钮，用户通过按钮可直接输入参数配置，所述参数配置包括但不限于激光脉冲间隔(ms为单位)、激光发射持续时间(s为单位)和延时时间(ms或us为单位)。程控编码器壳体表面还设有显示屏，所述显示屏用于显示程控器当前工况信息，所述工况信息包括但不限于程控器当前设定生效的周期值、保持时间值、延时时间值、输出状态以及当前是否有脉冲序列输出等。
[0044]
进一步地，测控装置还包括集成有测控软件的测控计算机，所述综合控制仪通过专用usb电缆与测控计算机usb接口连接，测控计算机通过综合控制仪对模拟激光导引部件和程控编码器进行通信访问，并实时解析模拟激光导引部件和程控编码器的工况信息。
[0045]
优选地，所述测控软件为运行在测控计算机中的上位机软件，包括但不限于数据实时处理软件、事后分析软件、硬件配置软件、遥测数据解算及格式转换软件、遥测数据输出监测软件等。通过集成有测控软件的测控计算机，用户可实现对信号发射装置和模拟激光导引部件的时序控制、通信数据采集、功能测试、输出信号采集、数据存储、数据显示、数据解析等功能。
[0046]
进一步地，所述综合测控仪包括串口通信接口、接插件接口以及检测电路，综合测控仪通过所述串口通信接口可对模拟激光导引部件和程控编码器等周边串口设备进行通信访问，其支持非标波特率的程序设定及数据传输。所述接插件接口采用可靠性高的带防
插错、自锁装置的连接器，综合测控仪通过接插件接口可与模拟激光导引部件和程控编码器连接。所述检测电路集成有电流表和电压表，综合测控仪通过检测电路可实时检测模拟激光导引部件的供电状态。
[0047]
进一步地，如图3所示，所述激光目标模拟器和和诱偏干扰模拟器主要由准直物镜3、光栏组件2、光管结构4、模拟激光辐射源1等组成。准直物镜3、光栏组件2和光管结构4一起构成准直光管(平行光管)，将由模拟激光辐射源1所发出的规定波长、脉宽、能量的激光脉冲变换为准直辐射源，以供模拟激光导引部件进行各种模拟工作状态的测试和试验。
[0048]
优选地，按照同类设备技术要求，初步设计的模拟激光准直光管，焦距f’＝300mm,相对孔径d/f’＝1/6,即平行光管等效有效口径d＝50mm。准直光管不平行度≯1’。准直物镜采用双胶合消像差物镜，具有接近理想的成像质量，其光学传递函数曲线如图4所示。本实施例中，根据工作波段，对准直物镜镜片专门镀制了减反射膜，以增加光学效率，大幅减少杂散辐射的干扰。
[0049]
激光目标/诱偏干扰模拟器通过接收程控编码器预设的脉冲序列触发发射激光，经光学系统整形、扩束等环节形成能量均匀的平行光出瞳，模拟中远场激光回波信号。其中，激光目标模拟器作为标准的目标模拟单元，可直接和程控编码器配套使用在其他类型试验。
[0050]
进一步地，如图5所示，所述模拟激光导引部件包括光学系统、光电探测器、信号预处理电路以及信息识别电路，光学系统与光电探测器连接，光电探测器与信号预处理电路连接，信号预处理电路与信息识别电路连接，其中，信号预处理电路包括信号放大电路和采样保持电路，同时模拟激光导引部件还包括供电电源，用于向光学系统、光电探测器、信号预处理电路以及信息识别电路进行供电。
[0051]
进一步地，所述光学系统接收信号发射装置发射的激光脉冲信号，并将所述激光脉冲信号的激光脉冲光斑汇聚至光电探测器的光敏面上，以进行光电转换，得到四个通道的电脉冲信号；四路电脉冲信号经过信号预处理电路进行信号放大和采样保持，以对电脉冲信号进行预处理；随后经过预处理后的四路电脉冲信号进入信息识别电路，信息识别电路根据电脉冲信号识别出约定码型的激光脉冲回波信号，并根据激光脉冲回波信号计算出俯仰和偏航方向对应的视线角度信息；信息识别电路将视线角度信息进行转换，引导激光导引部件作出对应的目标机动攻击。
[0052]
优选地，为了消除目标距离由远而近变化过程中引起的光斑能量变化，本实施例采用和差比幅处理方法，计算偏航和俯仰方向的误差角度信息。同时，为了增大各种发射条件下捕获目标的概率，提高模拟激光导引部件对目标的捕获能力，设定模拟激光导引部件在线性范围
±
10
°
以内(线性区)输出线性角度偏差信号，在
±
