基于可調(diào)式模擬激光脈沖的激光告警器在線檢測(cè)儀

　　引言

　　激光告警器[1]能迅速探測(cè)和識(shí)別來(lái)自敵方的激光威脅，并進(jìn)行聲光告警，是一種重要的激光對(duì)抗裝備，廣泛應(yīng)用于坦克、裝甲車和艦艇等大型武器上[2]。為確保其在實(shí)戰(zhàn)中的可靠性，我軍每年都要對(duì)現(xiàn)役的各類激光告警設(shè)備進(jìn)行分批次檢驗(yàn)，而檢驗(yàn)方法主要是傳統(tǒng)的漫反射靶板法，需將告警探頭拆下，在檢測(cè)室內(nèi)配合特定的設(shè)備分別進(jìn)行方位和俯仰覆蓋檢測(cè)，檢測(cè)效率低下且十分繁瑣。為適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需求，我軍裝備部門急需一種高效的激光告警器性能檢測(cè)設(shè)備。

　　本文介紹一種基于可調(diào)式模擬激光脈沖技術(shù)的激光告警器在線檢測(cè)儀。其基本結(jié)構(gòu)是以單片機(jī)為核心的激光管半球面定位系統(tǒng)，由于位置控制精確靈活且激光的波長(zhǎng)、功率和調(diào)制頻率可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)告警器方位覆蓋、俯仰覆蓋、角度分辨率、探測(cè)波長(zhǎng)和最小可探測(cè)功率等參數(shù)的檢測(cè)。該檢測(cè)儀操作簡(jiǎn)便，不必拆裝告警探頭，只需將裝有定位系統(tǒng)的半球型罩置于探頭上并保持探頭位于其球心處，操作者通過(guò)人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的控制，可迅速直觀地掌握被測(cè)告警器的性能參數(shù)，大大提高了檢測(cè)效率。

　　漫反射靶板檢測(cè)法及其不足

　　目前激光告警器的檢測(cè)普遍采用漫反射靶板檢測(cè)法，包括方位覆蓋測(cè)試和俯仰覆蓋測(cè)試兩部分，如圖1所示。中心虛線左右兩側(cè)分別為方位覆蓋測(cè)試和俯仰覆蓋測(cè)試示意圖。在方位覆蓋測(cè)試中，激光束在漫反射靶板上形成光斑A，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)告警器在水平面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光斑在告警器內(nèi)CCD器件上的像點(diǎn)水平移動(dòng)，形成方位輸出信號(hào)。若該信號(hào)與轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系且不中斷(即漏報(bào))，即判定告警器方位覆蓋合格。俯仰覆蓋測(cè)試中，垂直移動(dòng)激光器令光斑B到告警器的垂直距離H變化，使光斑在CCD上的像點(diǎn)豎直移動(dòng)，形成俯仰輸出信號(hào)。若俯仰信號(hào)滿足H和告警器到靶板間水平距離L所構(gòu)成的三角關(guān)系，則認(rèn)為告警器俯仰覆蓋合格。

　　漫反射靶板檢測(cè)法原理簡(jiǎn)單，但存在一些問題。首先，測(cè)試一般在室內(nèi)進(jìn)行，故需將告警器從武器上拆下，測(cè)試完后再裝回，較為繁瑣。需測(cè)試的告警器數(shù)量較多時(shí)，操作人員的工作量將變得很大，效率低下而且容易發(fā)生錯(cuò)誤。其次，在俯仰測(cè)試中，光斑高度為無(wú)限高時(shí)才能實(shí)現(xiàn)90o入射，而測(cè)試靶板的高度和室內(nèi)空間總是有限的，故該法存在檢測(cè)死角。

　　針對(duì)漫反射靶板測(cè)試法的不足，本文提出了一種基于可調(diào)式模擬激光脈沖技術(shù)的激光告警器在線檢測(cè)儀。

　　可調(diào)式模擬激光脈沖技術(shù)

　　在實(shí)際使用環(huán)境下的激光告警器看來(lái)，其告警范圍內(nèi)的等功率激光威脅源A1，A2，A3，…可等效為以告警器O為球心、半徑為R球面上的點(diǎn)A`1，A`2，A`3，…(分別位于射線OA1，OA2，OA3，…與球面的交點(diǎn)處)，而A`1，A`2，A`3，…的等效發(fā)光功率反比于A1，A2，A3，…與告警器距離的平方(接收孔徑不變的條件下，光功率的衰減與距離的平方成正比)。根據(jù)這個(gè)原理，在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，若能控制發(fā)光源在以告警器為球心的某個(gè)球面上移動(dòng)，則其二維入射角的變化可用來(lái)檢測(cè)告警器的方位覆蓋和俯仰覆蓋范圍，而其使方位和俯仰輸出量產(chǎn)生變化所掠過(guò)的最小圓心角則代表了告警器的角度分辨率。在電路結(jié)構(gòu)上，調(diào)節(jié)該光源的發(fā)光功率，使其略低于報(bào)警閾值，可檢測(cè)告警器的最小可探測(cè)功率，而調(diào)節(jié)光源的輸出波長(zhǎng)，則可檢測(cè)告警器對(duì)不同波長(zhǎng)輸入光反應(yīng)的敏感性，此外還可以對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制，用來(lái)檢測(cè)告警器對(duì)脈沖光的反應(yīng)，這就是本文所提出可調(diào)式激光模擬脈沖技術(shù)的原理，由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)告警器性能的完整檢測(cè)。