光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用(文件)
【正文】 圖 2激光陀螺結(jié)構(gòu)示意凰 在軍事應(yīng)用中 ,激光陀螺有著廣泛的用 途 ,圖 3示出激光陀螺可能的應(yīng)用范圍 .從 圖示可見 ,陸軍導(dǎo)彈的工作環(huán)境最惡劣 ,空 軍飛機慣導(dǎo)要求的精度最高 ,大圓圈是目前 圖 3激光陀螺的軍事應(yīng)用 ●『 激光陀螺灼可能應(yīng)用范圍 ,包括飛機慣性基 準系統(tǒng) ,戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈制導(dǎo) ,飛行控制用的姿態(tài) 和速率敏感 ,再入運載器制導(dǎo) ,巡航導(dǎo)彈制 導(dǎo)和高度精確指向及跟蹤系統(tǒng) .就現(xiàn)階段而 言 ,激光陀螺的主要應(yīng)用是捷聯(lián)式導(dǎo)航 ,現(xiàn) 介紹一種捷聯(lián)式激光陀螺慣導(dǎo)系統(tǒng) ,它由一 組捷聯(lián)式激光陀螺 ,一組捷聯(lián)式加速度計和 一 個導(dǎo)航計算機組成 .激光陀螺和加速度計 向?qū)Ш接嬎銠C提供精密的沿橫滾 ,俯仰和偏 航軸的角速度和加速度信號 ,在計算機中 , 對這 些信號的系統(tǒng)誤差進行補償 .在三軸姿 態(tài)積分計算中 .采用補償后的信號來計算飛 機相對于地垂線 /方位座標系統(tǒng)的姿態(tài) . 六十年代初 ,激光器問世不久 ,美凰和 蘇聯(lián)等國家就開始進行空問光通信的基礎(chǔ)研 究工作 .盡管目前光通信的重點已轉(zhuǎn)移到光 纖通信上 ,激光通信仍具有寬帶寬 (Gbit/s 級 ),發(fā)射天線小 ,保密性好和抗干擾能力 強等優(yōu)越性 .空間光通信仍是一個發(fā)展方 向 ,特別是軍事目的通信 . 空間光通信的光源有下列三種 t (1)氣體激光器 :以 He—Ne 激光器和 COz激光器為主 .He—Ne 激光器適合于作 模擬系統(tǒng)的光源 CO:激光器具有大發(fā)射功 率的優(yōu)點 ,在空間光通信中有較大的工程實 用價值 . (2)固體激光器 :適用于空間光通信 的固體激光器是 Nd:YAG 激光器 . (3)半導(dǎo)體激光器 ,隨著半導(dǎo)體激光 器的迅速發(fā)展 ,空間光通信用的光源將從氣 體 ,固體激光器轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體激光器 ,這是 由于半導(dǎo)體激光器體積小 ,重量輕 ,效率高 , 可靠性高 ,壽命長 ,韭能進行直接調(diào)制 ,所 以高功率半導(dǎo)體激光二投管已成為當(dāng)前空間 光通信的重要光源 . 近年來 ,美 ,蘇 ,日和西歐一些國家對 空間 光通信的研究十分活躍 .下面介紹幾個 部門的研究動向 . 美國航空航天局 (NASA).NASA近幾 年主要開展先進通信技術(shù)衛(wèi)星 (ACTS)的 光通信鏈路的研究 ,在美空軍的協(xié)助下 ,與林 肯實驗室聯(lián)合進行實驗工作 .在該工程系統(tǒng) 中 ,林肯實驗室和哥達實驗室分別負責(zé)相干 光通信鏈路和直接檢測半導(dǎo)體激光通信鏈路 的研究 ,這兩個系統(tǒng)都采用 GaAIAs 激光 二極管作為光源 .1991年發(fā)射的 ACTS將 上述系統(tǒng)首次用于空一地通信 . 