呂振彬　秦凱麗　周雷　凌云　余輝　李曙光

摘要：本文提出利用探照燈對低空目標進行警戒的方法，結合高性能伺服轉臺，實現(xiàn)方位向360°連續(xù)旋轉、俯仰向±90°的強光警戒。對該設備進行程序控制，可以輸出斷續(xù)光照。實測作用距離超過3km，在630m處光照度超過11lux，符合低空防御技術要求。

關鍵詞：探照燈;低空防御;補光

一、引言

在低空監(jiān)視和安防領域[1-3]，需要利用探照燈或類似強光設備對相關空域進行掃描照射，對入侵目標進行警戒和驅離[4-7]。該設備通過向目標照射強光，不僅對載人小型飛行器的飛行員具備警戒效果，對于應用越來越廣泛的無人機，因為向無人機攜帶的攝像頭發(fā)射強光而同樣具備警戒和驅離效果。

傳統(tǒng)探照燈常采用高壓氙燈作為探照燈光源，該設備體積大、功耗高、重量大，安裝布置較為困難。新式的小巧型強光設備作為探照燈，對低空目標實施警戒。該設備采用激光激發(fā)熒光物質發(fā)出白光，發(fā)光強度高，適合重要安全場所布置使用。

本文根據(jù)探照燈光斑測量結果，提出探照燈的控制方法，該方法已經(jīng)在核電相關核電站低空防御系統(tǒng)中獲得應用。

二、新型探照燈連接圖

探照燈實物圖如圖1所示：

探照燈采用燈頭加伺服轉臺的組合方式，外部220V交流電源經(jīng)適配器轉換為12V直流電為燈頭和轉臺供電，控制命令通過串口方式對伺服轉臺和燈頭進行控制[8-10]。探照燈連接圖如圖2所示：

三、新型探照燈基本性能測量

為了對新型探照燈進行定性和半定量測試，在晴朗夜間減少外界光源污染的條件下對探照燈作用距離、一定距離光照度和發(fā)散角進行測量。

首先在3km處通過人眼感光，定性地觀察探照燈的發(fā)光，可以感受到明顯的刺眼光芒，驗證該設備對人眼的告警作用。然后依據(jù)探海上船艦用探照燈的國家標準對光照度進行定量測量，在距離630m測得光照度最大值可達17lux，接近蠟燭的光照度。最后對探照燈發(fā)散角進行測量，測量示意圖如圖3所示。

利用照度計對探照燈的發(fā)散角進行定性半定量測量。對光斑不同位置的光照度進行測量。探照燈距離光斑測量平面距離為L，光斑中心（光照度最大處）距離測量點距離為d，則發(fā)散角可以表示為：

由于光斑水平和垂直方向較為均勻，選取其中一個方向測量即可。為方便起見，選取水平方向測量探照燈的發(fā)散角。

測量結果繪制成角度/°-照度/lux曲線如下圖所示：

根據(jù)上述測量結果，采用定性半定量方式估計發(fā)光發(fā)散角。取最大光照度90%處作為光斑閾值選取點，可得公式（1）讀出發(fā)散角約為：0.45°。如果以50%光照度最大值點作為閾值點，對應發(fā)散角約為1°。

本文還對伺服轉臺的方位角和垂直轉動范圍和轉速進行了測量。方位角轉動范圍可以實現(xiàn)連續(xù)360°轉動，該轉動方式與傳統(tǒng)探照燈僅能實現(xiàn)左右轉動的方式不同，更具有靈活性。垂直轉動范圍實測可實現(xiàn)±90°轉動。實測水平轉動速度可達到42°/s，垂直轉動速度實測15°/s。

四、探照掃描搜索和閃光告警控制方法

探照燈掃描搜索工作時，控制中心利用RS485串口[11]對其發(fā)送探照燈常開命令，對伺服轉臺發(fā)送相關空域掃描指令。

探照燈本身無法對目標成像，需要利用光電設備監(jiān)視識別目標，確認后，由系統(tǒng)指揮控制中心對探照燈發(fā)送閃光告警命令。閃光告警命令根據(jù)遠近調整頻次，以區(qū)別緊急程度。下圖所示為目標值在不同距離范圍開始的告警命令。當目標進入3km范圍內時，探照燈即開啟2s周期的頻閃告警燈光信號;當目標進入2km范圍內時，探照燈即開啟1s周期的頻閃告警燈光信號;當目標進入1km范圍內時，探照燈即開啟0.5s周期的頻閃告警燈光信號。

五、結束語

本文采用新型探照燈作為低空防御中針對載人飛行器警戒的強光設備。在測量探照燈水平連續(xù)轉動360°、垂直轉動±90°以及其他光照基本性能的基礎上，提出搜索探照、閃光告警的不同控制方式。該技術在相關核電站低空防御系統(tǒng)中獲得實際應用，取得預想效果。

作者單位：呂振彬? ? 秦凱麗? ? 周雷? ? 凌云? ? 余輝? ? 李曙光? ? 上海航天電子通訊設備研究所

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