Адаптивное слежение за воздушно-космическими объектами в наземных лазерных локаторах с управлением излучаемым полем

• Автор: Живицкий, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
1. Принципы построения адаптивных лазерных локаторов слежения за воздушнокосмическими объектами с управлением излучаемым полем.
1.1. Лазерные локаторы наземных комплексов слежения за воздушнокосмическими объектами.
1.2. Влияние атмосферных искажений оптических сигналов на условия слежения за воздушнокосмическими объектами наземными лазерными локаторами

1.3. Применение в наземных лазерных локаторах методов и устройств адаптивной оптики

1.4. Энергетический потенциал наземных адаптивных лазерных локаторов

при работе с воздушными и космическими объектами

Основные результаты и выводы по разделу 1. Постановка задач исследования.

2. Оптимизация динамических характеристик отдельных каналов адаптивного контура управления в адаптивных лазерных локаторах апертурного зондирования.
2.1. Алгоритм апертурного зондирования при управлении излучаемым полем лазерного локатора с многоканальной фазовой модуляцией.
2.2. Связь между операторами и динамическими характеристиками отдельного канала и многоканального адаптивного контура лазерного локатора аппретурного зондирования.
2.3. Анализ условий устойчивости отдельных каналов адаптивного
контура лазерного локатора апертурного зондирования.
2.4 Оптимальный коэффициент усиления отдельного канала адаптивного
контура лазерного локатора апертурного зондирования.
Основные результаты и выводы по разделу 2.
3. Обоснование требований к быстродействию контура управления адаптивным и следящим зеркалами адаптивного лазерного локатора при слежении за объектом в условиях атмосферных фазовых искажений
3.1 Спектральное представление фазовых искажений и корректирующих воздействий в условиях пространственновременных ограничений адаптивного контура
3.2 Исследование качества коррекции атмосферных фазовых искажений адаптивным и следящим зеркалами в условиях пространственновременных ограничений адаптивного контура
3.3 Определение условий достаточного быстродействия адаптивного контура при управлении адаптивным и следящим зеркалами при
коррекции атмосферных фазовых искажений
3.4. Обоснование требований к постоянным времени каналов управления адаптивным и следящим зеркалами наземного адаптивного лазерного
локатора при локации воздушных и космических объектов
Основные результаты и выводы по разделу
4. Разработка методов адаптивного слежения за объектом в адаптивных лазерных локаторах с измерением параметров движения объекта на комбинационных частотах многоканальной фазовой модуляции
4.1. Анализ спектрального состава отраженного от объекта излучения адаптивного лазерного локатора апертурного зондирования.
4.2. Многошкальное измерение угловых координат и дальности до объекта на комбинационных частотах многоканальной фазовой модуляции.
4.3. Реализация метода адаптивного слежения за объектом с измерением на комбинационных частотах угловых координат объекта
4.4. Реализация метода адаптивного слежения за объектом с измерением
на комбинационных частотах дальности до объекта
4.5 Оценка эффективности адаптивного управления излучаемым полем в наземных лазерных локаторах при работе с воздушнокосмическими
объектами
Основные результаты и выводы по разделу
Заключение.
Список литературы


Параметры лазерного источника излучения в значительной степени определяют такие важнейшие характеристики оптиколазерных систем как дальность действия, энергетический потенциал, точность измерения параметров движения объектов. Д ЛЭ, 1. Я рабочая длина волны, диаметр передающей апертуры, при сравнительно малых размерах апертур 5 см возможно формирование узких лазерных пучков зондирующего излучения. Длина волны Я излучения видимого и ИК диапазонов составляет единицы и доли микрометров, и в соответствии с выражением 1. ЛОО5 рад. На практике угловая расходимость излучения лазерного локатора, определяемая выражением 1. Земли. Однако по сравнению с шириной диаграммы направленности радиолокационных систем угловая расходимость зондирующего излучения лазерных локаторов всегда остается достаточно малой, благодаря чему они обеспечивают высокую эффективность решения задач локации удаленных объектов. За счет высокой направленности лазерных пучков уменьшаются энергетические потери при распространении излучения, а высокая монохроматичность излучения лазерного передатчика позволяет эффективно осуществлять спектральную фильтрацию фонового шума на входе оптического приемника. К достоинствам лазерных локаторов по сравнению с радиолокаторами относятся высокие точность и разрешающая способность при измерении дальности и угловых координат объектов, пространственная скрытность узконаправленных лазерных пучков, помехозащищенность и отсутствие проблемы электромагнитной совместимости 1,7. Преимущества и потенциальные возможности лазерных локаторов делают основной сферой их применения наземные комплексы слежения за воздушными и космическими объектами, в составе которых они используются как самостоятельно, так и совместно с радиолокационными системами. Так, в наземных комплексах обзора пространства основной задачей радиолокационных систем, функционирующих в режиме непрерывного обзора, является обнаружение объектов и получение о них координатной информации, а задачей оптиколазерных систем, функционирующих в режимах планового и периодического обзора, является уточнение координатной информации по выбранным объектам и получение о них некоординатной информации. В космических комплексах наземные оптиколазерные системы используются для высокоточного измерения параметров движения космических аппаратов КА и эталонирования измерительных каналов радиотехнических систем. В авиационных комплексах наземные лазерные локационные и навигационные сис
темы используются совместно с аналогичными по назначению радиотехническими системами для обеспечения безопасности полетов 3,6. В состав аппаратуры наземного лазерного локатора в общем случае входят передающий и приемный оптический блоки, система наведения и слежения за объектом, блок обработки, блок управления, индикаторное или регистрирующее устройство. На рисунке 1. Л приведена обобщенная структурная схема лазерного локатора обзора пространства, слежения и измерения координат 6,. Передающая оптическая система 1, лазерный источник излучения 2, модулятор 3 и блок питания 4 образуют передающий оптический блок I. Приемная оптическая система , узкополосный спектральный фильтр , фотодетектор и усилитель видеосигнала образуют приемный оптический блок II. Устройство формирования опорного сигнала 5, блок измерения дальности 6 и блок измерения угловых координат 7 образуют блок обработки III. Зондирующий сигнал лазерного локатора формируется в передающем оптическом блоке лазерным источником излучения 2 и модулятором 3. Оптическая передающая система 1 формирует узконаправленный лазерный пучок подсветки объекта локации. Режим работы лазерного источника 2 обеспечиваются блоком питания лазерного источника излучения 4. В зависимости от задач локации обзор пространства, слежение за объектами, измерение параметров их движения могут использоваться источники импульсного или непрерывного лазерного излучения. Отраженное от объекта локации зондирующее излучение принимается приемным оптическим блоком с помощью приемной оптической системы ,
Рисунок 1.