CN108761428B - 一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法 - Google Patents

一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法，属于激光引信技术领域。该方法首先将发射激光调制为窄脉冲信号；然后对激光引信接收到的窄脉冲回波信号进行采样，保存采样点的时刻和回波强度；再划分回波的上升沿和下降沿并计算回波上升沿和下降沿的持续时间；最后比较上升沿与下降沿的持续时间，判断回波来源：若下降沿持续时间超过上升沿持续时间的1.5倍，则认为回波来源于气溶胶，否则认为回波来源于目标。本发明能够解决激光引信易受气溶胶干扰的问题。

Description

一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法
技术领域
本发明属于激光引信技术领域，涉及一种脉冲激光引信抗气溶胶干扰的方法。
背景技术
激光引信是利用激光对目标进行近距探测，并根据探测到的目标信息适时控制弹药起爆的武器子系统。激光引信具有抗电磁干扰能力强、定距精度高等优点，但也存在着易受烟尘、云雾等气溶胶干扰的缺点。当激光引信在气溶胶环境中工作时，气溶胶对激光的散射作用会形成虚假目标回波，导致激光引信虚警和早炸。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法，能够解决激光引信易受气溶胶干扰的问题。
一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法，该方法实现的步骤如下：
步骤一、将发射激光调制为窄脉冲信号；
步骤二、对激光引信接收到的窄脉冲回波信号进行采样，保存采样点的时刻和回波强度；
步骤三、划分回波的上升沿和下降沿；
步骤四、计算回波上升沿和下降沿的持续时间；
步骤五、比较上升沿与下降沿的持续时间，判断回波来源：若下降沿持续时间超过上升沿持续时间的1.5倍，则认为回波来源于气溶胶，否则认为回波来源于目标。
进一步地，所述步骤一中窄脉冲信号半高宽度不超过10ns。
进一步地，所述步骤二中设定采样阈值高于激光引信的回波噪声，设定采样时间间隔不超过发射激光脉冲信号半高宽度的1/10。
进一步地，所述步骤三中划分回波的上升沿和下降沿过程为：找出回波强度最大的采样点，作为回波峰值点；以回波峰值点为分界点，峰值点之前时刻的回波为上升沿，峰值点之后时刻的回波为下降沿。
进一步地，所述步骤四中计算回波上升沿和下降沿的持续时间的过程为：计算上升沿中第一个采样点与峰值点之间的时间间隔，作为上升沿的持续时间；计算峰值点与下降沿中最后一个采样点之间的时间间隔，作为下降沿的持续时间。
有益效果：
本发明利用了气溶胶脉冲回波与目标脉冲回波在回波特征方面的差异，识别出回波来源，从而排除气溶胶脉冲回波干扰，提高了激光引信在气溶胶环境中识别目标的准确性。
附图说明
图1为本发明脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法流程图；
图2为脉冲激光引信探测目标的场景图；
图3为发射激光脉冲信号波形图；
图4为目标的脉冲回波信号波形图；
图5为脉冲激光引信探测气溶胶的场景图；
图6为气溶胶的脉冲回波信号波形图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法，通过以下两个实施例进行说明。
实施例一
激光波长0.86μm的脉冲激光引信对5m处的目标进行探测，目标为反射率0.1的朗伯体平板，目标平面垂直于发射激光轴向，如图2所示。
步骤一、将发射激光调制为窄脉冲信号：脉冲信号半高宽度为5ns，如图3所示；
步骤二、脉冲回波信号采样：激光引信接收到的脉冲回波信号如图4所示，设定采样阈值为4E-4，设定采样时间间隔为0.5ns，对脉冲回波信号进行采样，保存采样点的时刻和回波强度；
步骤三、划分回波的上升沿和下降沿：回波强度最大的采样点在40ns时刻，以40ns时刻为分界点，40ns时刻之前的回波为上升沿，40ns时刻之后的回波为下降沿；
步骤四、计算回波上升沿和下降沿的持续时间：上升沿中第一个采样点在35.5ns时刻，计算出上升沿的持续时间为4.5ns；下降沿中最后一个采样点在43.5ns时刻，计算出下降沿的持续时间为3.5ns；
步骤五、比较上升沿与下降沿的持续时间，判断回波来源：因为下降沿持续时间为上升沿持续时间的0.78倍，未超过1.5倍，所以认为回波来源于目标。
至此，激光引信成功识别出回波来源于目标。
实施例二
激光波长0.86μm的脉冲激光引信对5m远处的气溶胶进行探测，气溶胶为能见度50m，粒径范围0.1-50μm的沙尘性气溶胶，如图5所示。
步骤一、将发射激光调制为窄脉冲信号：脉冲信号半高宽度为5ns，如图3所示；
步骤二、脉冲回波信号采样：激光引信接收到的脉冲回波信号如图6所示，设定采样阈值为4E-4，设定采样时间间隔为0.5ns，对脉冲回波信号进行采样，保存采样点的时刻和回波强度；
步骤三、划分回波的上升沿和下降沿：回波强度最大的采样点在44ns时刻，以44ns时刻为分界点，44ns时刻之前的回波为上升沿，44ns时刻之后的回波为下降沿；
步骤四、计算回波上升沿和下降沿的持续时间：上升沿中第一个采样点在38ns时刻，计算出上升沿的持续时间为6ns；下降沿中最后一个采样点在75.5ns时刻，计算出下降沿的持续时间为31.5ns；
步骤五、比较上升沿与下降沿的持续时间，判断回波来源：因为下降沿持续时间为上升沿持续时间的5.25倍，超过了1.5倍，所以认为回波来源于气溶胶。
至此，激光引信成功识别出回波来源于气溶胶。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法，其特征在于，该方法实现的步骤如下：
步骤一、将发射激光调制为窄脉冲信号，激光引信与目标之间的距离为5m；
步骤二、对激光引信接收到的窄脉冲回波信号进行采样，保存采样点的时刻和回波强度；
步骤三、划分回波的上升沿和下降沿；划分回波的上升沿和下降沿过程为：找出回波强度最大的采样点，作为回波峰值点；以回波峰值点为分界点，峰值点之前时刻的回波为上升沿，峰值点之后时刻的回波为下降沿；
步骤四、计算回波上升沿和下降沿的持续时间；
步骤五、比较上升沿与下降沿的持续时间，判断回波来源：若下降沿持续时间超过上升沿持续时间的1.5倍，则认为回波来源于气溶胶，否则认为回波来源于目标；
所述步骤一中窄脉冲信号半高宽度不超过10ns；
所述步骤二中设定采样阈值高于激光引信的回波噪声，设定采样时间间隔不超过发射激光脉冲信号半高宽度的1/10。
2.如权利要求1所述的基于回波特征识别的脉冲激光引信抗气溶胶干扰方法，其特征在于，所述步骤四中计算回波上升沿和下降沿的持续时间的过程为：计算上升沿中第一个采样点与峰值点之间的时间间隔，作为上升沿的持续时间；计算峰值点与下降沿中最后一个采样点之间的时间间隔，作为下降沿的持续时间。
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