天基激光告警设备的极低虚警率技术研究

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1、20航天电子对抗第30卷第5期O引言天基激光告警设备的极低虚警率技术研究陈旭，李晓林，张健，刘苗培(中国电子科技集团公司第27研究所，河南郑州450047)摘要：造成天基激光告警设备虚警的外部因素包括空间电磁辐射和高能带电粒子辐射，内部因素是探测和放大电路的噪声。而通过合理的光学滤波设计、检测和放大电路设计、信号处理设计和各种抗辐照设计等措施，可实现天基激光告警设备的极低虚警率指标。关键词：天基；激光告警；虚警率中图分类号：TN977文献标识码：ATheexceedin乎Iowmistakealertratetechnologyresearchofspace-basedlaserala

2、rmdeviceChenXu，LiXia01in，ZhangJian，LiuMiaopei(The27thResearchInstituteofCETC，Zhengzhou450047，Henan，China)Abstract：Theexternalfactorcausingmistakealertofspace_based1aseralarmdeviceincludespaceelectro—magneticradiationandhigh—energyparticle．Thewithinfactorcausingmistakealertofspace。basedlaseralarm

3、deviceisthenoiseofdetectionandamplifycircuitry．Theexceeding—lowmistakealertrateofspace。basedlaseralarmdevicecanberealized，throughthesuitableopticalf订teringdesign、detectionandamplifycircuitrydesign、signalprocessingdesignandmanyanti．radiationdesign．Keywords：space_based；1aseralarm；mistakealertrate随

4、着激光技术的飞速发展，越来越多的激光技术被应用到军事领域，其中高能激光武器的发展尤为迅速，对航天器上搭载的光电载荷有可能构成威胁。目前世界上的高能激光器主要有MIRACL、COIL和EMRLD，波长主要有1．315肛m、2．7肚m和3．8弘m等几种，搜索跟踪用的激光波长一般在o．5～1．06弘m等波段的几个点上。天基激光告警设备的告警波段一般要针对高能激光武器的激光波长设置，而在这些探测波段内，宇宙空间的辐射也可能使告警设备响应而造成虚警。航天器不同于地面常规武器平台，其通常具有战略意义，对航天器的攻击通常视为战争行为。因此，地面常规武器平台如舰艇、装甲战车上装备的激光告警设备与航天器

5、上装载的激光告警设备之间最大的不同之处在于虚警率指标的不同。地面激光告警设备虚警率一般要求≤1次／100h，而天基激光告警设备的虚警收稿日期：2014一07一02；2014一08一05修回。作者简介：陈旭(1970一)，男，高工，主要研究方向为光电对抗。率指标则要远远高于地面激光告警设备。由于天基激光告警设备在整个工作寿命期间是一直开机工作的，要在电磁环境非常恶劣的太空环境下实现极低的虚警率指标，对设备本身的设计提出了非常高的要求。1产生虚警的主要因素天基激光告警设备产生虚警的因素有外部因素和内部因素两部分，如如图1所示。虚警信号外部因素内部因素电磁辐射I空间带电粒7型光电耦合噪声放大

6、电路噪声图1产生虚警信号的因素太阳辐射送星嚣2014(5)陈旭，等：天基激光告警设备的极低虚警率技术研究211．1外部因素1．1．1电磁辐射太阳、地球、月亮和其它深空天体都会向天基激光告警设备所在的空间发射或反射电磁波，这些电磁波频谱很宽，其中包含有天基激光告警设备能够响应的可见光和近中红外频段，在设备运行过程中，有可能因此产生虚警。1)太阳辐射太阳光谱是一个宽光谱，其中o．2～5且m光频谱段的辐射能量占太阳光谱总辐射能量的99％，随着波长增加，相应波长的辐射能量降低，其辐射能量分布如图2所示。宝200≥￡蠢100静怒图2太阳辐射照度光谱分布(大气层外)太阳近似为一个6000K左右的黑

7、体，根据普朗克公式计算出其辐射出射度M(AT)：^彳(AT)=(f1／A5)(exp(c2／AT)——1)一1(1)式中，c，=3．74×104(W弘m4／cm2)为第一辐射常数，c：一1．43×104(肚mK)为第二辐射常数，A为单位波长，T一6000K为地球等效温度。根据能量守恒原理：M(AT)×4Ⅱr2一E，×4Ⅱ扩(2)式中，E为航天器所在轨道高度的单位波长的光辐照度，r一1．39×106km为太阳半径，d一1．5×108km为太阳到地