焦宇雷　衛(wèi)龍龍

摘? 要：鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置是鐳射高能量激光引導(dǎo)型武器裝備開發(fā)、制造和部分實(shí)體模擬驗(yàn)證時(shí)的主要試驗(yàn)裝備之一，該裝備能夠模擬仿真伴隨氣候因素、攻擊對(duì)象波形反饋特點(diǎn)和移動(dòng)位置變動(dòng)而隨之反應(yīng)的鐳射高能量激光脈沖數(shù)據(jù)信息，為鐳射能量引導(dǎo)型武器裝備供應(yīng)和真實(shí)作戰(zhàn)條件比較相似的鐳射攻擊對(duì)象波形反饋數(shù)據(jù)信息，方便考查鐳射制導(dǎo)探頭的追蹤能力。文章選取了1065nm半導(dǎo)體鐳射二極管為基礎(chǔ)的鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置規(guī)劃解決方法，模仿真實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)上收到的鐳射攻擊對(duì)象的反饋波形，可能符合多類型鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭開發(fā)要求。

關(guān)鍵詞：鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置;半自動(dòng)制導(dǎo)探頭;攻擊對(duì)象反饋信息;研究

中圖分類號(hào)：TJ765.4? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）23-0078-02

Abstract： The laser target simulation device is one of the main test equipment for the development， manufacture and simulation verification of laser high energy laser-guided weapon equipment. The equipment can simulate the laser high energy laser pulse data information which is accompanied by climatic factors， the waveform feedback characteristics of the target and the change of moving position. It is convenient to check the tracking capability of the laser guidance probe by feedback the data for the laser target whose supply of laser energy-guided weapons and equipment is similar to the real combat conditions. In this paper， the planning solution of laser target simulation device based on 1065nm semiconductor laser diode is selected to imitate the feedback waveform of laser target received in the real battlefield， which may meet the development requirements of multi-type laser semi-automatic guidance probe.

Keywords： laser target simulation device; semi-automatic guidance probe; target feedback information; research

引言

鐳射激光導(dǎo)引武器裝備因其引導(dǎo)精準(zhǔn)度高、抵抗干擾性能好、整體構(gòu)造簡(jiǎn)易、造價(jià)不高的優(yōu)點(diǎn)逐漸獲取了區(qū)域戰(zhàn)爭(zhēng)中主要的戰(zhàn)術(shù)位置，得到了愈發(fā)大范圍的關(guān)注。伴隨著鐳射激光精確制準(zhǔn)引導(dǎo)解決方案愈發(fā)地使用在導(dǎo)彈裝備武器體系中，鐳射激光半自動(dòng)制導(dǎo)頭的開發(fā)設(shè)計(jì)要求持續(xù)提升。怎樣完整客觀地校驗(yàn)鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭的功能參數(shù)，是困擾制導(dǎo)探頭開發(fā)制造進(jìn)程中相關(guān)科研工作者的主要難點(diǎn)之一。外部實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)往往是采用攻擊真實(shí)的攻擊對(duì)象測(cè)試的形式，該方案一般情況下需要耗費(fèi)大量資金，經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)劃的需要。然而鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置能夠給鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭供應(yīng)鐳射波形反饋信息，以此檢驗(yàn)制導(dǎo)探頭的精度、數(shù)字信號(hào)識(shí)別程度、捕捉飛行角速度和變動(dòng)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出特點(diǎn)等等功能參數(shù)，并且針對(duì)制導(dǎo)探頭全面功能指標(biāo)給出了科學(xué)合理完整的評(píng)估。經(jīng)過歸納鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭開發(fā)進(jìn)程中需要通過的模擬驗(yàn)證要求，文章給出了一項(xiàng)能夠調(diào)節(jié)能量大小型的鐳射攻擊對(duì)象仿真數(shù)據(jù)信息源頭的設(shè)計(jì)理念，采用調(diào)整信息源頭輸出能量值及光點(diǎn)的面積來給制導(dǎo)探頭供給引導(dǎo)數(shù)據(jù)信號(hào)源，謀求符合制導(dǎo)探頭調(diào)整、試驗(yàn)、部分實(shí)體目標(biāo)模擬武器裝備各種動(dòng)作時(shí)對(duì)仿真數(shù)據(jù)信息源頭的要求。

1 鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭試驗(yàn)裝置系統(tǒng)

鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭進(jìn)行試驗(yàn)的同時(shí)，把制導(dǎo)探頭設(shè)置于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的固定基礎(chǔ)底座上，鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置的光線發(fā)射口設(shè)置在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐架上，保證制導(dǎo)探頭的光線軸向中心和鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置的光線發(fā)射口的中心維持在同一中心的狀態(tài)。鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置釋放的平行分布的鐳射激光束與制導(dǎo)探頭光軸形成的夾角（銳角）就是制導(dǎo)探頭光軸與攻擊對(duì)象觀察視線之間存在的角度。監(jiān)控指揮中心操縱旋轉(zhuǎn)平臺(tái)控制器指揮旋轉(zhuǎn)平臺(tái)支撐架旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連帶操縱鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置相對(duì)制導(dǎo)探頭的觀察角度進(jìn)行動(dòng)作，以此來模仿攻擊對(duì)象觀察視線與制導(dǎo)探頭觀測(cè)軸線之間的空間相對(duì)位置狀況[1]，達(dá)到模仿制導(dǎo)探頭瞬間視角、追蹤目標(biāo)范圍、追蹤反應(yīng)時(shí)間等等諸多性能參數(shù)的試驗(yàn)?zāi)康?。采用調(diào)整鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置釋放的鐳射激光的能量的方法，能夠模擬現(xiàn)場(chǎng)作戰(zhàn)進(jìn)程中制導(dǎo)探頭捕捉到的鐳射激光附帶的能量多少，并且以此來檢測(cè)制導(dǎo)探頭的精度、信號(hào)變化范疇和變化模擬功效。經(jīng)過配置鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置發(fā)光周期和解碼策略，校驗(yàn)制導(dǎo)探頭精準(zhǔn)解碼追蹤效果。采用配置鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置發(fā)光波形信息，校驗(yàn)制導(dǎo)探頭的波形操控能力。

2 鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置功效和構(gòu)成

鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置是一類鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)探頭調(diào)整、測(cè)試和部分實(shí)體目標(biāo)模擬動(dòng)作時(shí)的關(guān)鍵試驗(yàn)設(shè)備，該裝備的核心能力是釋放鐳射激光半自動(dòng)制導(dǎo)探頭試驗(yàn)、模擬進(jìn)程中和光學(xué)信號(hào)接收裝置有關(guān)的諸多試驗(yàn)用輸入數(shù)據(jù)信息，能夠釋放規(guī)定的激光脈沖數(shù)據(jù)信息、精準(zhǔn)解碼激光脈沖數(shù)據(jù)信息、鐳射聚焦同步電子脈沖數(shù)據(jù)信息等等，并且模仿各種各樣峰值功率密度的激光脈沖數(shù)據(jù)信息。與此同時(shí)，鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置可使用RS242通信數(shù)據(jù)端口和上位機(jī)互聯(lián)互通，借此來實(shí)現(xiàn)針對(duì)制導(dǎo)探頭的智能化試驗(yàn)。鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置專為1065nm的波長(zhǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，一般是由鐳射仿真裝置系統(tǒng)、鐳射光源調(diào)整裝置及光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)中，鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置系統(tǒng)能夠供給擁有特定能量密度和光點(diǎn)面積可調(diào)整的鐳射攻擊對(duì)象模擬光束，光源控制系統(tǒng)控制目標(biāo)通道和激光器生成彈接近過程中激光光斑尺寸和能量變化情況，光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)能夠把鐳射光束轉(zhuǎn)化為平行光束后釋放出來，從而給制導(dǎo)探頭供應(yīng)超遠(yuǎn)視距并且現(xiàn)實(shí)的鐳射反饋數(shù)據(jù)信息[2]。

3 鐳射標(biāo)靶仿真裝置重要零組件規(guī)劃

在鐳射標(biāo)靶仿真裝置的理論規(guī)劃進(jìn)程中，非常重要的是鐳射脈沖數(shù)據(jù)的輸出、鐳射數(shù)據(jù)能效的改進(jìn)、鐳射數(shù)據(jù)的擴(kuò)容能力和光能的功能管控。

3.1 鐳射脈沖數(shù)據(jù)輸出模組

激光脈沖信號(hào)發(fā)生模塊采用激光二極管設(shè)計(jì)1065nm半導(dǎo)體光源驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)1065nm波長(zhǎng)脈沖光源信號(hào)，激光二極管是一種高功率密度并具有極高量子效率的器件，輸出激光功率強(qiáng)弱由注入電流的大小決定，通過儲(chǔ)能電容器對(duì)激光二極管快速放電控制激光脈寬寬度，與此同時(shí)經(jīng)過針對(duì)供電電流采集反應(yīng)操控蓄能電池容量的蓄能電壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)出供電電流的目的。與此同時(shí)，發(fā)光二極管構(gòu)造內(nèi)部搭載半導(dǎo)體熱能電能冷卻裝置，經(jīng)過光能操控模組操控外面溫度控制電子線路，確保發(fā)光二極管發(fā)出的波型長(zhǎng)度與能效平穩(wěn)恒定。

3.2 鐳射數(shù)據(jù)能效可調(diào)系統(tǒng)

鐳射仿真模仿的是鐳射制導(dǎo)頭收發(fā)的鐳射標(biāo)靶回波數(shù)據(jù)，所以要求掌握真實(shí)戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程中回波信息狀況。在鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置的全部作業(yè)進(jìn)程中，鐳射在空氣中發(fā)出的激光傳輸光路圖（見圖1）[3]。鐳射信息能效控制模組經(jīng)過多重光能減弱裝置驅(qū)使電子線路使光能減弱裝置供應(yīng)特定能效的電子參數(shù)來管控發(fā)出能效減弱數(shù)值，使輸出功率動(dòng)態(tài)范圍≥55dB，高精準(zhǔn)度電壓控制電路以及大電流驅(qū)動(dòng)電路，確保光學(xué)衰減器的衰減控制精度和衰減范圍，以測(cè)試導(dǎo)引頭的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。

