脉冲激光测距仪的类型分类及应用分析

发布时间:2023-05-23  

  脉冲激光测距仪作为军用装备器材,发展于60 年代初。经过30 多年的开发、研制和装备,目前国外已完成了“手持式、脚架式、潜望式、坦克、装甲、水面舰载、潜艇潜望、高炮、机载、机场测云、导弹和火箭发射、人造卫星、航天器载”等约十三大类400 多个品种和型号,其中装备量最大的是以Nd∶YAG 为器件的固体脉冲激光测距仪,其次是喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃以及CO2 脉冲激光测距仪。


  1.轻型便携式脉冲激光测距仪

  轻型便携式脉冲激光测距仪包括步兵和炮兵侦察用的手持式以及前沿侦察和前沿对空控制(FAC)双用途的激光测距仪―目标指示器。对上述用途的系统,要求机动灵活、重复轻、体积小、用电池组作电源、可靠性和维修性高以及单一产品的成本低等。


  主要技术性能:最大测程4~10km,测距精度±10m,重复频率为单次,束散角1~2mrad。值得关注的的是,由于上述激光测距仪及其系统常与其他友军密切配合作战且不带装甲部队大范围训练以及无合作目标、操作手不带防护目镜等,人眼安全极为重要。因此,这类脉冲激光测距仪已逐渐由装备Nd∶YAG 激光测距仪改为喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃1.54μm 的人眼安全激光测距仪。


  在现代战争中,由以前单一的步兵、炮兵独立作战发展到有步兵、炮兵和海军陆战队组成的特种部队联合作战,武器系统也由单一的地炮、高炮逐渐采用多功能综合高技术。因此激光测距仪也由单一测距功能的便携式、手持式发展到激光测距、红外瞄准的昼夜观测仪以及激光测距、目标指示、红外瞄准的激光红外目标指示器等。


  如美国光电公司采用Er∶玻璃激光器的小型激光红外观测仪(MELIOS)是当代较先进激光测距仪的代表。


  2.地面车载脉冲激光测距仪

  地面车载脉冲激光测距仪包括坦克、步兵战车(IFV)、火控、对空防御、火炮或导弹制导火控以及目前发展的地面车载激光测距仪―目标指示器等。


  其主要技术性能:最大测程4~10km,测距精度±5~10m,目标分辨约20m,重复频率0.1~1Hz,束散角0.4~1mrad。


  激光测距仪在坦克火控系统中的应用是提供弹道轨迹的超仰角修正信息和因逆风或目标移动引起的方位角校正信息以及距离信息。步兵战车主要是使用激光测距仪去测量目标是否在反坦克导弹的距离内,其次用于枪炮火控和对目标的分选。为了做到激光测距仪完全有效地对任何能探测到的目标测距以及通过火控系统全天候被动探测、识别和分选,这些系统还应包括:瞄准光学系统、电视摄像机和红外热成像仪(FLIR)等。这是目前非常迫切需要的但不可能通过任何单一功能和单一波长激光测距仪能完全满足的系统。据外刊报道,美国休斯公司采用喇曼频移Nd∶YAG 激光测距、电视摄像和红外成像组成的坦克、装甲车激光测距仪系统是目前最新型的设备。


  但是这种系统若采用1.06μm 的Nd∶YAG 激光测距,尽管在测距仪上装上衰减滤光片,对合作目标测距训练时已基本达到人眼安全要求,而经论证后的坦克和步兵作战的操作人员及指挥、作战人员应采取人眼安全措施,或者采用人眼安全的1.54μm 激光波长测距,从根本上实现对人眼安全的要求。


  3.对空火炮和导弹防御脉冲激光测距仪

  对空防御的脉冲激光测距仪以及采用了自保护措施的步兵战车对空防御脉冲激光测距仪均应按火控系统和作战系统的要求工作,在距离和距离速率以内对空中高速机动目标提供稳定的跟踪信息和距离信息,以对抗武装直升机、隐身飞机和巡航导弹、反辐射导弹的威胁。


  这就要求激光测距仪提供比较高的数据率(高的激光脉冲速率)和相当高的距离精度,如最大测程为4~20km,测距精度为±2.5~5m,重复频率为6~20Hz,束散角为0.5~2.5mrad 等。然而,若其交战距离相当远(约达20km 以上),这么远的距离实际对抗出现在不模糊的大气条件下,仅要求激光测距仪的灵敏度比坦克测距仪稍高一些;若在某些高湿度季节或某些高温度气象区域内,由于很强的H2O 分子吸收,限制了长波长(如10.6μm 的CO2)脉冲激光测距仪最大测距能力的发挥,此时,应采用1.06μm 的Nd∶YAG 脉冲激光测距仪,或者采用喇曼频移Nd∶YAG 及Er∶玻璃(1.54μm)的脉冲激光测距仪。


