利用激光的高方向性.ppt

激光自动跟踪雷达 采用四棱镜的脉冲激光跟踪系统 激光引信和引爆 引信工作原理是利用目标与背景之间明显的对比性来鉴别目标的存在。它不断接收来自目标的信号（目标自身转射或被它反射），当信号强度达到一定程度(距离远强度弱，距离近强度大，因此强度大小反映弹和目标的交会状态），该信号就接通引信的起爆电路，进而引发弹丸爆炸。引信装置若是接收无线电信号就叫无线电引信；若是接收红外线或激光，就分别叫红外线引信和激光引信；此外还有声引信、磁引信等。 实际上，引信和制导有许多共同点，所不同的是接收信号若用作制导信息就是制导，若用作引爆弹丸就是引信。因此，引信也有所谓主动式、半主动式之分。另外还有被动式引信，响尾蛇导弹的红外线引信就是典型实例。若红外信号来自敌机尾喷口的红外辐射，则弹丸采取尾追攻击方式。不过激光引信目前多为主动或半主动工作方式。 激光封锁报警嚣 光纤陀螺的信号检测 显然可用测定两路光的光程差△L得到偏航旋转角速度Ω(光速c为常数，面积S已知)。但一般△L值很小，若表现在干涉条纹上(两路光符合相干条件)的变化一般只有几分之一个条纹，测量精度不可能很高。为此，可将很小的光程差从转换成较大的频率差值，这是因为光频率?高达1013-1015赫，微小的光程交化即可导致领率的很大变化。若设m为干涉级(m=1、2、3……)，λ，? 分别为激光波长和频率，则L为 L=mλ=mc/? 或 ?=mc/L 微小的光程差△L将引起光频率?改变△? ，即 △?=?△L/L △?=4SΩ/Lλ Ω=Lλ△?/4S 理论上讲，陀螺在不转动时，两路光的光程、频率、振 幅均相等；当陀螺转动时，由于产生了光程差而频率不再相等，这时将产生与转动角速度Ω成比例的差频△?输出。也就是说，通过测量光频的变化△?，就可以获得精确的航向偏转角速度Ω值。关于△?的测量，目前多用外差探测方法。 上面只讨论了一个转动方向．当在三个互相垂直的平面内构成三个环形激光器时，就能对三个转动方向进行角度测量。环形激光器宜以单纵模式运转，因为多模将使差频输出中渗杂其他频率成分，形成噪言和干扰，影响了监测精度。另外还要求激光频率高度稳定，因为即使很小的频率漂移，都将给飞行器旋转角速度Q的测量计算带来很大的误差。 三、激光陀螺的特点 陀螺分为；机电陀螺、气浮陀螺、液浮陀螺、振动式陀螺、射流陀螺、静电陀螺等多种；其中机电陀螺目前应用较广。机电陀螺由于只采用了一般的滚珠轴承，没有采取特殊措施，所以它无法承受高加速度的冲击。利用气体压力来支承转子的叫气浮陀螺。它的优点是可以在高温、高加速度环境下使用，精度也较高，但加工复杂成本高。液浮陀螺与气浮陀螺类似。振动式有的又叫振梁式陀螺。它与其他陀螺的原则区别在于它的输出信号带有振动特 性，它们大多数没有旋转部分，因此适合于在高加速度环境下工作。利用射流技术测量角速度的叫射流陀螺。它的优点是能抗高加速度过载，抗辐射、耐高温，简单可靠，缺点是反应迟钝、气源必须净化等。 激光陀螺的优点 (1)由于没有一股的高速转动“飞轮”，所以工作可靠性高、结构简单、牢固结实，能承受几千g以上的高加速度，比一般陀螺承受能力高50倍以上，这对适应飞行器发射瞬间的高加速度冲击作用特别有意义。另外，正因为不要转子、轴承等，所以对高角速度相当灵敏，能够测量高转速，这对宇宙导航很有意义。它可以满足用在飞船上的陀螺对高精度的要求。 (2)能测的角速度范围大，可测到12000?／秒，而机电陀螺最大仅可测到400?／秒。 (3)由于反应快，从接通到工作仅需30秒钟，只要一打开开关就能瞬时投入工作，而使用机电陀螺时，由于必须加热，热稳定及平台校淮等过程，一姬需要10-30分钟准备时间。 (4)工作不受环境(比如重力加速度等)影响，因而不必对地球重力场变化作附加修正等。激光陀螺的平均无故障时间可达17000小时，而一船的陀螺仅5000小时。激光陀螺承受速度变化的能力比一般的陀螺高l0倍。 (5)在现代飞行技术中，陀螺常配以电子计算机。将陀螺监测到的数据．馈入计算机计算处理后，产生控制指令信号。激光陀螺可以直接以数字方式输出，很容易同电子计算机配合，适应现代飞行技术的需要。 (6)结构简单，成本低，适于批量生产。据统计，精度相同的激光陀螺约4万美元，液浮陀螺7—8万美元。 光纤陀螺原理 光纤陀螺原理图 光纤陀螺是基于Sagnac 效应，用光纤构成环状光路，组成光纤Sagnac 干涉仪。如下图所示，来自光源的光束被分束器BS1分成两束光，分别从光纤圈的两端耦合进光纤敏感线