10
°
至视场边缘(开关区)，输出方位信号为固定不变的最大角度信号
±
10
°
。
[0053]
具体地，模拟激光导引部件上电后，加载时序及装订编码，模拟激光导引部件进入待捕获状态。通过测控计算机预先设定好程控编码器的参数配置，使程控编码器的编码周期与模拟激光导引部件设定码型周期相匹配，并通过测控计算机启动编码输出，程控编码器产生预设的目标编码脉冲序列，激光目标模拟器根据所述目标编码脉冲序列输出对应的激光脉冲信号。
[0054]
所述激光脉冲信号进入模拟激光导引部件视场并被接收后，模拟激光导引部件根
据该目标激光脉冲信号计算出对应的目标视线角度信息，并根据目标视线角度信息进行目标跟踪，形成目标光斑，将所述目标光斑传输至综合控制仪。
[0055]
进一步地，通过测控计算机定时启动或用户手动启动模拟诱偏干扰模式，使程控编码器产生设定延时的诱偏编码脉冲序列，诱偏干扰模拟器根据所述诱偏编码脉冲序列输出对应的诱偏激光脉冲信号。
[0056]
模拟激光导引部件通过调整干扰延迟相位，使得所述诱偏激光脉冲信号进入模拟激光导引部件视场并被接收后，模拟激光导引部件根据该诱骗激光脉冲计算出对应的诱偏视线角度信息，并根据该诱偏视线角度信息进行干扰跟踪，形成干扰光斑，将所述干扰光斑传输至综合控制仪。
[0057]
此时，模拟激光导引部件形成了一定相位差的两个光斑信号，一个为目标光斑，一个为干扰光斑，由于模拟激光导引部件大多为激光半主动导引头，采用多象限探测器，因此不能成像，只能根据视线角度信息进行跟踪，进而拉偏了目标方位，实现诱偏式干扰。
[0058]
进一步地，综合控制仪将目标光斑和干扰光斑传输至测控计算机进行显示，测控计算机运用测控软件根据目标光斑和干扰光斑进行解析，以获取模拟激光导引部件的抗干扰性能参数，进而评估模拟激光导引部件的抗干扰能力，所述抗干扰性能参数包括但不限于模拟激光导引部件在对抗诱偏式干扰时对应的相位延迟参数、进入角度等性能参数。
[0059]
本发明通过信号发射装置发射激光目标信号和激光诱偏干扰信号，以对激光模拟导引部件的目标捕获过程施加诱偏干扰，并通过测控装置对模拟激光导引部件产生的光斑信号进行解析，以评估激光导引部件的抗干扰能力；通过测控装置可设定任意评率高精度的脉冲序列，作为信号发射装置的激光信号触发源；完整地从发射端、干扰端以及导引头接收端模拟出激光诱偏式干扰，同时能对信号发射装置和激光模拟导引部件进行功能检测，实时查看工况信息，设备集成度高、功能多样、操作简单，具有较强的通用性和实用性。
[0060]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

技术特征：
1.一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，包括信号发射装置、测控装置以及模拟激光导引部件，所述信号发射装置与测控装置连接，所述测控装置与模拟激光导引部件连接，所述信号发射装置包括激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器，所述测控装置包括综合控制仪；所述激光目标模拟器发射目标激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述目标激光脉冲信号进行目标跟踪，并形成目标光斑；所述诱偏干扰模拟器发射诱偏激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述诱偏激光脉冲信号进行干扰跟踪，并形成干扰光斑；所述综合控制仪根据所述目标光斑和干扰光斑进行抗干扰评估。2.根据权利要求1所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述测控装置还包括程控编码器，用于产生预设的编码脉冲序列，以触发信号发射装置发射激光脉冲信号。3.根据权利要求2所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器分别连接一台程控编码器，每台所述程控编码器均与综合控制仪连接。