  如美国休斯公司采用喇曼频移Nd∶YAG 和Er∶玻璃的光电跟踪探测激光测距仪是目前先进系统的典型示例。


  4.机载脉冲激光测距仪

  机载脉冲激光测距仪可以用来装备武装直升机的导弹指令制导和装备固定翼飞机,用于封锁支援的光电飞行器等目标以及拦截飞机和导弹的攻击。这些典型应用一般采用1.06μm的Nd∶YAG 激光测距仪并具有激光测距和目标指示的能力,或者采用1.54μm 波长的人眼安全喇曼频移Nd∶YAG 脉冲激光测距仪_目标指示器等,以保护机载系统完成作战任务或主动攻击空中的光电目标。


  机载脉冲激光测距仪的主要技术性能:测程远(用于武装直升机为4~10km,用于固定翼飞机为10~20kM)、测距精度高(用于武装直升机为±5~10m,用于固定翼飞机为±1~10m)、重复频率(用于武装直升机为4Hz,用于固定翼飞机为5~20Hz)、束散角小(用于武装直升机为0.4~1mrad,用于固定翼飞机为0.1~0.5mrad),同时机载设备应体积小、重量轻并要与航空指示器共用。


  因此,激光器必须使用高效循环液体作冷却器,以适应高的运转速率要求,否则要采用气体或混合气体升压冷却。目前,美国研制的“利登”激光系统(LANTIRN)则采用喇曼频移Nd∶YAG 激光目标指示器测距仪,是现代激光测距仪多功能化并扩大机载应用的典型示例。


  5.舰载脉冲激光测距仪

  舰载脉冲激光测距仪的发展在轻型便携式、车载和对空防御激光测距仪之后,它包括水面舰载和潜艇潜望两大类。


  水面舰载脉冲激光测距仪在技术性能指标方面与车载火控和对空防御激光测距仪相同,在环境使用方面要适应舰载海空、海面以及海上盐雾的荷刻要求,而在体积、重量、电效率、维护保养能力和成本等方面的要求又不苛刻。因此,目前大量用来装备常规火控和对空防御的海军舰只,如掩护(无声雷达)舰载飞机回收和与红外热成像、电视等组成跟踪系统,全天候监视和跟踪空中目标等独特的舰上应用正在出现,其应用前景相当广泛。


  潜艇潜望脉冲激光测距仪目前采用两种组合方式,第一种将激光测距仪、图像增强器和热成像仪装于其潜望镜中,而距离显示器、触发按钮等分别装于操作手上方或附近。其优点是传输光路中激光损耗小,但光束飘移,不易捕获目标;第二种将上面三部分均装在潜望镜底部,整个系统的安装,调试、拆卸均很方便,但采用这种方法的激光束要通过12m 长的潜望镜管和15~20 块透镜,能量损耗较大。


  主要技术性能是:测距范围300~6000m,测距精度±5~10m,重复频率1~5Hz,束散角1~1.5mrad。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

相关文章

    利用红外线测距或激光测距的工作原理是怎样的;1.利用红外线测距或激光测距的原理是什么测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c = 299792458m/s 和大......
    功能就是测量距离,但其实随着越来越多测距行业的技术人才和企业积极研发,激光测距仪的综合性能越来越丰富,不再仅仅局限于测量距离。 那么,激光测距仪分哪几种?通过什么原理实现测量?具备什么样的特点、功能......
    在使用中需要实时、准确地测量激光光束能量强度,才能准确测出距离。激光测距仪核心技术原理涉及到激光器、接收光电二极管、光路及算法的选择搭配。根据激光器和光电二极管的组合,技术路线分为固体激光器+APD方式......
    作为一项现代科技高精尖技术手段,其先进技术的研发和突破,有利于进一步推进“科技强国”建设。 众所周知,激光测距仪在使用中需要实时、准确地测量激光光束能量强度,才能准确测出距离。激光测距仪核心技术原理涉及到激光器、接收......
    脉冲激光测距仪的类型分类及应用分析;  脉冲激光测距仪作为军用装备器材,发展于60 年代初。经过30 多年的开发、研制和装备,目前国外已完成了“手持式、脚架式、潜望式、坦克、装甲、水面舰载、潜艇......
    激光测距传感器的工作原理是什么?如何选择合适的传感器?;的工作原理本文引用地址:激光采用非接触式测量原理,测量精度高,适合用于物体识别以及位移、位置和距离测量。威格勒的采用激光三角测量和光飞行时间测量两种工作原理......
    激光测速仪的基本原理和具有哪些应用特点;激光测速仪是采用激光测距的原理激光测距(即电磁波,其速度为30万公里/秒),是通过对被测物体发射激光光束,并接收该激光光束的反射波,记录该时间差,来确......
    望远镜式激光测距仪与手持激光测距仪区别;激光测距是以激光器作为光源进行测距的。根据激光工作的方式,可以分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态,用于相位式激光测距......
    束的回波信号来获取目标信息,所以还可实现全天候的工作。不过,激光雷达易受大气条件以及工作环境的烟尘影响,要实现全天候的工作环境在目前来讲还是最困难的事情。 原理 实际上,激光雷达技术的前提是激光测距技术。我们通常能见到的测距......
    系统可以测量4米的距离,精确度为3毫米。本文引用地址:超声波测距仪的原理 一般来说,距离可以用脉冲回波和相位测量法来测量。在这里,可以用脉冲回声法测量距离。超声波模块向物体发射信号,然后......

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>