基于激光主動探測的“貓眼效應”研究

李旭東,米建軍,茹志兵,張安峰,胡正良,周新妮,李寶珺,張琬琳,劉 兵

(西安應用光學研究所，陜西 西安 710065)

引言

現代戰爭中，大量的光電偵察、瞄準、火控、制導儀器等信息化裝備得到普遍應用，光電系統已成為作戰部隊的重要裝備手段，與敵方的光電對抗也逐漸提上日程。借助敵方光學、光電裝置對照明激光的光路可逆原理(貓眼效應)，采取相應的光電探測方式，在復雜背景中找出敵方觀瞄裝置成為光電對抗的研究重點[1-5]。自發現“貓眼效應”開始，許多專家學者對基于“貓眼效應”的激光主動偵察技術、迎面觀瞄光電裝置的“貓眼效應”原理、 光電裝置“貓眼效應”影響因素及模擬“貓眼效應”的方法等進行了詳盡研究[6-16]。發現評價迎面觀瞄光電裝置“貓眼效應”的主要參數是反光指數，是迎面觀察光電裝置的內部特性，由其光學系統的內部結構參數決定。文章通過反光指數數學模型的建立，建立起探測裝置探測距離數學模型，并進行了數值模擬和實驗，通過實驗驗證了建立的數學模型的正確性。

1 基于“貓眼效應”的激光主動探測數學模型建立

1.1 反光指數數學模型建立

如圖1所示，以被照明的光電觀瞄裝置光軸為主坐標軸建立直角坐標系，其反光指數物理意義是指在一定照射角ψ、觀察角φ和反射角Θ下照明并探測目標時，返回觀察方向的光強I(e,ψ)(W/sr)與光電觀瞄裝置入瞳處的照度E(W/m2)之比：

R(e,ψ)=I(eψ)/E

(1)

圖1 基于“貓眼效應”的激光主動探測原理示意圖Fig.1 Diagram of active laser detecting based on cat’s-eye effect

式中：ψ是光電觀瞄裝置光軸與光電觀瞄裝置入瞳中心和照射源中心連線之間的夾角；……