CN103994693B - 激光引导式激光攻击系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光技术领域，具体为一种激光攻击系统。激光引导式激光攻击系统包括攻击性激光器系统，还包括激光雷达系统，激光雷达系统包括一雷达激光器和一激光雷达接收系统；包括至少两个攻击性激光器系统，攻击性激光系统包括一与雷达激光器匹配的校准雷达接收系统；校准雷达接收系统连接控制系统，控制系统分别连接攻击性激光器和云台。通过上述设计，允许两个以上的攻击性激光器系统同时对准攻击目标。在发起攻击时，激光的发射功率可以达到单个攻击性激光器系统的数倍。攻击力度大大增强。可以有效克服现有的单个攻击性激光器功率小、体积大、电能集中供应难度大、布局不方便等缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光技术领域，具体为一种激光攻击系统。
背景技术
宇宙中小行星或其他飞行物，有时会对地球造成威胁。经常会有流星闯入大气层，形成陨石对地面造成微弱撞击。近代已经有几颗体积较大的小行星与地球擦肩而过，好在有惊无险。俄罗斯科学家推算，小行星″阿波菲斯″有可能在2032年撞击地球。美国国家航空航天局对这一计算表示怀疑，认为相撞不太可能，指出即便到2068年，″阿波菲斯″撞击地球的几率只有三十三万分之一。
不管科学家们对于″阿波菲斯″撞击地球的推算是否准确，构建应对小行星撞击的技术方案必不可少。
随着激光技术的发展，激光武器是作为攻击对地球构成威胁的小行星的首先工具之一。由于距离小行星较远，并且大气层中不同的气流层会对所发射的激光束造成难以预测的折射，并且折射情况可能瞬息万变，因此很难实现对小行星的瞄准射击。另外，由于小行星运行速度很快，即使通过已有的瞄准系统对小行星进行了瞄准，从确认瞄准，到启动激光武器完成发射，因为存在时间延迟，也很可能无法完成准确射击。
除小行星外，其他构成威胁的飞行物同样存在上述问题。比如卫星，特别是已经损毁的卫星，或者其他太空垃圾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光引导式激光攻击系统，以解决上述技术问题。
激光引导式激光攻击系统包括攻击性激光器系统，所述攻击性激光器系统包括攻击性激光器、云台，以及控制系统，其特征在于，
还包括一引导激光系统，所述引导激光系统包括雷达系统，所述雷达系统包括一激光雷达系统，所述激光雷达系统连接一信号处理系统；所述激光雷达系统包括一雷达激光器和一激光雷达接收系统；
包括至少两个所述攻击性激光器系统，所述攻击性激光系统包括一与所述雷达激光器匹配的激光雷达接收系统，作为校准雷达接收系统；
所述校准雷达接收系统连接所述控制系统，所述控制系统分别连接所述攻击性激光器和所述云台；
所述引导激光系统通过所述雷达系统寻找攻击目标，并启动所述激光雷达系统，用雷达激光器对所述攻击目标进行照射，在所述攻击目标上形成光照点，作为引导光照点；
至少两个所述攻击性激光器系统通过所述校准雷达接收系统搜索带有引导光照点的所述攻击目标，从而为所述控制系统通过控制云台将所述攻击性激光器对准所述攻击目标提供位置数据。
通过上述设计，允许两个以上的攻击性激光器系统同时对准攻击目标。在发起攻击时，激光的发射功率可以达到单个攻击性激光器系统的数倍。攻击力度大大增强。可以有效克服现有的单个攻击性激光器功率小、体积大、电能集中供应难度大、布局不方便等缺点。
所述攻击性激光器系统还包括一校准激光器系统，所发射的激光信号符合所述激光雷达接收系统的接收条件；所述校准激光器系统的校准激光器与所述攻击性激光器发射方向一致。
在所述攻击性激光器系统瞄准所述攻击目标时，启动所述校准激光器对攻击目标进行照射，形成一光照点，作为校准光照点，所述引导激光系统的所述激光雷达接收系统接收到所述校准光照点的信号时，所述信号处理系统判断为所述攻击性激光器系统瞄准所述攻击目标。从而形成瞄准反馈。
所述信号处理系统中设置有攻击性激光器系统启动数量，在有达到数量设定值个数的攻击性激光器系统瞄准所述攻击目标时，所述信号处理系统发出火控信号，以便控制所述攻击性激光器系统发起攻击。
所述信号处理系统通过所述雷达激光器发射火控信号；所述攻击性激光器系统接收到所述火控信号后发起攻击。
所述雷达激光器发射出的火控信号照射到所述攻击目标上，被反射后由所述攻击性激光器系统的光信号接收系统接收。进而实现火力控制。
所述攻击性激光器系统的所述数据光信号接收系统可以为一装有望远镜的光学成像系统，也可以直接采用所述校准雷达接收系统。
