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基于PSAF-LMS算法的多象限周视激光引信抗云雾干扰方法
1
作者 查冰婷 徐光博 +1 位作者 秦建新 张合 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期275-286,共12页
叠加在目标回波上的云雾后向散射信号是影响空空导弹周视激光引信测距精度的重要因素。针对目前抗云雾干扰方法适应性差、处理时效低等问题,提出一种基于可暂停样条自适应滤波的最小均方(Pauseable Spline Adaptive Filter-Least Mean S... 叠加在目标回波上的云雾后向散射信号是影响空空导弹周视激光引信测距精度的重要因素。针对目前抗云雾干扰方法适应性差、处理时效低等问题,提出一种基于可暂停样条自适应滤波的最小均方(Pauseable Spline Adaptive Filter-Least Mean Square,PSAF-LMS)算法,并设计了算法在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)与ARM的联合实现方案。PSAF-LMS算法可有效减少滤波器的稳态误差,并提高激光引信的时刻鉴别精度和抗干扰能力。此外,利用不同信噪比的目标回波信号进行仿真,并开展了云雾环境滤波效果模拟验证试验。研究结果表明:所提算法能够在34.85μs内有效滤除后向散射,并保留目标波峰原始变化趋势,滤波前后信噪比平均可提高25.15 dB以上。 展开更多
关键词 激光引信 后向散射 自适应滤波 样条最小均方算法
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机载线阵激光雷达动态成像建模与验证
2
作者 王伟翰 高铭泽 +3 位作者 施小龙 胡诗苑 吴沿江 陈慧敏 《兵工学报》 北大核心 2025年第6期334-343,共10页
针对无人机成像场景典型目标点云数据集稀缺的问题,建立机载线阵激光雷达动态成像模型,提出一种基于柱体素的点云目标检测算法对仿真数据真实性进行验证。基于虚拟仿真平台建立典型目标模型与崎岖地形、伪装覆盖和植被遮蔽等典型场景,... 针对无人机成像场景典型目标点云数据集稀缺的问题,建立机载线阵激光雷达动态成像模型,提出一种基于柱体素的点云目标检测算法对仿真数据真实性进行验证。基于虚拟仿真平台建立典型目标模型与崎岖地形、伪装覆盖和植被遮蔽等典型场景,结合激光点云获取仿真模型、机载平台运动模型、拼接成像及畸变校正方法,获取激光点云数据集,基于重叠面积的完整度判别标注方法进行数据集标注;采用柱体素特征提取模块处理目标顶部特征,通过标注的仿真数据集训练点云目标检测算法,并在基于等效实验获取的真实数据集上进行算法评价。检测算法在实测数据集上的识别准确率为93.2%,评价结果表明机载线阵激光雷达动态成像模型具有较高的可信度,仿真数据能够反映真实目标特征。 展开更多
关键词 线阵激光雷达 推扫成像 激光点云 无人机 目标识别
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脉冲宽度对云雾回波的影响研究 被引量：14
3
作者 张京国 梁晓庚 +2 位作者 刘建新 牛青坡 唐俊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1422-1426,共4页
云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号.基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、波峰位置、脉宽和峰值功率随发射脉冲宽度的变化规律.研究结果表明,回波峰值功率随着发射脉宽的增大而增... 云雾后向散射会产生引发激光引信虚警的回波信号.基于蒙特卡罗法,对云雾散射回波进行了模拟仿真,并定量给出了云雾散射回波的波形、波峰位置、脉宽和峰值功率随发射脉冲宽度的变化规律.研究结果表明,回波峰值功率随着发射脉宽的增大而增大,且当发射脉宽增大到50ns后趋于饱和,峰值功率将不随脉冲宽度的变化而变化;脉冲展宽的程度随发射脉宽的增大而减弱;发射脉宽对云雾散射回波波峰位置的影响较小.给出的回波信号模拟仿真结果可以为窄脉冲激光引信的目标识别以及探测阈值和脉冲宽度等参量的优化设计提供依据. 展开更多
关键词 激光引信 米氏散射 后向散射 脉冲宽度
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调频连续波激光引信回波特性仿真分析 被引量：15
4
作者 陈慧敏 刘洋 +1 位作者 朱雄伟 王凤杰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2247-2253,共7页
