第14巷笫2期海军工程太学学报V01．1‘N o．2 2002年4月．J OU R N A L0F N A V A L U NⅣE R S I T Y O F E N G l N E E R I N G A p r．2002
文●■■：1009—3486(2002)02—0046一05
李树山，孙春生
(海军工程大学兵器工程系，湖北武投430033)
■l：介培了扛外警戒曩虼、t光警^摹蟪和紫外'^摹蜕的暮皋原疆、耀剥方法置生晨毫状l止较了连
3 种鼻型棒州方法的优t点{分析了牟基光屯壕奢警^t垃的■构曩茬．掉计了它的生晨越磬．
美■一：扛外警^乐蟪l教光警点摹*I紫外警^摹tI耳‘克电■鲁鲁点熏托l椿一
中■分类母：0噜31．12I．E933．4文t标识一：A
核桃楸皮目前，岸基警戒系统主要由臂达和常规光学仪器组成．前者易受电磁干扰，后者作用距膏受天侯影响丈．因此，传统的岸基警戒系统已越来越不适应现代战争的需要．随着红外、激光、紫外辱被动式摄 测技术的发晨．红外警戒系统、激光警戒系统、觜外警戒系统B在国外发达国家陆续装备、应用．集3种警戒于一体的岸基光电综台警戒系统以其独特的优越性越来越受到各国军方的重视． 1概述
20世圮70年代以来，光电装备以其被动工作，不受电磁干扰等无可比拟的优越性受囊瞢■的认同，已成为一个日新月异、飞速发展的新兴领域．随着光电技术的不断发晨，光电制导武器也鲁舅遢t发展．针对日趋复杂的光电戚胁环境和各类光电武器装备的战术使用特征，以往分散的单个光t 爱、矗立的、一对一的相对独立的探涮技术已不再适应现代战场的需要．目前，国外已出现虹外／激光、慧外／重光探舅识别系统．冷战结束后，美国海军的作战重点从公海区壤转向精海区域“～．结合中■衢■局箨和国际形势，发展探测激光、红外、紫外等主耍波段戚胁的光、机、电一体化的岸基光电壕含警戒纛筑拄术势在必行． 检舅到虹外辐射戚胁并做出告警反应的叫缸外●戒I检舞蓦激光辐射戚胁并做出告警反应的一II 激光警戒·检测到蘩外辐射戚胁并做出告警反应的叫慧外警戒c，]．岸基光电综台警戒幕麓是工作平古t在沿岸的各种单项警戒系统的综合形式．它必缰快速、准确，受到囊胁时毖爰时告●，以便采毫对斑的对抗措施．
2三种典型的警戒系统
2．1红井■疵慕统红外警戒系统是透过探测目标的红外辐射来发现和探测目标的．它的任务主要有
3硪·辱■发射探
测告警，导弹接近撵测告警．辐射嚣定位及辐射分析啪．红外警戒系坑可分为扫描萎和凝视型两类．扫擂型红外警戒系坑采用线列的虹井攥测■，■过光学
系统和探测嚣一起旋转对钶空间进行扫描来探测特定目标．鼍槐童虹外警戒系统采用虹外纛平再器件．焦平面探舅嚣的信号输出一般都是多黯分时复用合成为一路信号输出舶，这种分时复用也可以
藿■为
收一日期：2001—10-17 I●订日期：2001-12-28
作者■介：事树山(1962-)．男。捌教授．硬士．
万方数据
第2期李树山等：岸基先电综分警戒系统发展分析．47．
隋雅韵储奕小说在器件上进行电扫描．眉此，扫描型和凝视塑从理论上说都是扫描，无非一种是机槭扫描，一种墨电
扫描．机械扫描速度慢，帧时(扫描整个视场的时同)一般在1～lo s之间，而后者的杖时一般在30至几百
第一代红外警戒系统是从20世纪50年代中期开始研翻的，这是一种比较简单的红外信号接收机．第二代红外警戒系统是20世纪60年代中期到70年代中期研制的，技术水平发生了飞跃．具有多目标搜索、跟踪和记忆能力，并可适时地配合红外干扰机和红外干扰弹的使用．达到告警和干扰自动交联，攘潮距离达几千米．其典型产品为美国的AN／AAR-34、AN／AAR-44等．第三代红外警戒采麓是20世纪 70年代中后期到80年代末研制的．这代产品冉有全方位的告警能力．可完成对大目标的曩寮、最踩和定位，自动引导干扰系统，用先进的戚像系统曼示清晰的战场情况，目标分辨率选教曩t曩．告警距膏
／＼达10～20^m．其典型产品为美国的AN／ASR-8、法国的VAMPIR等“～．
通过接收和测量来自目标(红外辐射舜)的红外辐射来确定且标的幢f称为无曩审静．簟培毒打外警戒系统无源定位的方法有：利用系统的作用距离方程来确定目标的位置}利用目标像距的大小来估算目标的距离I舅时法被动定位“]．对岸基光电综合警戒系统来说．可采用交叉三角被动定
位法实现较糖确的测距定位．
交叉定位法的蔫距原理如图l所示．两红外探头相距为
机械心脏
b，且与其中心连线的交角分别为el和
以，目标与中点。之间相距为R．
R一—sin—(—0。生q～-62)[sin2赁+si一绣--k si一(见-十岛)]1，土
在目前的激光警戒设备中，CC D成像蛩警戒系统的进晨较引人注目．其典型产品为羹国的HAL,- WR警戒系统，它能实现离轴探测，井具有能截获单次脉冲、虚警率低，角分辨率高等特点．相干型激光警戒系统的典型代表为美国的AN／AVR-2系列产品．二极臂阵列型警戒系统因其成本低、技术赡度小而成为軎国开发、应用量为广泛的一种激光警戒系统[日．
万方数据