通过上述设计，可以实现用光信号发射火控信号，因为光速极快，可以使多个瞄准的攻击性激光器系统最大限度的同步工作，同步发射攻击性激光光束，进而增强攻击效力。
另外，通过激光光信号发射火控信号，可以避免火控信号被截获或者干扰。
所述激光雷达系统的所述雷达激光器连接所述信号处理系统，所述信号处理系统在所述雷达激光器上加载具有频率的振荡信号。使所发射的激光信号具有频率，甚至可以携带数字信息。
所述校准激光器系统，设有一产生振荡信号的振荡信号源，所述振荡信号源连接所述校准激光器，在所述校准激光器上加载所述振荡信号。
加载在所述雷达激光器上的振荡信号与加载在所述校准激光器上的振荡信号频率不同。优选频率相差两倍以上。以便于区分开叠加在一起的光信号。
至少两个所述校准激光器系统的加载在所述校准激光器上的振荡信号频率不同。优选频率相差两倍以上。以便于区分开叠加在一起的光信号。
所述攻击性激光器系统还包括一摄像系统，所述摄像系统摄取所述校准激光器在所述攻击目标上形成的校准光照点，并成像；所述控制系统中设有一微型处理器系统，所述微型处理器系统连接所述摄像系统，并接收所成像的信号，通过所述成像的信息判断所述校准光照点的角度，并调整所述云台带动所述攻击性激光器转转动，朝向趋向所述校准光照点的角度。
所述摄像系统至少两次摄取所述校准光照点，并成像，所述微型处理器系统至少两次调整所述云台。以便于逐步多级校准。
所述微型处理器系统根据至少两次成像计算所述攻击目标的移动轨迹，以便于进行追踪。
在启动所述攻击性激光器后，所述微型处理器系统根据所述移动轨迹继续调整所述攻击性激光器的发射方向，以便于攻击性激光更长时间照射在所述攻击目标上。
所述摄像系统的视角大于5度，以便于大面积成像。
所述摄像系统的视角小于20度，以便于减少数据量。
可以以所述成像的信息进行粗调，然后启动所述校准雷达接收系统搜索所述校准光照点，进行细调。进而进行精确瞄准。
所述校准激光器为一红外激光器。所述红外激光器的光为808~980nm的光波。以减少自然界光信号干扰。
所述摄像系统为一与所述红外激光器匹配的红外摄像系统。以减少自然界光信号干扰。
所述引导激光系统的所述雷达系统还包括一电磁波雷达系统，首先用电磁波雷达系统，测定目标物的大体位置；然后用激光雷达系统在电磁波雷达系统所测定目标物的大体位置的基础上，精确测定目标物位置。通过电磁波雷达系统和激光雷达系统相配合，以减少精确瞄准时间。通过激光雷达系统最好只是对所述攻击性激光器的发射方向进行微调。
所述攻击性激光器与所述校准激光器共用一谐振腔。在共用一谐振腔的情况下，便于保证所述攻击性激光器的发射方向与所述校准激光器的激光发射方向精确一致。进而保证射击的精确性，以满足射击远程高速移动目标物的要求。
所述攻击性激光器和所述校准激光器共用激光工作介质和激励源，所述激励源连接一功率控制系统，所述功率控制系统具有小功率工作状态和大功率工作状态；所述功率控制系统处于小功率工作状态时，产生所述校准激光器的激光信号；所述功率控制系统处于大功率工作状态时，产生所述攻击性激光器的攻击性激光束。
通过相同的激光工作介质产生的激光的波长相同，因此在大气层的影响下产生的折射情况相同，以便进一步提高射击精度。
所述引导激光系统的所述激光雷达系统的雷达激光器采用一所述攻击性激光器系统中的校准激光器；所述激光雷达系统的激光雷达接收系统采用一所述攻击性激光器系统中的校准雷达接收系统。
从而将所述引导激光系统整合到一所述攻击性激光器系统中，以便于简化系统。
至少两个所述攻击性激光器系统采用同一电源供电。
至少两个所述攻击性激光器系统不采用同一电源供电，以降低单个电源负担。
至少两个所述攻击性激光器系统位置相差一公里以上。以避免受到攻击时造成集中损坏，影响使用。优选至少两个所述攻击性激光器系统位置相差十公里以上。
至少三个所述攻击性激光器系统排布在一公里以内，形成一攻击性激光器系统小组，以便于集中化管理，和消除因距离过远环境不同造成的影响。
一所述攻击性激光器系统小组内的各个所述攻击性激光器系统的所述控制系统，连接到一所述中控系统，以便于集中管理。
一所述所述攻击性激光器系统中设有至少两个所述攻击性激光器，以便于提高发射功率。
附图说明
图1为本发明的基本系统结构示意图；