3.3 光源操控系統(tǒng)

鐳射標(biāo)靶仿真裝置具備很多作業(yè)狀態(tài)，依照導(dǎo)制導(dǎo)頭作業(yè)狀態(tài)一般分成機(jī)照狀態(tài)與地照狀態(tài);依照制導(dǎo)頭試驗(yàn)要求一般分為試驗(yàn)狀態(tài)與模擬狀態(tài)。試驗(yàn)狀態(tài)下，鐳射標(biāo)靶仿真裝置發(fā)出的光脈沖信息能效頻率等數(shù)據(jù)能夠采用操控端口進(jìn)行設(shè)置;在模擬狀態(tài)下，鐳射標(biāo)靶仿真裝置依據(jù)選取的模擬曲線自行發(fā)出時(shí)長(zhǎng)-能效變化參數(shù)趨近現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀況下的光脈沖信息;在打開機(jī)照情況下，鐳射標(biāo)靶仿真裝置發(fā)出時(shí)的順序嚴(yán)厲管控的鐳射發(fā)出相同一致的信息，能夠針對(duì)制導(dǎo)頭實(shí)行更加完全地仿真試驗(yàn)。

3.4 鐳射標(biāo)靶仿真裝置硬件構(gòu)成

激光標(biāo)靶仿真裝置的主要電器電子元件的線路一般含有發(fā)光二極管、光能量驅(qū)動(dòng)電子線路、光譜可調(diào)節(jié)式裝置、同步參數(shù)調(diào)節(jié)電子線路、光能管控電子線路等等。

3.5 鐳射打擊標(biāo)靶仿真程序

參照激光半自動(dòng)制導(dǎo)頭的試驗(yàn)時(shí)間先后順序，確保激光標(biāo)靶仿真程序的作業(yè)規(guī)程，并且實(shí)行程序研發(fā)項(xiàng)目。激光標(biāo)靶仿真程序用電體系檢測(cè)以后，收發(fā)上位機(jī)的輸出端口信號(hào)實(shí)行對(duì)應(yīng)的處置，發(fā)出相關(guān)應(yīng)的鐳射脈沖指令。激光標(biāo)靶仿真程序包含智能操控程序與即時(shí)通信程序。裝在工控機(jī)中實(shí)現(xiàn)對(duì)激光目標(biāo)模擬器的遠(yuǎn)程控制?？刂栖浖贒SP數(shù)據(jù)處理技術(shù)，采用C語言開發(fā)，主要負(fù)責(zé)從接收的串口指令中提取工作模式等參數(shù)設(shè)置信息，并控制程序測(cè)試流程，對(duì)硬件部分輸出命令與參數(shù)，進(jìn)而把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸送給通信程序中心。

4 實(shí)踐使用

依照本文提到的規(guī)劃解決方案展開鐳射目標(biāo)模擬器的開發(fā)設(shè)計(jì)， 并且經(jīng)過了試驗(yàn)論證，實(shí)際功率周期等參數(shù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合規(guī)劃需求，已經(jīng)在很多鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)頭的開發(fā)制造工藝過程中得到廣泛使用。鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)頭試驗(yàn)?zāi)M進(jìn)程中收到的動(dòng)能參照?qǐng)D，橫向水平坐標(biāo)是模擬仿真時(shí)長(zhǎng)，縱向垂直坐標(biāo)是動(dòng)能回收規(guī)整數(shù)值。鐳射半自動(dòng)制導(dǎo)頭現(xiàn)實(shí)彈道實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中目標(biāo)動(dòng)能回收參照?qǐng)D，橫向水平坐標(biāo)是時(shí)長(zhǎng)，縱向垂直坐標(biāo)是動(dòng)能回收規(guī)整數(shù)值。

5 結(jié)論

綜上所述，文章描述了鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置的主要作用和工作原理，給出了一類常規(guī)鐳射攻擊對(duì)象仿真裝置規(guī)劃手段，能夠模仿實(shí)地戰(zhàn)爭(zhēng)情況下的鐳射攻擊對(duì)象反饋信息，更加完善地完成針對(duì)鐳射高性能激光制導(dǎo)探頭的作用和能效校驗(yàn)，能夠使用在若干類型鐳射高性能激光半自動(dòng)制導(dǎo)探頭的開發(fā)、試驗(yàn)、校核和模擬實(shí)驗(yàn)中，提升制導(dǎo)頭的開發(fā)量產(chǎn)功效與定位精準(zhǔn)度，與此同時(shí)大幅度地降低了試驗(yàn)預(yù)算。

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