·48·海军工程大学学报第ll眷
对激光警戒设备的要求是；方位分辨率高，探测波长范圈竟，灵敏度和单脉冲截获概事商，动态葩圈大以及虐警事低叫．从表1中可以看出成像型光谱识别警戒系统和相干识别型激光警戒系统的性能明显优越于其它类型的警戒系统，但每一种探测方式都有自身的特点，因此一体化多方式警戒为激光警戒系统的发展方向．
2．3 t外蕾戒系统
紫外警戒系统是以紫外线的大气传糖特性为基础的．来袭的敌机或导弹尾焰中的紫外辐射会在工作于“19盲”波段(200～300run)的紫外监视系统上形成。亮点”|而在近紫外段(300～400nm)，近地面的军事目标(如直升机等)改变了大气散射的紫外光分布，因而会在均匀的紫外辐射背量上形成一十“畸点蚍”．利用上述“亮点”和“暗点”就能完戚告警或最踪制导等任务．
目前．紫外警戒系统主要用于对临近导弹的探测、报警．它是利用“日盲区”的觜外波段蠢测导弹的尾焰来发现目标的．与红外警戒相比，由于案外警戒具有虚警事低、不需要冷却、不需要扫描、告警器体积小和重量轻等特点，所以以其独特的优点迅猛发展，在不长舶时间内经历了两代技术革新．第一代觜外型导弹临近警戒系统是以光电倍增蕾为探测嚣的非成像探耐系统．它具有体积小、重量轻．氍虚蕾事和低功耗等特点，但也存在角分辨率低、灵敏度不高等缺陷．其典蛋产品为美国在20世纪80年代后期生产的导弹临近告警系统AAR-47辱．第二代紫外型导弹临近警戒系坑是以多元赡i阵■俘为棱心嚣件的成像蠹探测系统，它的角分辨率高，探滔距离远，可对戚胁源分类识别，并能瓢导红蚪对抗光束，所
以具有优异的技术性毙．其典型产品为美国在90年代生产的导弹临近告警幕坑AAR-$4、A．AR一57 等[．
目前，紫外警戒系统研究的重点如下[．“日：(1)完善紫外线大气传输理论和散射模曩及建立相应的仿真系统} (2)研倒高灵敏度、低噪声紫外撵测器件，尤其是多阳极阵列蛋器件和紫外像增强器，
(3)提高低噪声信息处理毙力，增大探测距离； (4)利用DSP技术和先进算法提高处理速度，达刊
实时性．对导弹飞行中产生的激渡辐射[”“”的研究对于探舅和拦截弹道导弹具有重大意义．■着相关理论
和技术的发展，对激渡的撵测将成为一种重要的探涮方
式． 2．4三种蕾戒技术的比较
蠢光警戒只对激光侦察和激光饼导导弹有效，而对于红外倒导和图像翻导导弹不起作用．红外和鬻外t戒方式由于是分别根据且标的红外和蒙外辐射特征来探一目标的。因此对飞机和任何方式的翻导导弹舞有效，被作为主要的警戒方式．
英国曾对虹外警戒系统和紫外警戒系统的性能特点作过比较实验．缸外警戒系坑的主要优点置：探测距★远，采用双缸外豹警戒系统，8～14pm探舅嚣对处于最后惯性飞行的导弹仍有探蔫■力，其蛱点主要为；虚蕾率高，尤其是在中、低空的情况下(由于地面的虹外源多)}由于需要崩冷，因此在傩积、重量和造价方面都劣于觜外型系统．紫外警戒系统的优点主要是：虞警率低·体积、重量和造债都优于虹外系统I不足是由于受大气紫外散射的影响，作用匪膏不及红外系坑远r”]．
把激光警戒、红外警戒和紫外警戒结合起来，用小墨化、模块化的遗用综合光电警戒结扮．采用多渡
段的光电传感嚣和多种光电信息的融合技术，使备美警戒优势互补，就筮为地面军事平台曩供飞机和精确翻导武器的实时动态信息，岸基光电综合警戒系统就是这样一种系统．
3岸基光电综合警戒系统
3．1螬构曩理
光电综合警戒系统采用宽光谱光学接收系统和分立探测嚣综台处理方式，即用窟光谱光学接收^万方数据
第2期孛树山等：岸基光电艨奢警戒系坑发晨分析一曲·射光辐射，再经过分光光学系统使其分别到达对应的挺渭器P．宴现不同漓露的榛测嚣耐不同键再光辐射的响应．再经过综合处理器根据一定准则，进
行相关数据处理，量终实现光电综台警戒．该系
统由光学系统、光电撵涮系统、综合处理器及显
示控制器等部分组成，光电探涓系统实时截获目
标信息，缘合处理器进行数据练台处理，显示器
实时显示出威胁类型．原理框图如图2所示．
对紫外、激光、红外等光谱范围内的戚胁辐射源信号，用同一光学系统、一个探潮
器进行光母2光电缘舍警戒系兢屎疆
露
电接收探测是一种理想的光电综台探弱方式．但现有的技术却是很难实现的．首先．紫外、蠢光、虹外所涉及的光谱范围不同，在大气中传输特性不周，因此探测目标特性、背景特性也不相同l其次，蕾外，激光、红外波段的戚胁辐射源信号形式不同，对探滔接收要求也不相同，如：激光信号具有相干性，墨几十纳秒的脉冲探测接收．萦外一般是对导弹的羽烟的探测t是光子计数成像接收，而虹外墨热辅射纛接收} 量后，等效噪声辐射度与波长有关，响应时间符合要事的紫外、激光、虹外渡段一体化的搽一嚣囊不存在。在该波段内的撵舅嚣分别属于不同的谱壹，如电真空、真空二扳瞥、光扶型，半导体尊。圈雨赡t：I集成和组台．因此，光、机、电综合探测设计通常采用部分共孔径琥光学通道组合形式t即对信号接收形式进行兼容处理，把符合要求的多渡段的探测器集成并和竟光谱光学接收系统结合．进行光．电壕合设计，对其他不符合要求的波段进行机械综合设计“．
