Permohonan dan prinsip kerja sistem amaran laser: "mata radar laser" di medan perang

Dalam peperangan moden dan bidang penyelidikan industri dan saintifik tertentu,Teknologi laseradalah seperti pedang bermata dua. Ia adalah alat yang berkuasa untuk panduan yang tepat dan komunikasi yang cekap, tetapi ia juga boleh menjadi sumber ancaman yang mendedahkan kedudukan dan menjemput mogok. Sistem amaran laser (LWS) telah muncul sebagai "sentinel" penting, sentiasa berhati -hati terhadap ancaman laser yang tidak kelihatan.

Iii. Aplikasi sistem amaran laser yang meluas

Misi teras sistem amaran laser adalah untuk mengesan, mengenal pasti arah, panjang gelombang, kekerapan pengulangan dan ciri -ciri lain laser yang masuk, dan mengeluarkan penggera untuk mendapatkan masa yang berharga untuk mengambil tindakan balas atau tindakan mengelak. Prinsip kerjanya dapat diringkaskan dalam langkah -langkah utama berikut:

1. Pengesanan fotoelektrik:

Kapal angkasa: Pemantauan sama ada mereka terdedah kepada penyinaran laser dari tanah atau ruang semasa operasi dalam orbit (mungkin untuk gangguan, komunikasi, atau gangguan yang berpotensi).

 Apabila rasuk laser di alam sekitar (sama ada untuk mulai, menetapkan, membimbing atau membutakan) menyerang pengesan ini, tenaga foton ditukar kepada isyarat elektrik yang lemah.

2. Penguatan dan pemprosesan isyarat:

Isyarat elektrik yang lemah yang dihasilkan pada mulanya dikuatkan oleh preamplifier.

Selanjutnya, litar pemprosesan isyarat kompleks (biasanya berdasarkan FPGA atau pemproses berdedikasi) selanjutnya menguatkan isyarat, menapis bunyi seperti cahaya latar belakang dan gangguan elektromagnet, dan mengekstrak parameter ciri utama.

3. Pengekstrakan dan pengiktirafan parameter ciri:

Isyarat analisis litar memproses:

Panjang gelombang: Tentukan jalur laser (seperti 1064nm Nd: YAG laser, laser selamat 1550nm, laser CO2 10.6um, dll.) Melalui peranti pengiktirafan spektrum dalaman (seperti grating, prisma atau array penapis narrowband). Ini penting untuk mengenal pasti jenis laser (penunjuk sasaran?).

Arah Insiden: tepat mengira azimut dan sudut ketinggian sumber laser dengan menggunakan perbezaan masa, perbezaan intensiti isyarat dari pelbagai pengesan yang diedarkan secara spasial atau maklumat kedudukan piksel dari pengesan pengimejan, melalui algoritma pengiraan sudut.

Ciri -ciri Pulse: Menganalisis lebar nadi, kekerapan pengulangan, dan mod pengekodan (seperti pengekodan PPM yang digunakan untuk bimbingan) laser. Ini membantu membezakan antara laser fungsi yang berbeza (seperti rangefinder mudah berbanding pencahayaan panduan laser ketepatan).

Intensiti: Menilai keterukan ancaman dan jarak anggaran.

4. Penilaian Ancaman dan Output Penggera:

Unit pemprosesan pusat membandingkan parameter ciri yang diekstrak dengan pangkalan data ancaman terbina dalam dan menjalankan pengiktirafan corak.

Sistem ini secara komprehensif menentukan jenis laser yang masuk (seperti laser, penetapan sasaran, bimbingan menunggang rasuk, pencari peluru berpandu laser, senjata laser yang membutakan), tahap ancaman, dan arah pendekatan.

Maklumat penggera intuitif dan jelas segera diberikan kepada pengendali melalui peranti penggera audio-visual (seperti penggera bunyi dan cahaya di kokpit, ikon amaran dan petunjuk arah pada paparan yang dipasang pada topi keledar). Pada masa yang sama, maklumat boleh diedarkan melalui pautan data.

5. (Pilihan) Integrasi Sistem Penangguhan:

Kapal angkasa: Pemantauan sama ada mereka terdedah kepada penyinaran laser dari tanah atau ruang semasa operasi dalam orbit (mungkin untuk gangguan, komunikasi, atau gangguan yang berpotensi).

Pelancar Gangguan Asap/Aerosol: Cepat membentuk skrin asap ke arah ancaman yang masuk, menyebarkan atau menyerap rasuk laser untuk mengganggu bimbingan atau penargetan.

Laser membutakan Sistem Penangguhan: memancarkan laser yang kuat untuk mengganggu atau merosakkan sensor optik rangefinder laser musuh atau pereka.

 Arahan Pengelakan Manuver: Menyediakan cadangan pengelakan kepada pemandu atau sistem memandu autonomi.

Ii. Teknologi Utama dan Petunjuk Prestasi Sistem Amaran Laser

 Medan Pengesanan Pandangan (FOV): Ia harus meliputi 360 ° azimut mendatar dan sebagai sudut yang besar yang mungkin (mis., -5 ° hingga +90 °) untuk mencapai seluruh pusingan, kewaspadaan-kewaspadaan. Ia biasanya dicapai melalui susunan pengesan yang diedarkan atau prisma polyhedral yang digabungkan dengan pengesan menatap.

