Ταξινόμηση τύπων και ανάλυση εφαρμογής παλμικού ανιχνευτή εύρους λέιζερ
Ως στρατιωτικός εξοπλισμός, ο παλμικός αποστασιόμετρο λέιζερ αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Μετά από περισσότερα από 30 χρόνια ανάπτυξης, ανάπτυξης και εξοπλισμού, οι ξένες χώρες έχουν ολοκληρώσει "χειροκίνητο, τρίποδο, περισκόπιο, τανκ, θωράκιση, φέρον επιφάνειας, υποβρύχιο περισκόπιο, αντιαεροπορικό όπλο, αερομεταφερόμενο, σύννεφο αεροδρομίου, πύραυλος Υπάρχουν περισσότερες από 400 ποικιλίες και μοντέλα σε δεκατρείς κατηγορίες, συμπεριλαμβανομένης της εκτόξευσης πυραύλων, του τεχνητού δορυφόρου και του διαστημικού σκάφους, μεταξύ των οποίων ο αποστασιόμετρο παλμικού λέιζερ στερεάς κατάστασης με συσκευή Nd:YAG είναι ο πιο εξοπλισμένος, ακολουθούμενος από τη μετατόπιση συχνότητας Raman Nd:YAG και Er:glass και παλμικό CO2 αποστασιομετρητές λέιζερ.
1. Ελαφρύ φορητό αποστασιόμετρο παλμικού λέιζερ
Τα ελαφριά φορητά παλμικά αποστασιομετρικά λέιζερ περιλαμβάνουν χειρολαβές για αναγνώριση πεζικού και πυροβολικού και αποστάσεις λέιζερ-προσδιοριστές στόχων για την αναγνώριση εμπρός και τον έλεγχο εμπρός αέρα (FAC). Για το προαναφερθέν σύστημα, απαιτείται να είναι ευέλικτο, ελαφρύ στην επανάληψη, μικρό σε μέγεθος, χρήση μπαταρίας ως πηγή ενέργειας, υψηλή αξιοπιστία και δυνατότητα συντήρησης και χαμηλό κόστος ενός μόνο προϊόντος.
Κύρια τεχνική απόδοση: το μέγιστο εύρος μέτρησης είναι 4~10km, η ακρίβεια μέτρησης απόστασης είναι ±10m, η συχνότητα επανάληψης είναι απλή και η γωνία απόκλισης δέσμης είναι 1~2mrad. Αξίζει να σημειωθεί ότι δεδομένου ότι ο προαναφερόμενος ανιχνευτής ακτίνας λέιζερ και το σύστημά του συχνά συνεργάζονται στενά με άλλες φιλικές δυνάμεις και δεν εκτελούν μεγάλης κλίμακας εκπαίδευση τεθωρακισμένων δυνάμεων, δεν υπάρχουν συνεργατικοί στόχοι και ο χειριστής δεν φορά προστατευτικά γυαλιά κ.λπ., η ασφάλεια των ανθρώπινων ματιών είναι εξαιρετικά σημαντική. Ως εκ τούτου, αυτός ο τύπος ανιχνευτή εύρους παλμικού λέιζερ έχει αλλάξει σταδιακά από Nd: εύρεση εύρους λέιζερ YAG σε μετατοπισμένη συχνότητα Raman Nd: YAG και Er: γυαλί 1,54μm εύρεσης εύρους λέιζερ με ασφάλεια στα μάτια.
Στο σύγχρονο πόλεμο, οι ανεξάρτητες επιχειρήσεις πεζικού και πυροβολικού έχουν εξελιχθεί σε κοινές επιχειρήσεις ειδικών δυνάμεων που αποτελούνται από πεζικό, πυροβολικό και πεζοναύτες. Το οπλικό σύστημα έχει επίσης υιοθετήσει σταδιακά πολυλειτουργική ολοκληρωμένη υψηλής τεχνολογίας από ένα ενιαίο πυροβολικό εδάφους και αντιαεροπορικό πυροβολικό. Ως εκ τούτου, ο μετρητής απόστασης λέιζερ έχει επίσης αναπτυχθεί από φορητό και φορητό με λειτουργία ενιαίας εμβέλειας σε αποστασιόμετρο λέιζερ, θέαμα ημέρας και νύχτας για στόχευση υπέρυθρων και δείκτη στόχου υπέρυθρων λέιζερ για αποστασιόμετρο λέιζερ, ένδειξη στόχου και υπέρυθρες στοχεύω.
