matlab成像型激光辐射方位测量系统设计(2)
1.1 课题研究背景
20世纪，除了原子能、计算机等伟大发明，激光也是这个世纪科研界的一颗璀璨之星，自20世纪90年代美国科学家梅曼制造的第一台激光器，它的诞生广泛而深入地影响着人们的生活。它不是普通的光，激光的发射是源于受激辐射而不是自发辐射，居于激发态的原子在外来光的激励作用从高能级跃迁到了相对比较低的能级，同时能够发射出一个与激励光子性质完全相同的光子，从而光信号实现放大。激光有三大特点：一是方向性比较好，是因为激光的发散角比普通光要小很多；二是亮度高，在空间亮度十分集中；三是单色性好（相干性好），使得很多光学实验的精度大大提高。结合激光的这些优良特性并随着激光技术的飞速发展，激光在现代军事战争中得到广泛的应用如激光制导技术和各种激光制导武器，是光电对抗领域重要组成部分。
在激光技术迅猛发展的强势劲头下，许多激光武器已经研制成功，其中应用于制导方面的激光武器因其命中精度高，作战效能、抗干扰能力强，射程远等显著优点在战争中使用的越来越频繁，例如：制导武器、测距仪、炫目器等。激光武器的诞生，改变的不只是现代战争的对抗局面，未来战争的模式也会受到影响。例如激光测距仪的普及使用将会大幅度提高火炮、导弹等的命中率，而激光制导武器更能够实现精确打击敌方目标[1]。
1.2 激光告警的定义
相应的为了对抗战场上激光武器的致命性威胁，保护己方的军事平台，各国研究人员都加快发展对抗激光的技术，其中激光告警技术就是重点研究之一 ，是激光对抗的非常手段。其工作方式是，首先侦察探测到敌方的激光武器等任何光电设备，确定激光源的方位，接着快速检测出该激光的特性（比如其波长、强度、脉冲等），对其具体目的和威胁指数做出正确的判断，提供可靠的数据报警促使己方及时采取防御措施，有效的保护人员和武器。因为不同特性的激光的军事用途不同，所以获取准确的特征信息是非常必要的。激光技术不断的进步，使得激光武器的种类越来越多，相应的告警器的制造需要满足的条件也越来越多，一般须具备以下几个特点[2~4]：（1）光谱的响应范围（即频带宽）要宽，能够捕捉到任何范围内的波长；（2）探测器能够探测的视场范围应该足够广，才足以警戒360°任何方位的激光照射；（3）告警率越高越好，如果理想最好达到100%，不会有漏警现象，虚告警率越低越好最好低至0，即能克服除激光信号之外的任何环境因素的干扰；（4）探测位置的精度要高，能准确锁定目标，从而快实现速反击；（5）反应的时间要短，节省出足够的时间来采取措施；（6）成本要低否则难以应用广泛，外形小、重量轻否则装配不方便。其中探测率100%虚警率0%只是理想假设状态，不可能真正实现，但折中处理让俩者发挥到最好即可达到最佳系统。
1.3 激光告警类型及国内外现状
1.4 本课题的研究内容及主要工作
图1.1 激光告警系统工作图
本课题研究的成像型激光告警器系统，是由光学系统，四象限探测器以及信号处理系统构成的，如图1.1所示，其中四象限探测器是告警器的关键部位。四象限探测器由于自身性能和外部环境的干扰，对光斑中心定位存在一些问题，本论文将从四象限探测器入手，着重分析探测器灵敏度以及线性跟踪范围的影响因素，并提出解决方案。
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