激光敌我识别系统的分析与设计

对于激光电源平均功率的估算，考虑留有一定余量，设单个激光器最高重复频率为1.25kHz，脉宽为150ns，峰值电流ID＝50A。对于电源输出平均功率，考虑需留有一定余量，要求DC/DC变换器输出功率为10W。为减小尖峰脉冲干扰，DC/DC变换电路输入和输出均经电源滤波器滤波。

APD回波信号探测系统

APD回波信号探测技术广泛应用于激光测距、激光通信、激光雷达、激光敌我识别等领域。其原理框图如图7所示。经接收光学系统汇聚到APDC30950E上的激光回波信号，由视频放大电路放大后，作为门限鉴别和噪声检测电路的输入信号。根据系统探测虚警率技术指标要求设置判决门限，由门限鉴别和信号处理电路将回波信号整形为一定宽度的方波脉冲序列，并传送给主单片机进行信号特征识别；由多门限噪声检测电路检测判决点处的噪声，并将检测结果通过接口电路传送给单片机AT89C2051，单片机AT89C2051根据判决点处的噪声状况，通过D/A电路AD7524，控制DC/DC变换电路产生APD工作偏压。时序控制和信号处理电路，在系统控制信号的作用下，产生盲区控制、抑制后向散射干扰和距离波门控制信号，以便提高系统的抗干扰能力,降低误码率。

全方位PIN激光接收系统

全方位PIN激光接收系统的任务是接收全方位的激光脉冲及其方位信息，识别钥匙密码，其工作原理见图8。

在自由空间光电信号探测系统中，广角PIN光电接收机除接收到激光信号外，还将接收到探测器空间和频率范围内较强的背景辐射，使接收信噪比降低，影响光电接收系统的性能。背景辐射光源可分为两类：

1、扩展背景，这种光源被假定为充满整个背景，因此它出现在整个接收机视场内；

2、分立光源或点光源，它们比较局域化，强度也较大，可能出现也可能不出现在接收机视场内。在空间系统中，天空是主要的扩展背景，而局域化光源对应于星体、月亮和太阳等等。背景辐射成为空间光电探测系统的主要噪声源。

系统精度分析

激光敌我识别系统的工作波长为0.904μm，6个PIN探测器和1个APD光电接收器，用以实现360°全方位激光接收，系统工作距离，地对地大于3km，地对空大于6km。

识别准确度

系统软件容错能力主要与采用的识别码有关，本系统采用的识别码由8位同步码和200位信息码组成，同步码的作用是使对方能识别信息码的首位而使其同步。发送方循环发送五次，接收方循环接收5次，5次判别同步码，3次判别信息码，判别原则是同步码符合且3次信息码中有1次以上相同，则判别为友方。其中循环发送是为了保证接收方能收到，多次判别是为了减少误码率。发生误判的可能情况：

1）把敌方识别为友方。

此种情况下，发送的同步码有8位相同，该情况发生的概率：

Pe<1/2⁸

即：Pe<0.00024。

2）把友方识别为敌方。

这种错误的产生可能有两种原因，一种是不能识别同步码，如果系统5次找不到同步码将判断为敌方。另一种是信息码传输发生畸变，由于友方传送来的密码中与预定密码不相同，所以将友方识别为敌方，说明至少有9位以上的信息码在传输中发生畸变。经计算，这样的概率小于0.00013。

识别时间

识别时间有询问方发送激光束的时间、延时时间和发送接收同步过程所耗的时间构成。微机系统进行信息判别的时间可以忽略不计。

1）发送光束时间

由于发送方循环发送5组编码，每组编码长为200bit，则总长为1000bit，激光器的调制频率为10kHz，所以，单程发送时间为100ms。来回传输总时间为200ms。

2)延时时间

设计延时时间的目的是为等待战车敌我识别后打开射频发射器，它由判别时间和射频天线阵列调整方位的时间决定，经过估算略为400ms。

3)发送并接收时系统的处理时间略为300ms

综上所述，系统总的识别时间大约为900ms，满足战场作战快速反应的需求。

结语

本文参照第三代主战坦克激光敌我识别及辅助通信系统，主要从理论和实践两个方面论述该系统的设计与研制等有关技术问题。重点对电控部分进行详细的介绍，包括激光发射系统、APD回波信号探测系统和全方位PIN激光接收系统，为敌我识别技术的发展提供了一些参考。