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测坐标天幕靶软件设计_天幕靶技术研究进展

天幕靶

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天幕靶技术研究进展

作者:陆超

来源:《科技创新与应用》

2014

年第

29

要:天幕靶是常规靶场常用的测量仪器,因其操作简便、成本低、测试精度高、稳定

可靠性好等优点,在测量飞行物体速度、立靶密集度等方面得到广泛应用。文章分析了天幕靶

工作机理,总结了近年来科研工作者在解决天幕靶视场小、灵敏度低、时间信息提取误差大等

关键问题时所采用的技术和天幕靶技术的应用,展望了今后的发展趋势。

关键词:天幕靶;弹丸速度;密集度;抗干扰;连发测速

1

工作机理

天幕靶的结构组成主要分成四个部分,即支撑结构、喜好处理电路以及光电探测设备和光

学系统。设备的光电转换主要由光电系统完成,即信号处理电路和光电探测设备、光学系统集

体完成,属于典型的光电系统。天幕靶基于狭缝光阑作用,通过镜头可以形成具有厚度的扇形

视场,因此被称作天幕,而天幕靶基于其探测灵敏度,在最大灵敏度下可以探测到的距离即扇

形的半径。在测试过程中,若弹丸冲进天幕中就会遮住部分光能,因而弹丸穿过天幕便会改变

光电转换设备中的电流,经过放大以及整形后便可以产生一种脉冲信号,用以替代弹丸穿过天

幕的状态。天幕靶在探测中主要针对光微弱信号进行探测,因而其技术指标即设备的探测灵敏

度。天幕靶主要被用于对高速弹丸进行测试,因而需要具备高度的灵敏性,系统主要对飞行弹

丸的描述并且通常采用探测距离进行描述,其衡量标准为倍弹径数。所以在进行平头弹的探测

中,若弹丸长度相比较于天幕厚度略大,灵敏度的表达式为:

φ=

(

1

)

式中:

φ

为倍弹径数;

f

为透镜焦距;

a

为狭缝光阑的长度;

δ

为能探测到的最小光通量的

相对变化量。此时探测距离仅与天幕靶性能参数有关。当天幕足够厚弹丸淹没在天幕中时,其

表达式为:

φ=

(

2

)

式中:

d

为弹丸的直径;

b

为天幕靶狭缝宽度。此时,探测距离还与被测弹丸的参数有

关。天幕靶的设计主要是围绕

f

a

以及

δ

的优化展开,最终提高其探测弱信号的能力。

天幕靶在室外使用,环境相对变化会大一些,作为背景的天空由于一天内的时间不同,亮

度会发生较大的改变,因而实际试验中,需要设备测试能够自我调节适应天空亮度;另外需要

保持较高的灵敏度,同时能够覆盖不同弹丸的弹道高度以及弹丸口径类型;另外在室外使用天

幕靶会受到飞鸟飞虫的影响,系统必须具备相应的抗干扰能力以及稳定的工作性能。

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