تصنيف النوع وتحليل التطبيق لجهاز تحديد مدى الليزر النبضي
كمعدات عسكرية ، تم تطوير محدد المدى النابض بالليزر في أوائل الستينيات. بعد أكثر من 30 عامًا من التطوير والتطوير والمعدات ، أكملت الدول الأجنبية "المحمولة باليد ، والحامل ثلاثي القوائم ، والمنظار ، والدبابات ، والدروع ، والحاملة السطحية ، والغواصة المنظار ، والمدفع المضاد للطائرات ، والمحمولة جواً ، وسحابة المطار ، والصواريخ ، وهناك أكثر من 400 نوع وطراز في ثلاثة عشر فئة ، بما في ذلك إطلاق الصواريخ ، والأقمار الصناعية ، والمركبات الفضائية ، من بينها جهاز تحديد المدى بالليزر ذو الحالة الصلبة مع Nd: YAG باعتباره الجهاز الأكثر تجهيزًا ، يليه تحول تردد Raman Nd: YAG و Er: الزجاج و CO2 النبضي أجهزة تحديد المدى بالليزر.
1. خفيفة الوزن المحمولة الليزر النبضي rangefinder
تشتمل أجهزة تحديد المدى بالليزر النبضي المحمولة خفيفة الوزن على أجهزة محمولة لاستطلاع المشاة والمدفعية والاستطلاع الأمامي ثنائي الغرض والتحكم في الهواء الأمامي (FAC) محددات المدى بالليزر المستهدفة. بالنسبة للنظام المذكور أعلاه ، يجب أن يكون مرنًا وخفيفًا في التكرار وصغير الحجم واستخدام حزمة بطارية كمصدر للطاقة وموثوقية عالية وقابلية للصيانة ومنخفضة التكلفة لمنتج واحد.
الأداء الفني الرئيسي: الحد الأقصى لمدى القياس هو 4 ~ 10 كم ، ودقة قياس المسافة هي ± 10 م ، وتردد التكرار أحادي ، وزاوية تباعد الحزمة هي 1 ~ 2mrad. تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لأن جهاز تحديد المدى بالليزر المذكور أعلاه ونظامه غالبًا ما يتعاونان بشكل وثيق مع القوات الصديقة الأخرى ولا ينفذان تدريبات واسعة النطاق للقوات المدرعة ، فلا توجد أهداف تعاونية ، ولا يرتدي المشغل نظارات واقية. ، وما إلى ذلك ، تعتبر سلامة العين البشرية في غاية الأهمية. لذلك ، تم تغيير هذا النوع من مكتشف نطاق الليزر النبضي تدريجيًا من مكتشف نطاق الليزر Nd: YAG إلى جهاز تحديد نطاق الليزر الآمن للعين Nd: YAG و Er: زجاج 1.54 ميكرون.
في الحرب الحديثة ، تطورت العمليات المستقلة للمشاة والمدفعية إلى عمليات مشتركة لقوات خاصة تتكون من المشاة والمدفعية ومشاة البحرية. كما تبنى نظام الأسلحة أيضًا بشكل تدريجي تقنية شاملة متعددة الوظائف من مدفعية أرضية واحدة ومدفعية مضادة للطائرات. لذلك ، تم تطوير جهاز تحديد المدى بالليزر أيضًا من جهاز محمول ومحمول باليد مع وظيفة نطاق واحدة إلى جهاز تحديد المدى بالليزر ، ومشهد نهارًا وليليًا لتوجيه الأشعة تحت الحمراء ، ومؤشر هدف الأشعة تحت الحمراء بالليزر لجهاز تحديد المدى بالليزر ، ومؤشر الهدف ، والأشعة تحت الحمراء تهدف.
على سبيل المثال ، يعد مراقبي الأشعة تحت الحمراء بالليزر الصغير (MELIOS) التابع لشركة الإلكترونيات الضوئية الأمريكية الذي يستخدم الليزر الزجاجي Er: ممثلًا لأجهزة تحديد المدى بالليزر الأكثر تقدمًا في العصر المعاصر.
2. جهاز تحديد المدى النبضي بالليزر للمركبة الأرضية
تشمل أجهزة تحديد المدى بالليزر النبضي للمركبة الأرضية الدبابات ومركبات القتال المشاة (IFV) ، ومكافحة الحرائق ، والدفاع الجوي ، والمدفعية أو التحكم في النيران الموجهة بالصواريخ ، ومحدد تحديد المدى بالليزر للمركبة الأرضية المطور حاليًا ، وما إلى ذلك.
أدائها الفني الرئيسي: الحد الأقصى لنطاق القياس هو 4 ~ 1 0 كم ، ودقة النطاق هي ± 5 ~ 1 0 م ، ودقة الهدف حوالي 20 م ، وتردد التكرار هو 0.1 ~ 1 هرتز ، وزاوية تباعد الشعاع هي 0.4 ~ 1mrad.