调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理... 调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 调频连续波激光引信 云雾 MIE散射 蒙特卡洛
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基于伪随机码的激光引信探测技术 被引量：8
5
作者 王伟 邓甲昊 +1 位作者 黄艳 尹君 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期754-758,共5页
以有限大目标反射为应用对象,探讨伪随机码激光引信探测机理,同时对激光引信作用距离模型进行分析,得出了激光引信各主要参量之间的关系.在此基础上,分别对伪随机码发生器、激光发射、激光接收、光学系统进行了讨论,并给出了相关处理技... 以有限大目标反射为应用对象,探讨伪随机码激光引信探测机理,同时对激光引信作用距离模型进行分析,得出了激光引信各主要参量之间的关系.在此基础上,分别对伪随机码发生器、激光发射、激光接收、光学系统进行了讨论,并给出了相关处理技术.经设计应用证明,该技术可以满足激光引信战技指标的要求,为科学设计基于伪随机码的激光引信探测器提供理论依据. 展开更多
关键词 近炸引信 激光引信 伪随机码 激光探测 抗干扰
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脉冲激光引信微弱回波信号数字检测技术研究 被引量：13
6
作者 桑会平 邓甲昊 胡秀娟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期420-424,共5页
回波检测是脉冲激光引信工作的关键环节之一。其基本的数字检测方法是对微弱脉冲信号多点采样并求和后利用信号的相关性和噪声的非相关性来提高输出信噪比。在分析了多脉冲积累特点的基础上,研究了单脉冲积累方法,提出了复合积累方法。... 回波检测是脉冲激光引信工作的关键环节之一。其基本的数字检测方法是对微弱脉冲信号多点采样并求和后利用信号的相关性和噪声的非相关性来提高输出信噪比。在分析了多脉冲积累特点的基础上,研究了单脉冲积累方法,提出了复合积累方法。探讨了诸积累方法的优缺点,并进行了仿真,仿真结果与理论分析相吻合。最后给出了复合积累方法的原理框图和软件流程图。 展开更多
关键词 信息处理技术 激光引信 激光脉冲 微弱信号检测 相干积累 数字信号处理
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脉冲激光引信恒比定时浮动阈值电路 被引量：11
7
作者 刘鹏 栗苹 +1 位作者 陈慧敏 闫晓鹏 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期19-23,共5页
为解决脉冲激光引信固定阈值电路带来的测距误差,根据恒比定时原理,采用浮动阈值电路来提高脉冲激光引信的测距精度。由于激光引信对体积、重量和功耗有着苛刻的要求,用低通滤波器替代传输延迟线实现回波信号的延迟,以减小体积。采用TT... 为解决脉冲激光引信固定阈值电路带来的测距误差,根据恒比定时原理,采用浮动阈值电路来提高脉冲激光引信的测距精度。由于激光引信对体积、重量和功耗有着苛刻的要求,用低通滤波器替代传输延迟线实现回波信号的延迟,以减小体积。采用TTL电平的比较器以减小功耗。根据引信的特点,研究偏置电路,减小由比较器临界值带来的测距误差。电路同时兼顾体积、功耗、误差的要求。 展开更多
关键词 引信 脉冲激光引信 阈值电路 恒比定时
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一种扫描式六象限激光探测系统弹目交会算法研究 被引量：5
8
作者 李元 李燕华 +3 位作者 李洛 郭海超 张彦梅 温玉全 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2073-2079,共7页
针对某旋转式火箭弹定向战斗部定向探测与起爆控制系统,分析了扫描式六象限激光探测系统的构成和工作原理,提出了由激光束螺旋角计算弹体转速的方法,建立了弹体转速数学模型、弹目相对运动方程及相互间的迭代解耦算法,并编写Fortran程... 针对某旋转式火箭弹定向战斗部定向探测与起爆控制系统,分析了扫描式六象限激光探测系统的构成和工作原理,提出了由激光束螺旋角计算弹体转速的方法,建立了弹体转速数学模型、弹目相对运动方程及相互间的迭代解耦算法,并编写Fortran程序进行仿真。仿真结果表明,建立的交会算法可以计算得到弹体转速、弹目相对运动速度、目标脱靶量、最佳起爆延迟时间、最佳起爆方位角等参量,且误差分析显示探测方位角误差满足定向战斗部的方位探测精度要求。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 定向战斗部 弹目交会 多象限激光近炸引信 最佳起爆延时 最佳起爆方位角