图2攻击性激光器系统发射角度调整流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1，激光引导式激光攻击系统包括攻击性激光器系统1，攻击性激光器系统1包括攻击性激光器11、云台12，以及控制系统13。还包括一引导激光系统，引导激光系统包括雷达系统，雷达系统包括一激光雷达系统2，激光雷达系统2连接一信号处理系统21。激光雷达系统2包括一雷达激光器22和一激光雷达接收系统23。
包括至少两个攻击性激光器系统1，攻击性激光系统包括一与雷达激光器22匹配的激光雷达接收系统，作为校准雷达接收系统14。校准雷达接收系统14连接控制系统13，控制系统13分别连接攻击性激光器11和云台12。
引导激光系统通过雷达系统寻找攻击目标，并启动激光雷达系统2，用雷达激光器22对攻击目标进行照射，在攻击目标上形成光照点，作为引导光照点。至少两个攻击性激光器系统1通过校准雷达接收系统14搜索带有引导光照点的攻击目标，从而为控制系统13通过控制云台12将攻击性激光器11对准攻击目标提供位置数据。
通过上述设计，允许两个以上的攻击性激光器系统1同时对准攻击目标。在发起攻击时，激光的发射功率可以达到单个攻击性激光器系统的数倍。攻击力度大大增强。可以有效克服现有的单个攻击性激光器11功率小、体积大、电能集中供应难度大、布局不方便等缺点。一攻击性激光器系统1中设有至少两个攻击性激光器11，以便于提高发射功率。
攻击性激光器系统1还包括一校准激光器15系统，所发射的激光信号符合激光雷达接收系统23的接收条件；校准激光器15系统的校准激光器15与攻击性激光器11发射方向一致。
在攻击性激光器系统1瞄准攻击目标时，启动校准激光器15对攻击目标进行照射，形成一光照点，作为校准光照点，引导激光系统的激光雷达接收系统23接收到校准光照点的信号时，信号处理系统21判断为攻击性激光器系统1瞄准攻击目标。从而形成瞄准反馈。信号处理系统21中设置有攻击性激光器系统1启动数量，在有达到数量设定值个数的攻击性激光器系统1瞄准攻击目标时，信号处理系统21发出火控信号，以便控制攻击性激光器系统1发起攻击。雷达激光器22发射出的火控信号照射到攻击目标上，被反射后由攻击性激光器系统1的光信号接收系统接收。进而实现火力控制。信号处理系统21通过雷达激光器22发射攻击火控信号，攻击性激光器系统1接收到攻击火控信号后发起攻击。
攻击性激光器系统1的数据光信号接收系统可以为一装有望远镜的光学成像系统，也可以直接采用校准雷达接收系统14。
通过上述设计，可以实现用光信号发射火控信号，因为光速极快，可以使多个瞄准的攻击性激光器系统1最大限度的同步工作，同步发射攻击性激光光束，进而增强攻击效力。另外，通过激光光信号发射火控信号，可以避免火控信号被截获或者干扰。
激光雷达系统2的雷达激光器22连接信号处理系统21，信号处理系统21在雷达激光器22上加载具有频率的振荡信号。使所发射的激光信号具有频率，甚至可以携带数字信息。
校准激光器15系统，设有一产生振荡信号的振荡信号源，振荡信号源连接校准激光器15，在校准激光器15上加载振荡信号。
加载在雷达激光器22上的振荡信号与加载在校准激光器15上的振荡信号频率不同。优选频率相差两倍以上，甚至十倍以上。以便于区分开叠加在一起的光信号。
至少两个校准激光器15系统的加载在校准激光器15上的振荡信号频率不同。优选频率相差两倍以上，甚至十倍以上。以便于区分开叠加在一起的光信号。
参照图2，攻击性激光器系统1还包括一摄像系统16，摄像系统16摄取校准激光器15在攻击目标上形成的校准光照点，并成像。摄像系统16的视角大于5度，小于20度，以便于大面积成像，且减少数据量。控制系统13中设有一微型处理器系统，微型处理器系统连接摄像系统16，控制照相并接收所成像的信号a，通过成像的信息判断校准光照点的角度b，并调整云台12带动攻击性激光器11转动，趋向于朝向校准光照点的角度。摄像系统16至少两次摄取校准光照点，并成像，微型处理器系统至少两次调整云台12。以便于逐步多级校准。
微型处理器系统根据至少两次成像计算攻击目标的移动轨迹，以便于进行追踪。在启动攻击性激光器11后，微型处理器系统根据移动轨迹继续调整攻击性激光器11的发射方向，以便于攻击性激光更长时间照射在攻击目标上。
可以以成像的信息进行粗调，然后启动校准雷达接收系统14搜索校准光照点d，微型处理器系统对云台12进行细调，直至校准雷达接收系统14测定为对准攻击目标。进而进行精确瞄准。
信号处理系统21中设置有攻击性激光器系统1启动数量，在有达到数量设定值个数的攻击性激光器系统1瞄准攻击目标时，信号处理系统21发出火控信号，以便控制攻击性激光器系统1发起攻击。微型处理器系统收到火控信号，启动攻击性激光器11进行攻击。
