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激光雷达在军事中的应用讲解.docx
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激光雷达在军
事中的应用
作者
摘要:本文
简要介绍激光雷
达的特点、激
光雷达探测的
基本物理原理及
其在军事领域
的
应用现状.
关键词:激
光雷达;探
测;军事应
用
雷达的设计方案.相对于重达数吨、乃至
数十吨的微波雷达而言,激光雷达的机动
1.
引言
性能显然要好得多.
任何事物都是一分为二的,激光雷达
激光雷达是现代激光技术与传统雷达技术
相
结
合
的
产
物
,
它
像
传
统
的
微
波
雷
达
一
样
,
也
有
自
身
的
缺
陷
.
激
光
光
束
窄
、
方
向
性
好
,
由雷达向目标发射波束,然后接收目标反
虽然表现出能量集中的优点,但不宜用作
射回来的信号,并将其与发射信号对比,
战场监视雷达搜索大空域.而且激光的传
获
得
目
标
的
距
离
、
速
度
以
及
姿
态
等
参
数
.
但
输受环境影响大,尤其是在雨、雪、雾的
是它又不同于传统的微波雷达,它发射的
天气,激光在传输过程中的衰减更大.当
不是微波束,而是激光束,使激光雷达具
然,激光在大气层外传输时不易衰减,有
有不同于普通微波雷达的特点.
根据激光器的不同,激光雷达可工作
其得天独厚的优势.经过几十年的努力,
科学家们趋利避害,已研制出多种类型的
在红外光谱、可见光谱和紫外光谱的波段
上.相对于工作在米波至毫米波波段的微
军用激光雷达.
波雷达而言,激光雷达的工作波长短,是
微波雷达的万分之一到千分之一,根据光
学仪器的分辨率与波长成反比的原理,利
用激光雷达可以获得极高的角分辨率和距
离
分
辨
率
,
通
常
角
分
辨
率
不
低
于
0.1mrad
,
距离分辨率可达
0.1m ,
利用多普勒效应
可以获得
10m / s
以内的速度分辨率.这
些指标是一般微波雷达难以达到的,因此
激光雷达可获得比微波雷达清晰得多的目
标图像。
2.
用干战场侦察的激光雷达
众所周知,普通的成像技术(如电视
摄像、航空摄影及红外成像等)获得的场
景图像都是反映被摄区域辐射强度几何分
布的图像,而激光雷达可以通过采集方位
角一俯冲角一距离一速度一强度等三维数
据
,
再
将
这
些
数
据
以
图
像
的
形
式
显
示
出
来
,
从而可产生极高分辨率的辐射强度几何图
像、距离图像、速度图像等,因而它提供
了普通成像技术所不能提供的信息.
激光束的方向性好、能量集中,在
20km
外,其光束也只有茶杯口大小,因
而敌方难以截获,而且激光束的抗电磁干
扰
能
力
强
,
难
以
受
到
敌
方
有
源
干
扰
的
影
响
.
由于各种地物回波影响,因而在低空
存在微波雷达无法探测的盲区.而对于激
光雷达,只有被激光照射的目标才能产生
反射,不存在低空地物回波的影响,所以
激光雷达的低空探测性能好.
例如美国桑迪亚国家实验库研制的一
种激光雷达,激光器功率为
120MW
,显
示屏幕的像素为
64 X 64
元,视场内物体
的图像可显示在屏幕上,每秒钟更新
4
次,并用不同颜色和灰度显示物体的相对
距离.这种激光雷达能对运动的装甲车辆
产生实时图像,图像分辨率足以识别车辆
型号.
激光雷达体积小、重量轻,有的整套
激光雷达系统的重量仅几十千克.例如为
了适应海军陆战队的需要,美国桑迪亚国
家实验室和伯恩斯公司都提出了手持激光
美国雷西昂公司研制的
ILR100
型砷
化稼激光雷达,可安装在高性能飞机和无
人
机
上
,
当
飞
机
在
120m
~
460m
高空飞行
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