3．2发矗越势
岸基光电综合警戒系统不仅能对光、机、电搽舅嚣有机结合和光电信息数据有效壕合·而且奠使备类探涮器优势互补．资嚣共享，但目前技术还不成熟．在岸基光电综合警戒系坑的发晨方向为t
(1)研制高灵敏度、低噪声的探捌器件，提蠢羁信号探蔫能力，增大探测距离I (2)采用先进的探渭
方法，如多光谱分析技术【，通过系统优化设计提高精度和分辨事· (3)利用D SP技术和先进算法提高数据处理能力，降低生警率，达到适时性| (4)加强红外、慧外图像的敦据融合研究与应甩，达到多种图像信息的综合利用．摄商目标的识捌
能力；
(5)与激光对抗、红外对抗、火控系统组成完整的综合光电火控系统．以实现对来奠目撂的有效摄测、跟踪、识别、干扰和拦截．
4结束语
释德扬岸基光电综合蕾戒系统是光电对抗和国土防卫体熏的重薹组成部分，是国土防卫的重要鼻摩．针对战场光电武器的日新月异，采取有效的探铡手段，探测、识别、爿明光电威胁t发晨先进的光电对抗装备，是提高战场生存力和保卫国土安全的重妥措施．岸基光电综合警戒系统是蔗立在缸外、激光-肇外探潮技术上的综合撵铡形式．睫着备波段糠测技术的发晨和光机结构的优化设计。岸基光电旃合警戒
系坑必棒太大发晨．
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盯¨钉明互I三．脚闭Ⅲ
Rev ie w of coastal phot o el ec t ri c in te gr ate d wa rn in g systems
LI Shu—sh an。SUN Chun-sheng
(Dept．of Weaponry Eng．，Nav al Un iv．of Eng ine eri ngt Wuhan430033，C hi na)
AbstractI I n th i s pape r，the p ri n ci pl e t detecting method a nd developmen t about i n fr a r ed wa r n i n g，l a—s e r warning a n d ul tr avi ol et wa r ni ng a r e intro duce d；t he v i rt u e s a nd d e f ec t s o f three ty pi ca l detection
syst咖are s r e co mp a r e d i t h e comp osi tio n a n d p r in c i pl e o f co a s t al p h o to e l e c t r i c integrated w ar n in g
a r t-
alyz^d，and its dev elopi ng trends is di sc us se d．dna双螺旋
Key w ords：i nfr are d wa rn ing；l as er warn ing；u ltrav iolet w ar nin g；co ast al p h ot o e l e c t r i c integrated wa r ni n g system；detection
(上楼第33
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LI U Qi，HE Li n，S HU L i-ho ng
(Research Inau of Vibration&Noise。Naval Uni v．o f Engineering，Wuha n430033，C hi na)
Abst ract：I n th is p a p e r t a n efficient calculatin g method for f a t ig u e li f e p r e d ic i t i n g u n de r random load· in g i s ana l yz e d．A c co rd i ng t o the d amage p ri n ci pl e of e q u i v a l en t ene rgy，the equivalent c on s t a n t
ded uc ed by introducing some parameters such¨the s t r e s s of t he random l oa d i n g in t h e steady s t a t e is
elas tic strain e n e r g y and pl as ti c strai n e n e r g y absor be d by material．The metho d is p a r ti c u la r l y u se f ul 万方数据
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