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小型化激光近炸引信技术研究 被引量：6
9
作者 徐伟 陈钱 +1 位作者 顾国华 何伟基 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1212-1216,共5页
小型化是激光近炸引信的关键技术和发展趋势。从激光近炸引信的工作原理出发,分别从引信体制选择、光电探测器选取、光学结构、电路系统4个方面研究了小型化的设计要求并提出了设计方案:采用距离选通与脉冲激光测距相结合的定距体制、... 小型化是激光近炸引信的关键技术和发展趋势。从激光近炸引信的工作原理出发,分别从引信体制选择、光电探测器选取、光学结构、电路系统4个方面研究了小型化的设计要求并提出了设计方案:采用距离选通与脉冲激光测距相结合的定距体制、雪崩光电二极管光电探测、接收光学系统内嵌发射光学系统的光学结构以及基于ARM核微控制器和时间数字转换器的电路系统。将设计方案付诸实施,静态实验测试结果表明:系统具备小尺寸、低功耗、高精度、一定抗干扰能力的特性,符合激光近炸引信的小型化设计需求。 展开更多
关键词 光学 激光近炸引信 小型化 雪崩光电二极管 高精度 抗干扰性
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线阵推扫式激光成像引信探测技术 被引量：14
10
作者 孙志慧 邓甲昊 闫小伟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期16-21,共6页
针对环视扫描式激光成像引信探测存在着需要光机扫描和较高的激光脉冲重复频率等问题,提出了一种线阵推扫式激光成像引信探测模式并分析了其探测机理。以对坦克目标探测为例,设计了线阵推扫式激光成像引信探测系统,该探测系统采用线阵... 针对环视扫描式激光成像引信探测存在着需要光机扫描和较高的激光脉冲重复频率等问题,提出了一种线阵推扫式激光成像引信探测模式并分析了其探测机理。以对坦克目标探测为例,设计了线阵推扫式激光成像引信探测系统,该探测系统采用线阵半导体激光器阵列发射脉冲激光,线阵光电探测器阵列并行接收来实现一维扫描,弹的飞行实现另一维扫描,在获取目标距离信息基础上进行成像。在对阵列单元激光脚印尺寸大小计算的基础上,确定了该探测系统的基本参数包括所需线阵元数、生成图像大小、半导体激光器阵列的脉冲重复频率和峰值功率等,为系统的工程实现提供了理论依据和设计指导。 展开更多
关键词 成像引信 激光成像 线阵推扫 阵列探测
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线阵扫描式激光成像探测系统建模与仿真 被引量：11
11
作者 闫小伟 邓甲昊 孙志慧 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期456-459,共4页
以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型... 以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型参数,以坦克目标为例进行了系统成像仿真.结果表明,仿真系统能够对线阵扫描成像方式进行有效模拟,生成目标的距离和强度激光仿真图像,并对影响成像效果的因素进行分析. 展开更多
关键词 激光成像 线阵探测 激光引信 仿真
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数字化脉冲激光引信探测系统设计与信号处理 被引量：7
12
作者 孙志慧 邓甲昊 +1 位作者 桑会平 闫小伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1003-1007,共5页
针对以往模拟脉冲激光引信探测系统存在的测距误差较大的缺点,为进一步提高脉冲激光引信的测距精度,设计了一种数字化脉冲激光引信探测系统。该探测系统包括发射、接收和信号处理3部分,其中信号处理部分主要实现脉冲回波信号的高速实时... 针对以往模拟脉冲激光引信探测系统存在的测距误差较大的缺点,为进一步提高脉冲激光引信的测距精度,设计了一种数字化脉冲激光引信探测系统。该探测系统包括发射、接收和信号处理3部分,其中信号处理部分主要实现脉冲回波信号的高速实时采样与缓存、信噪比增强与时延估计。采用双通道ADC并行采样,实现了以200MHz的等效采样频率对脉冲回波信号进行高速采样。当脉冲回波信号很微弱时,采用多脉冲相干平均算法提高了其信噪比,增强了对微弱回波信号的检测能力。通过最小二乘时延估计算法得到了回波时延,进而计算得到目标距离。测距实验结果表明:该探测系统测距精度较高,最大测距误差为0.25m。 展开更多
关键词 数字信号处理 激光引信 微弱信号检测 时延估计
