一种应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统

本发明属于水下航行器近域非声探测技术，尤其涉及一种应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统。

背景技术：

1、一直以来，水下目标的探测技术受到各海洋大国的重视，并且水下航行器作为水下目标探测的平台，已在民用领域和军事领域得到广泛的应用。水下声探测技术依靠着声波在水中传播距离远、衰减小等得天独厚的优势在海洋观测和水下目标探测中占有很重要的地位,是实现水下目标远场探测的主要手段。但在近场探测中，水下声探测对高速目标的反应能力不足，并且存在探测“盲区”，无法实现对水下目标的精准探测。近年来，海水中蓝绿透光窗口的发现，为水下目标探测开辟了一条新途径。激光具有亮度高、脉冲短、准直度高以及抗干扰能力强等优点，用于水下机动目标的近场探测可以获得比声探测更高的测距、定位精度。激光引信技术充分发挥激光的近距离探测优势，达到提高引信高动作效率降低误动率的目的。

2、声探测技术是水下目标探测的主要手段，但在近程探测中，由于声探测盲区的存在以及响应时间慢的原因，导致声对近程目标的探测能力略显不足。

3、现有技术存在的技术缺陷主要有以下三点：

4、(1)声引信技术在近程末端动作时盲区较大，响应速度慢，引信动作效率较低；

5、(2)磁引信等技术在大型水下航行器和探测水下大体积目标的应用较多，对于体积较小的水下目标的探测能力存在不足；

6、(3)低探测效率和高引信误动率使得水下航行器不能完全发挥其作用，造成较低的经济效益。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术缺陷，提出了一种应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统。

2、为了实现上述目的，本发明提出了一种应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，该系统包括：

3、周向扫描子系统，用于在水下航行器到达距离探测目标的预定距离时，采用同步扫描方式发射探测光束，并接收经探测目标反射的光束；和

4、信号处理子系统，用于对接收的反射光束经光电转换和目标参数解算，实现水下目标的实时探测。

5、作为上述系统的一种改进，所述周向扫描子系统包括间隔120度且距离球心等距离的3个光学窗口，以及设置在球心处的激光发射器、激光接收器、发射平面镜、接收平面镜和扫描直流电机。

6、作为上述系统的一种改进，所述同步扫描方式为：

7、由扫描直流电机控制发射平面镜和接收平面镜的旋转，依次通过每个光学窗口进行激光光束收发操作，实现激光光束全周向动态扫描。

8、作为上述系统的一种改进，所述激光发射器采用532nm的蓝绿激光作为光源，脉冲峰值能量大于200mj，脉冲宽度为10ns～20ns，重复频率为50hz，发散角小于0.1mrad。

9、作为上述系统的一种改进，所述信号处理子系统包括：

10、光电信号转换模块，用于对接收的发射光束进行光电转换；和

11、目标参数解算模块，用于通过数据流水并行化处理，将转换后的电信号进行分块处理，经目标参数解算确定探测目标。

12、作为上述系统的一种改进，所述目标参数解算模块采用n片dsp，每片dsp有m个处理核，n和m根据待处理的电信号数据长度确定。

13、作为上述系统的一种改进，所述系统还包括电源子系统，用于为所述系统供电。

14、与现有技术相比，本发明的优势在于：

15、1、该发明充分利用了激光在近域探测响应速度快，抗干扰能力强的优点，该技术的应用能够实现水下航行器对目标的近距离精准探测，提高引信的响应速度，减低误动率，减小引信误动率，提高水下航行器的经济效益；

16、2、该引信技术是在构建激光探测模块，并在内部建立与其他分系统相应的电气连接，优化目标探测算法，实现激光引信的功能，激光引信技术使得引信集成度更高，在结构相对简单的条件下，实现较为精准、高效的引信功能。

技术特征：

1.一种应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述周向扫描子系统包括间隔120度且距离球心等距离的3个光学窗口，以及设置在球心处的激光发射器、激光接收器、发射平面镜、接收平面镜和扫描直流电机。

3.根据权利要求2所述的应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述同步扫描方式为：

4.根据权利要求2所述的应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述激光发射器采用532nm的蓝绿激光作为光源，脉冲峰值能量大于200mj，脉冲宽度为10ns～20ns，重复频率为50hz，发散角小于0.1mrad。

5.根据权利要求1所述的应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述信号处理子系统包括：

6.根据权利要求5所述的应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述目标参数解算模块采用n片dsp，每片dsp有m个处理核，n和m根据待处理的电信号数据长度确定。

7.根据权利要求1所述应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，其特征在于，所述系统还包括电源子系统，用于为所述系统供电。

技术总结
本发明属于水下航行器近域非声探测技术，尤其涉及一种应用于水下航行器的激光引信近距实时探测系统，该系统包括：周向扫描子系统，用于在水下航行器到达距离探测目标的预定距离时，采用同步扫描方式发射探测光束，并接收经探测目标反射的光束；信号处理子系统，用于对接收的反射光束经光电转换和目标参数解算，实现水下目标的实时探测。本发明充分利用了激光在近域探测响应速度快，抗干扰能力强的优点，本发明的系统能够实现水下航行器对目标的近距离精准探测，提高引信的响应速度，减低误动率。

技术研发人员：郝程鹏,马治勋,徐达,宿晓静,朱东升,闫林杰
受保护的技术使用者：中国科学院声学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13