Για παράδειγμα, ο μικρός παρατηρητής υπερύθρων λέιζερ (MELIOS) της Αμερικανικής Εταιρείας Οπτοηλεκτρονικής που χρησιμοποιεί λέιζερ γυαλιού Er: είναι αντιπρόσωπος των πιο προηγμένων αποστάσεων λέιζερ στη σύγχρονη εποχή.
2. Ανιχνευτής απόστασης παλμικού λέιζερ επίγειου οχήματος
Οι παλμικοί αποστασιοποιητές λέιζερ εδάφους περιλαμβάνουν άρματα μάχης, οχήματα μάχης πεζικού (IFV), έλεγχο πυρός, αντιαεροπορική άμυνα, πυροβολικό ή κατευθυνόμενο από πυραύλους έλεγχο πυραύλων και τον επί του παρόντος αναπτυγμένο αποστασιόμετρο λέιζερ εδάφους-προσδιοριστή στόχου κ.λπ.
Η κύρια τεχνική του απόδοση: το μέγιστο εύρος μέτρησης είναι 4~10km, η ακρίβεια εμβέλειας είναι ±5~10m, η ανάλυση στόχος είναι περίπου 20m, η συχνότητα επανάληψης είναι 0,1~1Hz, και η γωνία απόκλισης δέσμης είναι 0,4~1 mrad.
Η εφαρμογή του ανιχνευτή εύρους λέιζερ στο σύστημα ελέγχου πυρός δεξαμενής είναι να παρέχει τις πληροφορίες διόρθωσης υπερυψομέτρου της βαλλιστικής τροχιάς, τις πληροφορίες διόρθωσης αζιμουθίου και τις πληροφορίες απόστασης που προκαλούνται από τον αντίθετο άνεμο ή την κίνηση του στόχου. Το μαχητικό όχημα πεζικού χρησιμοποιεί κυρίως τον ανιχνευτή εύρους λέιζερ για να μετρήσει εάν ο στόχος βρίσκεται εντός της απόστασης του αντιαρματικού πυραύλου και, δεύτερον, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο πυρών όπλων και τη διαλογή στόχων. Προκειμένου ο ανιχνευτής απόστασης λέιζερ να είναι πλήρως αποτελεσματικός στην εμβέλεια οποιουδήποτε στόχου που μπορεί να ανιχνευθεί και να ανιχνεύει παθητικά, να αναγνωρίζει και να ταξινομεί μέσω του συστήματος ελέγχου πυρκαγιάς όλο το εικοσιτετράωρο, αυτά τα συστήματα θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνουν: οπτική σκόπευσης, τηλεοπτικές κάμερες και υπέρυθρες θερμικές συσκευές απεικόνισης (FLIR), κ.λπ. Αυτό είναι ένα σύστημα που χρειάζεται πολύ επειγόντως, αλλά δεν μπορεί να ικανοποιηθεί πλήρως από κανένα ανιχνευτή εύρους λέιζερ μίας λειτουργίας και ενός μήκους κύματος. Σύμφωνα με ξένες αναφορές, η Hughes Corporation των Ηνωμένων Πολιτειών χρησιμοποιεί αποστασιόμετρο λέιζερ Nd:YAG με μετατόπιση συχνότητας Raman, κάμερα τηλεόρασης και υπέρυθρη απεικόνιση για να σχηματίσει το σύστημα αποστασιόμετρου λέιζερ τανκ και τεθωρακισμένων οχημάτων, που είναι ο πιο πρόσφατος εξοπλισμός επί του παρόντος.
Ωστόσο, εάν αυτό το είδος συστήματος χρησιμοποιεί αποστασιόμετρο λέιζερ 1,06μm Nd:YAG, ακόμα κι αν έχει εγκατασταθεί ένα φίλτρο εξασθένησης στον αποστασιόμετρο, μπορεί βασικά να καλύψει τις απαιτήσεις ασφάλειας των ανθρώπινων οφθαλμών κατά την εκπαίδευση του αποστασιόμετρου για συνεργατικούς στόχους. Μετά την επίδειξη, το άρμα και οι χειριστές, οι διοικητές και οι μαχητές των επιχειρήσεων πεζικού θα πρέπει να λάβουν μέτρα για την ασφάλεια των ανθρώπινων ματιών ή να χρησιμοποιήσουν εύρος μήκους κύματος λέιζερ 1,54 μm ασφαλούς για τα ανθρώπινα μάτια, για να πληρούν θεμελιωδώς τις απαιτήσεις για την ασφάλεια των ανθρώπινων ματιών.