原文传递
基于双色探测的激光引信抗干扰方法 被引量：9
13
作者 任宏光 于海山 +1 位作者 霍力君 梅浩 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期1-4,10,共5页
针对激光引信容易受云、烟雾干扰的问题,提出基于双色探测的激光引信抗干扰方法。该方法采用两种不同波长的激光探测目标,并通过计算双色激光的散射回波比,实现对目标与干扰的探测与识别。理论分析与实验结果表明:双色激光在云、烟雾干... 针对激光引信容易受云、烟雾干扰的问题,提出基于双色探测的激光引信抗干扰方法。该方法采用两种不同波长的激光探测目标,并通过计算双色激光的散射回波比,实现对目标与干扰的探测与识别。理论分析与实验结果表明:双色激光在云、烟雾干扰下的散射回波具有较大差异性,其后向散射回波比通常大于2;而实体目标对双色激光的散射没有选择性,其后向散射回波比接近于1。在引信信号处理中利用散射回波比信息为激光引信抗干扰开辟了一条全新的道路。 展开更多
关键词 激光引信 双色探测 气溶胶散射 目标反射
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近距云雾回波蒙特卡罗模拟与实验测量 被引量：5
14
作者 张京国 高宠 +2 位作者 刘建新 牛青坡 唐俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2920-2924,共5页
在激光引信中,云雾后向散射会产生引发虚警的回波信号。基于蒙特卡罗法对云雾回波信号进行了模拟仿真,并在云雾室内开展了测量实验,利用测量结果对理论模型进行了验证。研究结果表明:当发射脉冲宽度小于10ns时,云雾散射回波展宽效应显著... 在激光引信中,云雾后向散射会产生引发虚警的回波信号。基于蒙特卡罗法对云雾回波信号进行了模拟仿真,并在云雾室内开展了测量实验,利用测量结果对理论模型进行了验证。研究结果表明:当发射脉冲宽度小于10ns时,云雾散射回波展宽效应显著,且展宽效应主要是由多次散射产生的;激光回波的实验测量结果与理论计算结果吻合得较好,都近似为高斯波形,且其回波宽度的差别小于6%,回波功率差别小于30%。 展开更多
关键词 激光引信 米氏散射 云雾回波 展宽效应
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脉冲激光引信用PFM和PWM式LD驱动电路的研究 被引量：9
15
作者 江小华 陈炳林 +1 位作者 张河 孙全意 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1449-1452,共4页
　在激光引信的通讯系统中,针对引信用脉冲式半导体激光器驱动电路的脉冲宽度、频率、功率可调的需要,根据LD驱动电路的工作原理,建立了LD驱动电路的一般模型。然后用电子多频振荡器提供驱动信号,用双MOS驱动器来驱动半导体激光器,通过... 　在激光引信的通讯系统中,针对引信用脉冲式半导体激光器驱动电路的脉冲宽度、频率、功率可调的需要,根据LD驱动电路的工作原理,建立了LD驱动电路的一般模型。然后用电子多频振荡器提供驱动信号,用双MOS驱动器来驱动半导体激光器,通过大量的实验、仿真、分析、比较,设计出了方便可调的大功率LD的驱动电路,该电路的脉冲频率和脉冲宽度可方便调整。并且该驱动电路的频率调节范围大(10Hz～20kHz);脉冲宽度可以从几ns到几百ns进行调节,大大提高了激光引信通讯系统的性能与可靠性。 展开更多
关键词 激光通讯 驱动电路 脉冲频率调制(PFM) 脉冲功率调制(PWM)
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脉冲激光引信光电转换系统的设计 被引量：8
16
作者 赵忠伟 张玉钧 沈超 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期326-329,共4页
为了应对脉冲激光引信回波信号弱、脉宽窄的特性,获得目标尽量多的不失真信息,对光电探测器的特性和放大电路的带宽进行了分析,设计了一套实用的光电转换系统,包括PIN探测电路、前置放大电路和主放大电路。经过TINA和MULTISIM软件模拟... 为了应对脉冲激光引信回波信号弱、脉宽窄的特性,获得目标尽量多的不失真信息,对光电探测器的特性和放大电路的带宽进行了分析,设计了一套实用的光电转换系统,包括PIN探测电路、前置放大电路和主放大电路。经过TINA和MULTISIM软件模拟仿真和实验验证,设计的光电转换系统的带宽为61.089MHz,增益为72.14dB。结果表明,该系统对于脉宽为十几纳秒的回波脉冲信号进行了很好的低噪声、不失真放大,满足了设计要求,回波信号经光电转换系统后输出的信号与应用需要相匹配,为激光引信的后续信号处理提供了稳定可靠的信号。 展开更多
关键词 光电子学 激光引信 光电转换系统 前置放大电路 主放大电路