校准激光器15为一红外激光器。红外激光器的光为808~980nm的光波。以减少自然界光信号干扰。摄像系统16为一与红外激光器匹配的红外摄像系统16。以减少自然界光信号干扰。且校准激光器15的发光波段与所在攻击性激光器系统1的攻击性激光器11发光波段相同。以减少甚至避免大气折射率变化的影响。
引导激光系统的雷达系统还包括一电磁波雷达系统，首先用电磁波雷达系统，测定目标物的大体位置。然后用激光雷达系统2在电磁波雷达系统所测定目标物的大体位置的基础上，精确测定目标物位置。通过电磁波雷达系统和激光雷达系统2相配合，以减少精确瞄准时间。通过激光雷达系统2最好只是对攻击性激光器11的发射方向进行微调。
攻击性激光器11与校准激光器15共用一谐振腔。在共用一谐振腔的情况下，便于保证攻击性激光器11的发射方向与校准激光器15的激光发射方向精确一致。进而保证射击的精确性，以满足射击远程高速移动目标物的要求。
攻击性激光器11和校准激光器15共用激光工作介质和激励源，激励源连接一功率控制系统13，功率控制系统13具有小功率工作状态和大功率工作状态；功率控制系统13处于小功率工作状态时，产生校准激光器15的激光信号；功率控制系统13处于大功率工作状态时，产生攻击性激光器11的攻击性激光束。通过相同的激光工作介质产生的激光的波长相同，因此在大气层的影响下产生的折射情况相同，以便进一步提高射击精度。
引导激光系统的激光雷达系统2的雷达激光器22采用一攻击性激光器系统1中的校准激光器15。激光雷达系统2的激光雷达接收系统23采用一攻击性激光器系统1中的校准雷达接收系统14。从而将引导激光系统整合到一攻击性激光器系统1中，以便于简化系统。
具体实施中可以是：
（1）至少两个攻击性激光器系统1采用同一电源供电，以简化系统。或者至少两个攻击性激光器系统1不采用同一电源供电，以降低单个电源负担。
（2）至少两个攻击性激光器系统1位置相差一公里以上。以避免受到攻击时造成集中损坏，影响使用。优选至少两个攻击性激光器系统1位置相差十公里以上。
（3）至少三个攻击性激光器系统1排布在一公里以内，形成一攻击性激光器系统1小组，以便于集中化管理，和消除因距离过远环境不同造成的影响。一攻击性激光器系统1小组内的各个攻击性激光器系统1的控制系统13，连接到一中控系统，以便于集中管理。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (19)
1.激光引导式激光攻击系统，包括攻击性激光器系统，所述攻击性激光器系统，包括攻击性激光器、云台，以及控制系统，其特征在于，
还包括一引导激光系统，所述引导激光系统包括雷达系统，所述雷达系统包括一激光雷达系统，所述激光雷达系统连接一信号处理系统；所述激光雷达系统包括一雷达激光器和一激光雷达接收系统；
包括至少两个所述攻击性激光器系统，所述攻击性激光系统包括一与所述雷达激光器匹配的激光雷达接收系统，作为校准雷达接收系统；
所述校准雷达接收系统连接所述控制系统，所述控制系统分别连接所述攻击性激光器和所述云台；
所述引导激光系统通过所述雷达系统寻找攻击目标，并启动所述激光雷达系统，用雷达激光器对所述攻击目标进行照射，在所述攻击目标上形成光照点，作为引导光照点；
至少两个所述攻击性激光器系统通过所述校准雷达接收系统搜索带有引导光照点的所述攻击目标，从而为所述控制系统通过控制云台将所述攻击性激光器对准所述攻击目标提供位置数据；
所述攻击性激光器系统还包括一校准激光器系统，所发射的激光信号符合所述激光雷达接收系统的接收条件；所述校准激光器系统的校准激光器与所述攻击性激光器发射方向一致；
至少两个所述攻击性激光器系统位置相差一公里以上。
2.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：在所述攻击性激光器系统瞄准所述攻击目标时，启动所述校准激光器对攻击目标进行照射，形成一光照点，作为校准光照点，所述引导激光系统的所述激光雷达接收系统接收到所述校准光照点的信号时，所述信号处理系统判断为所述攻击性激光器系统瞄准所述攻击目标，从而形成瞄准反馈。
3.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述信号处理系统中设置有攻击性激光器系统启动数量，在有达到数量设定值个数的攻击性激光器系统瞄准所述攻击目标时，所述信号处理系统发出火控信 号，以便控制所述攻击性激光器系统发起攻击。
