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第1章 绪论 1

1.1脉冲激光引信目标探测的地位与定义 1

1.2脉冲激光目标探测技术的军事需求 3

1.2.1反坦克弹药的军事需求 3

1.2.2常规弹药的军事需求 4

1.2.3防空反导的军事需求 5

1.3脉冲激光定距与方位探测系统相关技术 5

1.3.1脉冲鉴相体制的定距技术 6

1.3.2基于FPGA的高频计数器脉冲激光测距技术 6

1.3.3窄脉宽大功率半导体脉冲激光电源技术 7

1.3.4光学系统抗冲击技术 8

1.3.5小型化、低功耗技术 9

第2章 激光基础理论及目标反射特性 10

2.1受激辐射 10

2.2激光的特性 11

2.2.1激光的空间相干性和方向性 11

2.2.2时间相干性和单色性 12

2.2.3激光的高亮度（强相干光） 13

2.3激光的大气传输特性 14

2.3.1概述 14

2.3.2大气吸收的基本性质 16

2.3.3大气散射 16

2.3.4大气湍流对激光传输的影响 21

2.4脉冲激光在雨滴中的光散射模型及传输衰减 23

2.4.1近似椭球雨滴的光散射特性 24

2.4.2激光在降雨中传输的能量衰减 32

2.5激光目标反射特性 43

2.5.1光滑表面 43

2.5.2粗糙表面 45

2.5.3定距与方位探测时目标反射特性的影响分析 46

第3章 脉冲激光定距与方位探测体制与理论 49

3.1半导体激光器的工作原理及工艺 49

3.1.1半导体激光器的工作原理 49

3.1.2半导体激光器的工艺 53

3.1.3典型PIN、雪崩光电二极管工作原理 54

3.2脉冲激光定距探测的作用体制与理论 56

3.2.1几何截断定距体制 56

3.2.2脉冲激光测距机定距体制 58

3.2.3距离选通定距体制 59

3.2.4脉冲鉴相定距体制 60

3.2.5几种作用体制的比较 62

3.3脉冲激光方位探测的作用体制与理论 63

3.3.1多辐射方位探测体制 63

3.3.2分区探测体制 64

3.3.3旋转扫描探测体制 65

第4章 脉冲激光方位探测类型及发射系统设计 67

4.1激光方位探测类型 67

4.1.1多窗口探测型 67

4.1.2成像型 68

4.1.3掩模型 70

4.1.4相干型 72

4.2 LD激光发射系统模型 74

4.2.1模型结构 74

4.2.2模型PSPice分析 75

4.3 LD驱动电路的实现 76

4.3.1 LD物理结构与特性 76

4.3.2定距用LD激光器种类分析 77

4.3.3窄脉冲大电流LD电源驱动电路技术 78

第5章 激光接收系统与信号处理系统 86

5.1激光接收系统 86

5.1.1光电放大电路理论分析与设计 87

5.1.2视频放大电路理论分析 91

5.2系统用信号处理及发火控制电路设计 95

5.2.1脉冲鉴相体制下的以MCU+DSP为核心的方案设计 95

5.2.2脉冲测距机体制下的以FPGA为核心的方案设计 102

5.2.3发火控制电路 105

5.3系统的低功耗设计与软件抗干扰 106

5.3.1系统的低功耗设计 106

5.3.2软件抗干扰 106

第6章 超音速下激波对激光光束传输特性的影响 108

6.1激波的形成与特点 108

6.1.1超音速下激波的形成机理 108

6.1.2弹头激波的数值仿真 110

6.2超音速下激波对激光光束传输特性的影响 111

6.2.1超音速下激波的光学特性 111

6.2.2激波对激光定距系统光程影响的计算模型 113

6.3激波的风洞模拟试验 117

6.3.1试验方法 117

6.3.2试验数据分析 118

第7章 光敏管、光学透镜及镀膜技术 120

7.1激光接收用光敏管特性分析 120

7.1.1电磁波谱分析 120

7.1.2光敏器件主要性能参数 121

7.1.3某系列光敏管特性分析 123

7.2光学透镜材料 126

7.2.1常用光学透镜材料 127

7.2.2树脂光学透镜材料特性 128

7.3镀膜技术 132

7.3.1镀膜相关技术与实现方法 132

7.3.2薄膜的光学性质 134

7.3.3薄膜在脉冲激光探测上的光学应用 136

第8章 脉冲激光目标方位探测捕获率模型及弹目交会模型 139

8.1坐标系选择与转换 139

8.2脉冲激光目标方位探测及目标捕获率模型 141

8.2.1脉冲激光目标方位探测目标捕获率模型 141

8.2.2电动机转速、脉冲激光发射频率最佳匹配研究 144

8.2.3典型目标被捕获情况仿真分析 146

8.2.4目标捕获率误差分析 149

8.3攻击典型目标弹目交会模型 153

8.3.1攻击典型目标的最佳起爆延时和最佳起爆方位角模型 153

8.3.2典型目标弹目交会仿真分析 158

第9章 单脉冲激光全向动态扫描技术 164

9.1单脉冲激光全向扫描光路技术 164

9.1.1高强度单级非球面透镜半导体激光束准直整形技术 164

9.1.2高强度单级非球面透镜接收光束聚焦技术 171

9.1.3发射、接收通道共用激光全向扫描技术 174

9.1.4单脉冲激光全向动态扫描光路激光传输模型 179

9.2高速动态条件下光学模块抗高过载技术 180

9.2.1弹丸发射高速动态条件引信零件载荷特性分析 180

9.2.2非线性有限元动力学分析方法 182

9.2.3光学模块各元件材料参数 182

9.2.4激光发射模块抗高过载性能分析 183

9.2.5激光接收模块抗高过载性能分析 189

第10章 脉冲激光方位探测系统设计 201

10.1脉冲激光自调节APD驱动电源技术 201

10.1.1 APD驱动电源工作原理 202

10.1.2非隔离反激式DC-DC电源建模分析 202

10.1.3驱动电源设计实现 205

10.2基于数字电位器的自动增益控制技术 206

10.2.1自动增益控制原理分析 206

10.2.2自动增益控制的实现 207

10.2.3自动增益效果分析 209

10.3发射、接收模块抗电磁干扰技术 209

10.3.1电磁干扰机理分析 209

10.3.2辐射干扰抑制 211

10.3.3传导干扰抑制 212

第11章 脉冲激光探测系统实验 217

11.1原理样机简介 217

11.2静态模拟实验 217

11.2.1 APD驱动电源电压自动调节效果实验 217

11.2.2数字电位器自动增益控制效果实验 219

11.3发射、接收模块电磁干扰抑制实验 220

11.4发射模块准直光斑观测实验 221

11.5方位角磁电检测精度实验 222

11.6方位角检测准动态模拟实验 224

11.7激光在降雨中的传输特性实验 225

11.7.1水滴及模拟降雨发生装置 225

11.7.2模拟雨滴的激光衰减仿真与实验测试 227

11.7.3模拟降雨下的激光传输特性实验 234

参考文献 237

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