4.根据权利要求2所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述模拟激光导引部件包括光学系统、光电探测器、信号预处理电路以及信息识别电路，所述光学系统与光电探测器连接，所述光电探测器与信号预处理电路连接，所述信号预处理电路与信息识别电路连接。5.根据权利要求4所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述光学系统接收信号发射装置发射的激光脉冲信号，并将所述激光脉冲信号的脉冲光斑汇聚至光电探测器，以进行光电转换得到电脉冲信号；所述信号预处理电路将所述电脉冲信号进行信号放大和采样保持，以对电脉冲信号进行预处理；所述信息处理电路根据预处理后的所述电脉冲信号进行信号识别，以识别出约定码型的脉冲回波信号，并根据所述脉冲回波信号计算得到视线角度信息。6.根据权利要求2所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述测控装置还包括集成有测控软件的测控计算机，所述测控计算机与综合控制仪连接，用于通过综合控制仪对模拟激光导引部件和程控编码器进行通信访问，并实时解析模拟激光导引部件和程控编码器的工况信息。7.根据权利要求1-6任一所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述激光目标模拟器发射目标激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述目标激光脉冲信号进行目标跟踪，并形成目标光斑，具体为：所述程控编码器产生目标编码脉冲序列，所述激光目标模拟器根据所述目标编码脉冲序列输出对应的目标激光脉冲信号；所述模拟激光导引部件接收所述目标激光脉冲信号，并根据所述目标激光脉冲信号计算出对应的目标视线角度信息；所述模拟激光导引部件根据所述目标视线角度信息进行目标跟踪并形成目标光斑，将所述目标光斑传输至综合控制仪。8.根据权利要求7所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述诱偏干扰模
拟器发射诱偏激光脉冲信号，所述模拟激光导引部件根据所述诱偏激光脉冲信号进行干扰跟踪，并形成干扰光斑，具体为：所述程控编码器产生诱偏编码脉冲序列，所述诱偏干扰模拟器根据所述诱偏编码脉冲序列输出对应的诱偏激光脉冲信号；所述模拟激光导引部件接收所述诱偏激光脉冲信号，并根据所述诱偏激光脉冲信号计算出对应的诱偏视线角度信息；所述模拟激光导引部件根据所述诱偏视线角度信息进行干扰跟踪并形成干扰光斑，将所述干扰光斑传输至综合控制仪。9.根据权利要求8所述的一种激光诱偏式干扰模拟设备，其特征在于，所述综合控制仪根据所述目标光斑和干扰光斑进行抗干扰评估，具体为：所述综合控制仪将所述目标光斑和干扰光斑传输至测控计算机；所述测控计算机根据所述目标光斑和干扰光斑，运用测控软件解析抗干扰性能参数，并根据所述抗干扰性能参数评估所述模拟激光导引部件的抗干扰能力。

技术总结
本发明公开了一种激光诱偏式干扰模拟设备，包括信号发射装置、测控装置以及模拟激光导引部件，所述信号发射装置与测控装置连接，所述测控装置与模拟激光导引部件连接，所述信号发射装置包括激光目标模拟器和诱偏干扰模拟器，所述测控装置包括综合控制仪。本发明通过信号发射装置对激光模拟导引部件的目标捕获过程施加诱偏干扰，并通过测控装置对模拟激光导引部件产生的光斑信号进行解析，以评估激光导引部件的抗干扰能力；通过测控装置可设定任意评率高精度的脉冲序列，作为信号发射装置的激光信号触发源；完整地从发射端、干扰端以及导引头接收端模拟出激光诱偏式干扰，设备集成度高、功能多样、操作简单，具有较强的通用性和实用性。和实用性。和实用性。


技术研发人员：刘虎 陈明亮 赵志刚 刘朋 谷庆 孟智勇 杨传浩 赵凯靖
受保护的技术使用者：中国人民解放军63895部队
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/12