 Liputan spektrum: Ia harus meliputi band laser ancaman ketenteraan dan potensi utama (biasanya 0.4-1.1 μm, 1.5-1.8 μm, 8-12 μm).

Resolusi sudut: Keupayaan untuk menunjukkan arah ancaman (biasanya dalam beberapa darjah).

Resolusi panjang gelombang: Keupayaan untuk membezakan antara band laser yang berbeza.

Pelbagai sensitiviti/pengesanan: Keupayaan untuk mengesan ketumpatan tenaga laser insiden yang rendah, yang menentukan jarak amaran.

Kadar Penggera Palsu: Kebarangkalian Salah Mengenal pasti sumber cahaya semulajadi (seperti matahari dan kilat) dan sumber cahaya yang tidak mengancam buatan (seperti lampu sorot dan arka kimpalan) sebagai ancaman laser mestilah sangat rendah.

Waktu tindak balas: Lebih pendek masa dari pendedahan laser kepada terbitan penggera, lebih baik (biasanya memerlukan milisaat).

Keupayaan pemprosesan pelbagai sasaran: keupayaan untuk mengendalikan secara serentakPelbagai laserIii. Aplikasi sistem amaran laser yang meluas

Iii. Aplikasi sistem amaran laser yang meluas

1. Bidang Ketenteraan (Aplikasi Teras):

Tangki Pertempuran Utama dan Kenderaan Perisai: Sistem Amaran Laser (LWS) adalah peralatan utama untuk meningkatkan survivabiliti medan perang terhadap tangki musuh dan peluru berpandu anti tangki (seperti TOW, KORNET) laser yang berkisar dan pencahayaan sasaran. Tangki moden (seperti Leopard 2A7, M1A2 SEPv3) umumnya mengintegrasikan LWS lanjutan.

 Pesawat tentera dan helikopter: LWS digunakan untuk memberi amaran terhadap peluru berpandu permukaan ke udara mudah alih (manpads, seperti stinger, igla) dengan fius berdekatan laser atau senjata yang dipandu laser (seperti bom laser). Helikopter bersenjata (seperti AH-64 Apache) terutamanya bergantung kepada LWS.

 Kapal Surface: Pertahanan terhadap peluru berpandu anti-kapal (seperti model berpandu separa laser tertentu) dan laser/laser berasaskan tanah musuh/menunjukkan.

Kemudahan penting/jawatan arahan: Pertahanan terhadap penargetan senjata yang dipandu laser dan peninjauan laser.

Operasi Individu/Khas: LWS mudah alih digunakan untuk memberi amaran terhadap laser sniper atau ancaman senjata laser yang membutakan.

 Integrasi ke dalam sistem penangguhan elektronik (ECM): LWS berfungsi sebagai "mata" untuk mencetuskan skrin asap, umpan inframerah, tindak balas laser, dan langkah -langkah membunuh lembut/keras yang lain.

4. Penilaian Ancaman dan Output Penggera:

Kenderaan Perlindungan VIP: Melindungi kenderaan pegawai tinggi atau presiden syarikat dari serangan senjata laser yang berpotensi atau gangguan laser dengan pemandu.

Penguatkuasaan undang-undang: Dalam operasi berisiko tinggi tertentu, sistem amaran awal boleh digunakan untuk mengesan peranti laser yang boleh digunakan untuk mengganggu atau buta.

Keselamatan Infrastruktur Kritikal: Seperti loji kuasa nuklear dan loji kimia, untuk mempertahankan terhadap gangguan laser yang berpotensi atau sabotaj.

Penyelidikan dan persekitaran industri mewah: Di makmal laser kuasa tinggi atau kawasan pemprosesan laser perindustrian, pemantauan sama ada kakitangan secara tidak sengaja terdedah kepada radiasi laser berbahaya (sebagai sebahagian daripada interlock keselamatan).

Kapal angkasa: Pemantauan sama ada mereka terdedah kepada penyinaran laser dari tanah atau ruang semasa operasi dalam orbit (mungkin untuk gangguan, komunikasi, atau gangguan yang berpotensi).

Sistem amaran laser adalah "organ persepsi" yang sangat diperlukan di medan perang moden dan dalam persekitaran berisiko tinggi tertentu. Ia berfungsi seperti "mata radar laser" yang tajam, sentiasa mengimbas spektrum ancaman yang tidak dapat dilihat dan menukar potensi pendahuluan maut penyinaran laser ke dalam peringatan dan tindak balas yang tepat pada masanya. Dari raksasa keluli seperti tangki ke pesawat yang melonjak di langit biru, dari kapal perang memotong gelombang kepada tentera pada misi khas, LWS secara senyap -senyap melindungi keselamatan kakitangan dan peralatan. Dengan peningkatan teknologi penangguhan elektro-optik yang berterusan, sistem amaran laser terikat untuk terus berkembang dalam arah pengesanan multi-spektrum, integrasi kecerdasan buatan, dan miniaturisasi, memainkan peranan yang lebih penting dalam "perang cahaya" masa depan dan menjadi perisai yang kukuh terhadap ancaman yang tidak ketara dan untuk menyebarkan inisiatif terhadap inisiatif.