إن تطبيق محدد المدى بالليزر في نظام التحكم في حرائق الخزان هو توفير معلومات تصحيح الارتفاع الفائق لمسار الباليستية ، ومعلومات تصحيح السمت ومعلومات المسافة التي تسببها الرياح المعاكسة أو حركة الهدف. تستخدم مركبة قتال المشاة بشكل أساسي أداة تحديد المدى بالليزر لقياس ما إذا كان الهدف ضمن مسافة الصاروخ المضاد للدبابات ، وثانيًا يتم استخدامه للتحكم في نيران البندقية وفرز الهدف. من أجل أن يكون جهاز تحديد المدى بالليزر فعالًا تمامًا في تحديد أي هدف يمكن اكتشافه والاكتشاف والتعرف والفرز بشكل سلبي من خلال نظام التحكم في الحرائق على مدار الساعة ، يجب أن تشمل هذه الأنظمة أيضًا: البصريات المستهدفة وكاميرات التلفزيون والأشعة تحت الحمراء الحرارية أجهزة التصوير (FLIR) ، إلخ. هذا نظام مطلوب بشكل عاجل ولكن لا يمكن إرضائه تمامًا بواسطة أي جهاز تحديد نطاق ليزر أحادي الوظيفة وطول موجة واحد. وفقًا لتقارير أجنبية ، تستخدم شركة Hughes Corporation في الولايات المتحدة جهاز تحديد المدى بالليزر Nd: YAG Raman ، وكاميرا التلفزيون ، والتصوير بالأشعة تحت الحمراء لتشكيل نظام تحديد المدى بالليزر للدبابات والمركبات المدرعة ، وهو أحدث المعدات في الوقت الحالي.
ومع ذلك ، إذا كان هذا النوع من النظام يستخدم 1.06μm Nd: YAG laser rangefinder ، حتى إذا تم تثبيت مرشح توهين على جهاز تحديد المدى ، فيمكنه بشكل أساسي تلبية متطلبات السلامة للعين البشرية أثناء تدريب جهاز تحديد المدى للأهداف التعاونية. بعد العرض التوضيحي ، يجب على الدبابة والمشغلين والقادة والمقاتلين في عمليات المشاة اتخاذ تدابير سلامة العين البشرية ، أو استخدام الطول الموجي بالليزر الآمن للعين البشرية 1.54 ميكرون ، لتلبية متطلبات سلامة العين البشرية بشكل أساسي.
3. المدفعية المضادة للطائرات والدفاع الصاروخي جهاز تحديد المدى النابض بالليزر
يجب أن يعمل جهاز البحث عن نطاق الليزر النبضي للدفاع الجوي وجهاز تحديد مدى الليزر النبضي للدفاع الجوي لمركبات المشاة القتالية ذات تدابير الحماية الذاتية وفقًا لمتطلبات نظام مكافحة الحرائق ونظام القتال ، والمناورة بسرعة عالية في الهواء داخل سرعة المسافة والمسافة الهدف يوفر معلومات تتبع ثابتة ومعلومات عن المسافة لمواجهة تهديدات طائرات الهليكوبتر المسلحة والطائرات الشبحية وصواريخ كروز والصواريخ المضادة للإشعاع.
يتطلب هذا أن يوفر محدد المدى بالليزر معدل بيانات مرتفعًا نسبيًا (معدل نبضات ليزر مرتفع) ودقة مسافة عالية نسبيًا ، مثل نطاق أقصى يبلغ 4 ~ 2 0 كم ، ودقة تتراوح من 2.5 إلى 5 أمتار ، ومعدل التكرار من 6 ~ 20 هرتز ، وزاوية تباعد الشعاع هي 0.5 ~ 2.5mrad ، وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، إذا كانت مسافة القتال بعيدة جدًا (حوالي 20 كم أو أكثر) ، فإن المواجهة الفعلية على هذه المسافة الطويلة تحدث في ظل ظروف جوية لا لبس فيها ، وحساسية جهاز تحديد نطاق الليزر أعلى قليلاً فقط من جهاز كشف نطاق الخزان ؛ في بعض مواسم الرطوبة العالية أو بعض مناطق الأرصاد الجوية ذات درجة الحرارة العالية ، نظرًا للامتصاص القوي لجزيئات H2O ، فإن قدرة النطاق القصوى لطول الموجة الطويلة (مثل 10.6 ميكرومتر CO2) محدودة النطاق. في هذا الوقت ، يجب استخدام 1.06. μm Nd: YAG النابض بالليزر ، أو تردد Raman الذي تم إزاحته Nd: YAG و Er: زجاج (1.54μm) جهاز تحديد المدى بالليزر النبضي.
على سبيل المثال ، تستخدم شركة Hughes الأمريكية تحول تردد Raman Nd: YAG و Er: يعد جهاز تحديد المدى بالليزر للكشف عن التعقب الكهروضوئي للزجاج مثالًا نموذجيًا على النظام المتقدم الحالي.