3. Αντιαεροπορικό πυροβολικό και αντιπυραυλική άμυνα παλμικό αποστασιόμετρο λέιζερ
Ο ανιχνευτής εύρους παλμικού λέιζερ για αεράμυνα και ο ανιχνευτής παλμικής ακτίνας λέιζερ αεράμυνας για οχήματα μάχης πεζικού με μέτρα αυτοπροστασίας θα πρέπει να λειτουργούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις του συστήματος ελέγχου πυρός και του συστήματος μάχης και να κάνουν ελιγμούς με υψηλή ταχύτητα στον αέρα εντός του απόσταση και ταχύτητα απόστασης Ο στόχος παρέχει σταθερές πληροφορίες παρακολούθησης και πληροφορίες απόστασης για την αντιμετώπιση των απειλών οπλισμένων ελικοπτέρων, αεροσκαφών stealth, πυραύλων κρουζ και πυραύλων κατά της ακτινοβολίας.
Αυτό απαιτεί από τον μετρητή απόστασης λέιζερ να παρέχει σχετικά υψηλό ρυθμό δεδομένων (υψηλός ρυθμός παλμού λέιζερ) και σχετικά υψηλή ακρίβεια απόστασης, όπως μέγιστη εμβέλεια 4~20km, ακρίβεια εμβέλειας ±2,5~5m, και ρυθμό επανάληψης 6~ 20Hz, η γωνία απόκλισης της δέσμης είναι 0,5~2,5mrad, κ.λπ. Ωστόσο, εάν η απόσταση μάχης είναι αρκετά μακριά (περίπου 20 km ή περισσότερο), η πραγματική σύγκρουση σε τόσο μεγάλη απόσταση συμβαίνει κάτω από σαφείς ατμοσφαιρικές συνθήκες , και η ευαισθησία του ανιχνευτή εύρους λέιζερ είναι ελαφρώς υψηλότερη από αυτή του ανιχνευτή εύρους δεξαμενής. Σε ορισμένες εποχές με υψηλή υγρασία ή σε ορισμένες μετεωρολογικές περιοχές υψηλής θερμοκρασίας, λόγω της ισχυρής απορρόφησης των μορίων H2O, η μέγιστη ικανότητα εμβέλειας του παλμικού αποστασιόμετρου λέιζερ μεγάλου μήκους κύματος (όπως 10,6μm CO2) είναι περιορισμένη. Αυτή τη στιγμή, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί το 1.06. Μm Nd:YAG παλμικό αποστασιόμετρο λέιζερ ή παλμικό αποστασιόμετρο λέιζερ με μετατόπιση συχνότητας Raman Nd:YAG και Er:glass (1,54μm).
Για παράδειγμα, η αμερικανική εταιρεία Hughes χρησιμοποιεί τη μετατόπιση συχνότητας Raman Nd: YAG και Er: ο αποστασιόμετρο λέιζερ ανίχνευσης φωτοηλεκτρικής παρακολούθησης από γυαλί είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα του τρέχοντος προηγμένου συστήματος.
4. Αερομεταφερόμενος παλμικός ανιχνευτής εύρους λέιζερ
Το αερομεταφερόμενο παλμικό αποστασιόμετρο λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξοπλίσει οπλισμένα ελικόπτερα με καθοδήγηση πυραύλων και να εξοπλιστεί με αεροσκάφη σταθερών πτερύγων για να μπλοκάρει στόχους όπως υποστήριξη φωτοηλεκτρικών αεροσκαφών και αναχαίτιση επιθέσεων αεροσκαφών και πυραύλων. Αυτές οι τυπικές εφαρμογές χρησιμοποιούν γενικά έναν ανιχνευτή απόστασης λέιζερ 1,06 μm Nd:YAG με δυνατότητες εμβέλειας και κατάδειξης στόχου λέιζερ ή έναν παλμικό αποστασιόμετρο λέιζερ με μετατόπιση συχνότητας Raman που είναι ασφαλής για τα μάτια_που δείχνει σε συσκευές μήκους κύματος 1,54 μm. κ.λπ., για την προστασία των αερομεταφερόμενων συστημάτων για την ολοκλήρωση αποστολών μάχης ή την ενεργή επίθεση σε φωτοηλεκτρικούς στόχους στον αέρα.
Οι κύριες τεχνικές επιδόσεις του αερομεταφερόμενου αποστασιόμετρου παλμικού λέιζερ: μεγάλης εμβέλειας (4~10km για οπλισμένα ελικόπτερα, 10~20km για αεροσκάφη σταθερών πτερύγων), υψηλή εμβέλεια ακρίβεια (±5~10m για οπλισμένα ελικόπτερα), για αεροσκάφη σταθερών πτερύγων είναι ±1~10m), ρυθμός επανάληψης (για οπλισμένα ελικόπτερα είναι 4Hz, για αεροσκάφη σταθερών πτερύγων είναι 5~20Hz), η γωνία διασποράς δέσμης είναι μικρή (για Τα οπλισμένα ελικόπτερα είναι 0,4~1mrad, για 0,1~0,5mrad για αεροσκάφη σταθερής πτέρυγας) και ο αερομεταφερόμενος εξοπλισμός θα πρέπει να είναι μικρός σε μέγεθος, μικρός σε βάρος και κοινόχρηστος με δείκτες αεροπορίας.