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不同波长激光在典型气溶胶粒子中的传输特性 被引量：7
17
作者 马超 陈慧敏 +3 位作者 齐斌 郭鹏宇 杨尚贤 高丽娟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期249-256,共8页
战场环境下脉冲激光引信的探测性能容易受到气溶胶粒子的干扰,引起虚警和漏警。为研究脉冲激光引信在气溶胶环境下的传输特性,基于Mie散射理论,对沙尘性、水溶性、海洋性和煤烟性气溶胶粒子的消光特性和散射特性进行建模仿真分析。选取... 战场环境下脉冲激光引信的探测性能容易受到气溶胶粒子的干扰,引起虚警和漏警。为研究脉冲激光引信在气溶胶环境下的传输特性,基于Mie散射理论,对沙尘性、水溶性、海洋性和煤烟性气溶胶粒子的消光特性和散射特性进行建模仿真分析。选取波长分别为0.905μm、4.7μm和6.8μm激光,通过改变气溶胶粒子粒径,得到不同参数对4种典型气溶胶粒子的效率因子与散射相函数的影响规律。仿真结果表明:激光粒径和波长影响气溶胶粒子的效率因子和散射相函数,粒径越大,其效率因子越趋于稳定,气溶胶粒子的后向散射能力越弱;波长越长,不同气溶胶效率因子峰值的变化不同,但峰值对应的粒径越大。 展开更多
关键词 激光 MIE散射理论 气溶胶粒子 效率因子 散射相函数
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脉冲激光成像探测系统回波信号仿真 被引量：7
18
作者 闫小伟 邓甲昊 孙志慧 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期42-46,共5页
研究激光脉冲回波信号特性并建立其数学模型,是应用回波信号处理技术处理回波,生成目标三维激光仿真图像的基础。首先建立了激光器发射脉冲信号能量在时间和空间上的分布模型,然后依据成像目标的激光图像仿真模板,采用累加激光脚印各采... 研究激光脉冲回波信号特性并建立其数学模型,是应用回波信号处理技术处理回波,生成目标三维激光仿真图像的基础。首先建立了激光器发射脉冲信号能量在时间和空间上的分布模型,然后依据成像目标的激光图像仿真模板,采用累加激光脚印各采样区发射脉冲信号与对应目标散射面单位冲激响应卷积值的方法,生成了探测器接收回波仿真信号,最后分析了影响回波信号仿真精度的因素。通过对激光脚印采样区个数的合理设置实现了激光脉冲回波波形的精确仿真。 展开更多
关键词 信息处理技术 激光成像 激光脉冲 直接探测 回波信号仿真
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水下激光引信探测环境特性分析 被引量：11
19
作者 潘曙光 邓甲昊 裘之亮 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期44-47,共4页
激光引信具有定距精度高,抗电磁和声波干扰能力强的特点,若鱼雷配有激光引信则可以提高其毁伤概率,使鱼雷在现代海战中发挥更大作用。在简要分析海水的组成及其光学特性基础上,确定了水下透光窗口,讨论了激光束在水中的传输特性,得出了... 激光引信具有定距精度高,抗电磁和声波干扰能力强的特点,若鱼雷配有激光引信则可以提高其毁伤概率,使鱼雷在现代海战中发挥更大作用。在简要分析海水的组成及其光学特性基础上,确定了水下透光窗口,讨论了激光束在水中的传输特性,得出了一些有意义的结论,为科学设计水下激光引信提供了理论依据。 展开更多
关键词 水下激光引信 海水 蓝绿窗 吸收与散射
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水下伪码调制激光引信信号处理技术研究 被引量：4
20
作者 孙志慧 邓甲昊 +1 位作者 潘曙光 闫小伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第z2期146-149,共4页
分析了水下六象限伪码调制激光引信的工作原理,以潜艇为目标,建立了识别潜艇及其方位的识别准则,分析基于距离门和伪随机码的抗干扰机理,给出了伪码相关判别和距离计算的方法,并用FPGA和DSP实现了在复杂背景环境下判断有无目标以及当有... 分析了水下六象限伪码调制激光引信的工作原理,以潜艇为目标,建立了识别潜艇及其方位的识别准则,分析基于距离门和伪随机码的抗干扰机理,给出了伪码相关判别和距离计算的方法,并用FPGA和DSP实现了在复杂背景环境下判断有无目标以及当有目标时判断目标的距离与方位,给出了相应信号处理的软件流程。实验结果表明,算法可行且实时性较好。 展开更多
关键词 信号处理 水下激光引信 反潜 抗干扰 FPGA和DSP应用
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