4. مكتشف نطاق الليزر النبضي المحمولة جوا
يمكن استخدام جهاز تحديد المدى النابض بالليزر المحمول جواً لتزويد طائرات الهليكوبتر المسلحة بتوجيه قيادة الصواريخ ومجهزة بطائرات ثابتة الأجنحة لصد أهداف مثل دعم الطائرات الكهروضوئية واعتراض الطائرات والهجمات الصاروخية. تستخدم هذه التطبيقات النموذجية بشكل عام أداة تحديد نطاق ليزر 1.06 ميكرومتر Nd: YAG مع إمكانيات نطاق ليزر وتوجيه الهدف ، أو محدد نطاق ليزر نابض نابض Nd: YAG _ موجهًا بطول موجة 1.54 ميكرومتر من الأجهزة ، إلخ ، لحماية الأنظمة المحمولة جواً لإكمال المهام القتالية أو مهاجمة الأهداف الكهروضوئية في الهواء بفاعلية.
الأداء الفني الرئيسي لجهاز تحديد المدى بالليزر النبضي المحمول جواً: بعيد المدى (4 ~ 1 0 كم للطائرات العمودية المسلحة ، 1 0 ~ 2 0 كم للطائرات ذات الأجنحة الثابتة) ، نطاق عالي الدقة (± 5 ~ 10 م للمروحيات المسلحة) ، للطائرات ذات الأجنحة الثابتة ± 1 ~ 10 م) ، معدل التكرار (للمروحيات المسلحة 4 هرتز ، للطائرات ذات الأجنحة الثابتة 5 ~ 20 هرتز) ، زاوية انتشار الحزمة صغيرة (بالنسبة للطائرات العمودية المسلحة طائرات الهليكوبتر المسلحة 0.4 ~ 1mrad ، من 0.1 ~ 0.5mrad للطائرات ذات الأجنحة الثابتة) ، ويجب أن تكون المعدات المحمولة جواً صغيرة الحجم وخفيفة الوزن ومشتركة مع مؤشرات الطيران.
لذلك ، يجب أن يستخدم الليزر سائلًا متداولًا عالي الكفاءة كمبرد لتلبية متطلبات سرعة التشغيل العالية ، وإلا يجب أن يستخدم الغاز أو التبريد المعزز بالغاز المختلط. في الوقت الحالي ، يستخدم نظام الليزر "Liden" (LANTIRN) الذي طورته الولايات المتحدة أداة تحديد المدى المستهدفة بالليزر Nd: YAG التي تم تغيير ترددها من Raman ، وهو مثال نموذجي للتطبيق متعدد الوظائف والمحمول جوًا لأجهزة ضبط المدى بالليزر الحديثة.
5. مكتشف نطاق الليزر النبضي للسفينة
تم تطوير محدد المدى بالليزر النبضي للسفينة بعد جهاز تحديد المدى بالليزر المحمول الخفيف والمركب على السيارة والدفاع الجوي ، ويتضمن فئتين: سطح السفينة ومنظار الغواصة.
إن جهاز تحديد المدى بالليزر النبضي المحمول على السطح هو نفسه جهاز التحكم في الحرائق المثبت على السيارة وجهاز ضبط المسافة بالليزر للدفاع الجوي من حيث مؤشرات الأداء الفنية. متطلبات الحجم والوزن والكفاءة الكهربائية والقدرة على الصيانة والتكلفة ليست صارمة. لذلك ، في الوقت الحاضر ، يتم استخدام عدد كبير من السفن البحرية لتجهيز أنظمة التحكم في الحرائق التقليدية والدفاع الجوي ، مثل تغطية (الرادار الصامت) وأنظمة استرداد الطائرات وتتبعها التي تتكون من التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، والتلفزيون ، وما إلى ذلك ، مراقبة الطقس وتتبع الأهداف الجوية والسفن الفريدة الأخرى. تظهر التطبيقات عبر الإنترنت ، وآفاق تطبيقها واسعة جدًا.
تتبنى أداة تحديد المدى بالليزر النابضة المنظار الغواصة حاليًا مجموعتين. الأول هو تثبيت أداة تحديد المدى بالليزر ومكثف الصورة والتصوير الحراري في المنظار الخاص به ، بينما يتم تثبيت شاشة عرض المسافة وزر التشغيل على التوالي فوق يد المشغل. أو في مكان قريب. ميزته هي أن فقدان الليزر في المسار البصري للإرسال ضئيل ، لكن الشعاع ينحرف ويصعب التقاط الهدف ؛ تقوم الطريقة الثانية بتثبيت الأجزاء الثلاثة العلوية في الجزء السفلي من المنظار ، ويكون تركيب النظام بأكمله وتصحيحه وتفكيكه مريحًا للغاية ، ولكن الليزر باستخدام هذه الطريقة يجب أن تمر الحزمة عبر أنبوب المنظار بطول 12 مترًا و 15 ~ 20 عدسة ، وفقدان الطاقة كبير نسبيًا.
العروض الفنية الرئيسية هي: تتراوح من 300 ~ 6000 م ، تتراوح الدقة ± 5 ~ 10 م ، تردد التكرار 1 ~ 5 هرتز ، زاوية تباعد الشعاع 1 ~ 1.5mrad.