美空軍 .1971年美空軍與 NASA聯(lián)合 制定了以激光通信為主的計劃 ,其主 要內(nèi) 容是組建高速空間激光通信岡 ,包括高軌道 同步衛(wèi)星一低軌道同步衛(wèi)星以及飛機之間的 通信 ,以 Gbit/s 速率進行傳輸信息 . 帶有核彈頭導(dǎo)彈的核潛艇可在 390~400 121 深海水中活動數(shù)月 ,這種隱蔽性使其具有 極大的威懾力量 .目前 ,世界上 40 多個國 家共擁有 950 多艘潛艇 ,其中核潛艇約 350 艘 .這些遠離基地的潛艇在執(zhí)行任務(wù)時 ,如 何與基地取得聯(lián)系 ,尤其在深海高速行 駛中 能否及時收到信號是個重要問題 .通常 ,潛 艇的通信方式是定期地浮到天線露出的深度 將天線升出水面 ,這種通信方式容易被發(fā) 現(xiàn) .盡管后來使用超低頻發(fā)射臺 ,可與海下 120m潛艇進行通信 ,但發(fā)射臺設(shè)備過于龐 大 ,天線長達 100 多公里 .每分鐘只能傳送 lbit信息 ,三個字母的命令至少要 15 分 鐘 .這種巨大的設(shè)施很難防止外部的攻擊 , 速率之慢只能起傳呼作用 ,不能進行實時指 揮 ,尋求新的通信方式成為重要的研究課 題 . 七十年代后期 ,勞倫斯 ?利弗奠爾實驗 室辯學(xué)家威爾 ?伍德首先提出了藍綠光對 潛 通信的設(shè)想 .在深海中 ,沒有泥沙及人工污 染時 ,光在水下最佳的傳輸波段是藍綠光 (～ ),藍綠光在水中能穿透 千米左右 .這一特性與低頻電磁渡相比 ,具 有很大的吸引力 ,完全滿足對潛通信的水下 5 傳輸距離 .研究表明 ,藍綠光對潛通信有兩 種方案 ,一種是衛(wèi)星 /潛艇通信 ,另一種稱 之為 ”陸基 ”方案 .”陸基方案是將激光 光源放在陸地上 ,在衛(wèi)星上裝有可以掃描的 反射鏡 ,將激光反射到潛艇所在海域 ,與潛 艇通信 .經(jīng)過十多年的研究 ,認為衛(wèi)星 /潛 艇通信更為理想 .1980年美 國在夏威夷多雨 地區(qū) ,成功地進行了 2800m高空與海水中通 信試驗 .1981年 5月 ,在美屋西海岸附近的 加利福尼亞州圣地亞哥海域 ,用 T一 39 飛機 在 12km高空與水下 300m深處的 ”海豚號 潛艇進行了直接通信 ,晝夜效果良好 . 藍綠光對潛通信的關(guān)鍵部件是藍綠光激 光光源表 2列出可供選用的藍綠光光源 . 就目前水平而言 ,XeCl激光器是候選光源 之一 . 裹 2對潛通信的藍綠光光源 徽 光 器 器 { 平 均 功 率 (w) 一J——.————————...........................................一 1zo Cu蒸氣 510500010 ?瀲光器 Nd:YAG100MW 倍頻固體 530100 激光器 (蜂值功率 ) XeC1泵浦 蒸氣激 459100 光器 (峰值功率 ) HgBr5011～ 2104(峰值功率 )激光器 三 ,軍用夜視系統(tǒng) 軍用夜視系統(tǒng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭不可缺少的武 器系統(tǒng) ,世界各屋對軍用夜視技術(shù)及其裝備 的研究都給予高度重視 ,韭繼續(xù)裝備各種武 器系統(tǒng) ,在火控 ,跟蹤 ,制導(dǎo) ,反制導(dǎo) ,偵 察 ,監(jiān)視中發(fā)揮巨大的作用 .目前的夜視技 術(shù)包括微光夜視和紅 外夜視兩大類 . 徽光夜視是六十年代發(fā)展起來的 ,其主 要軍事應(yīng)用是夜視眼鏡 ,武器瞄準器 ,直升 6 機和裝甲車輛駕駛員夜間顯示器 ,夜間觀察 監(jiān)視等 .
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