Επομένως, το λέιζερ πρέπει να χρησιμοποιεί ένα υψηλής απόδοσης κυκλοφορούν υγρό ως ψύκτη για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις υψηλής ταχύτητας λειτουργίας, διαφορετικά πρέπει να χρησιμοποιεί αέριο ή μικτό ενισχυτή αερίου ψύξης. Προς το παρόν, το σύστημα λέιζερ «Liden» (LANTIRN) που αναπτύχθηκε από τις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιεί τον προσδιοριστή αποστάσεων λέιζερ με μετατόπιση συχνότητας Nd:YAG, που είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα της πολυλειτουργικής και εκτεταμένης αερομεταφερόμενης εφαρμογής των σύγχρονων αποστασιογράφων λέιζερ.
5. Παλμικός ανιχνευτής απόστασης λέιζερ πλοίου
Η ανάπτυξη του αποστασιόμετρου παλμικού λέιζερ πλοίου γίνεται μετά από τον ελαφρύ φορητό, τοποθετημένο σε όχημα και αποστασιόμετρο λέιζερ αεράμυνας και περιλαμβάνει δύο κατηγορίες: επιφανειακό περισκόπιο πλοίου και υποβρύχιο περισκόπιο.
Το αποστασιόμετρο παλμικού λέιζερ επιφανειακής φέρουσας είναι το ίδιο με το αποστασιόμετρο ελέγχου πυρός και λέιζερ αεράμυνας τοποθετημένο στο όχημα όσον αφορά τους δείκτες τεχνικής απόδοσης. Οι απαιτήσεις για όγκο, βάρος, ηλεκτρική απόδοση, ικανότητα συντήρησης και κόστος δεν είναι αυστηρές. Ως εκ τούτου, επί του παρόντος, ένας μεγάλος αριθμός πλοίων του πολεμικού ναυτικού χρησιμοποιείται για τον εξοπλισμό συμβατικού ελέγχου πυρός και αεράμυνας, όπως συστήματα ανάκτησης και παρακολούθησης αεροσκαφών που βασίζονται σε κάλυμμα (σιωπηλό ραντάρ) που αποτελούνται από υπέρυθρη θερμική απεικόνιση, τηλεόραση κ.λπ. παρακολούθηση καιρού και παρακολούθηση εναέριων στόχων και άλλων μοναδικών πλοίων. Οι διαδικτυακές εφαρμογές εμφανίζονται και οι προοπτικές εφαρμογής του είναι αρκετά ευρείες.
Το υποβρύχιο περισκόπιο παλμικό λέιζερ αποστασιόμετρο υιοθετεί επί του παρόντος δύο συνδυασμούς. Το πρώτο είναι να εγκαταστήσετε στο περισκόπιό του τον αποστασιόμετρο λέιζερ, τον ενισχυτή εικόνας και τη θερμική απεικόνιση, ενώ η ένδειξη απόστασης και το κουμπί σκανδάλης τοποθετούνται αντίστοιχα πάνω από το χέρι του χειριστή. ή κοντά. Το πλεονέκτημά του είναι ότι η απώλεια λέιζερ στην οπτική διαδρομή μετάδοσης είναι μικρή, αλλά η δέσμη παρασύρεται και είναι δύσκολο να συλληφθεί ο στόχος. η δεύτερη μέθοδος εγκαθιστά τα πάνω τρία μέρη στο κάτω μέρος του περισκοπίου και η εγκατάσταση, ο εντοπισμός σφαλμάτων και η αποσυναρμολόγηση ολόκληρου του συστήματος είναι πολύ βολικές, αλλά το λέιζερ που χρησιμοποιεί αυτή τη μέθοδο Η δέσμη πρέπει να περάσει μέσα από έναν σωλήνα περισκοπίου μήκους 12 μέτρων και 15 ~20 φακούς, και η απώλεια ενέργειας είναι σχετικά μεγάλη.
Οι κύριες τεχνικές επιδόσεις είναι: εύρος εμβέλειας 300~6000m, ακρίβεια εμβέλειας ±5~10m, συχνότητα επανάληψης 1~5Hz, γωνία απόκλισης δέσμης 1~1,5mrad.