4.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述信号处理系统通过所述雷达激光器发射火控信号；所述攻击性激光器系统接收到所述火控信号后发起攻击；
所述雷达激光器发射出的火控信号照射到所述攻击目标上，被反射后由所述攻击性激光器系统的光信号接收系统接收。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述激光雷达系统的所述雷达激光器连接所述信号处理系统，所述信号处理系统在所述雷达激光器上加载具有频率的振荡信号。
6.根据权利要求5所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述校准激光器系统，设有一产生振荡信号的振荡信号源，所述振荡信号源连接所述校准激光器，在所述校准激光器上加载所述振荡信号。
7.根据权利要求6所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：加载在所述雷达激光器上的振荡信号与加载在所述校准激光器上的振荡信号频率不同；频率相差两倍以上。
8.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述攻击性激光器系统的数据光信号接收系统为一装有望远镜的光学成像系统。
9.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述攻击性激光器系统的数据光信号接收系统直接采用所述校准雷达接收系统。
10.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述校准激光器为一红外激光器。
11.根据权利要求10所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述红外激光器的光为808～980nm的光波。
12.根据权利要求1-4、8-11中任意一项所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述引导激光系统的所述雷达系统还包括一电磁波雷达系统，首先用电磁波雷达系统，测定目标物的大体位置；然后用激光雷达系统在电磁波雷达系统所测定目标物的大体位置的基础上，精确测定目标物位置。
13.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述攻击性激光器与所述校准激光器共用一谐振腔。
14.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述攻击性激光器和所述校准激光器共用激光工作介质和激励源，所述激励源连接一功率控制系统，所述功率控制系统具有小功率工作状态和大功率工作状态；所述功率控制系统处于小功率工作状态时，产生所述校准激光器的激光信号；所述功率控制系统处于大功率工作状态时，产生所述攻击性激光器的攻击性激光束。
15.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述引导激光系统的所述激光雷达系统的雷达激光器采用一所述攻击性激光器系统中的校准激光器；所述激光雷达系统的激光雷达接收系统采用一所述攻击性激光器系统中的校准雷达接收系统。
16.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：至少两个所述攻击性激光器系统采用同一电源供电。
17.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：至少两个所述攻击性激光器系统不采用同一电源供电，以降低单个电源负担。
18.根据权利要求1所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：至少两个所述攻击性激光器系统位置相差十公里以上。
19.根据权利要求1-4、8-11中任意一项所述的激光引导式激光攻击系统，其特征在于：所述攻击性激光器系统中设有至少两个所述攻击性激光器。
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2013
- 2013-02-16 CN CN201310051085.1A patent/CN103994693B/zh not_active Expired - Fee Related
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