光电跟踪制导示意图
光电器件及应用
任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• 五、火焰检测报警器 • 火焰检测报警器是当物质燃烧时， 在产生烟雾和放出大量气体时，
也会产生可见或不可见的光辐射。 该报警器也称为感光式火灾探测 器， 是用于响应火灾的光特性， 即感应火焰燃烧的光照强度和火焰 的闪烁频率， 如图２ －７ 所示。 • 六、光敏电阻的特点 • 优点: 光敏电阻具有光谱特性好、允许的光电流大、灵敏度高、使用 • 寿命长、体积小、无极性、使用方便等优点， 所以应用广泛。 此外 ， 许多光敏电阻对红外线敏感， 适宜在红外线光谱区工作。 • 缺点: 响应时间长， 频率特性差， 强光线性差， 受温度影响大。 型 号相同的光敏电阻参数参差不齐， 并且由于光照特性的非线性， 不 适宜在测量要求线性的场合工作， 常用作开关式光电信号的传感元 件。
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任务１认识光敏电阻的应用电路及产品
• (３) 在明暗环境发生变化的情况下， 对比电路结构和光敏电阻在电 路中的工作情况。
• (４) 在规定课时内完成几个应用电路的认识。
• 相关知识
• 一、光敏电阻调光电路 • 光控调光电路工作原理是当周围光线变弱时引起光敏电阻ＲＧ 的阻
值增加， 使加在电容Ｃ 上的分压上升， 进而使可控硅的导通角增大 ， 达到增大照明灯两端电压的目的； 反之， 若周围的光线变亮， 则 ＲＧ 的阻值下降，导致可控硅的导通角变小， 照明灯两端的电压也 同时下降， 使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制， 如图２ －２ 所示。
具有放大功能。 目前的光电三极管是采用硅材料制作而成的。 这是 由于硅元件较锗元件有小得多的暗电流和较小的温度系数。 硅光电 三极管是用Ｎ 型硅单晶做成Ｎ － Ｐ － Ｎ 结构的。 管芯基区面积做 得较大， 发射区面积却做得较小， 入射光线主要被基区吸收。
光电对抗
所谓光电对抗，是指敌对双方利用光电相关的设备、器材，在光波段实施电子进攻和防御的军事行动。
通常先以技术手段获取敌方光电武器和侦测器材的工作信息，然后再采取措施破坏或削弱其作战效能，并保护己方光电装备正常工作。
光电对抗装备主要指光电侦察告警装备和光电干扰装备。
光电侦察告警装备光电侦察告警装备用于实时探测指向目标的导弹或激光束，确定其特征、方位和威胁程度，并及时发出告警指示或启动相应的干扰和对抗措施。
按照侦察方式又可以分为光电主动侦察和光电被动告警两类装备。
(1)光电主动侦察装备。
光电主动侦察是利用被侦察设备光学系统的反射特性来进行的，包括红外主动侦察和激光主动侦察。
其中红外主动侦察由于光源隐蔽性较差，已被逐渐淘汰。
激光主动侦察是利用光学设备对激光反射的“猫眼效应”进行侦察的，即向敌方光电装备主动发射激光束，然后接收其反射回波并进行分析，就可以确定敌方光电设备的特性和位置，并引导激光干扰。
激光主动侦察装备进行空间扫描采用的是低能激光脉冲。
(2)光电告警装备。
光电告警装备利用光电探测器，对敌方武器设备所辐射或散射的光波进行侦察、截获及识别，判断威胁的性质和危险等级、确定来袭方向，然后发出警报并启动与之相连的防御系统实施对抗，如引导激光致盲武器对来袭导弹进行软杀伤，或引导高能激光武器实行硬摧毁。
光电告警装备已广泛应用，在实战中成效显著。
依据探测器所用波段，光电告警装备可分为红外告警、紫外告警和激光告警三类。
目前，红外告警装备已发展了三代，具有全方位的告警能力，紫外告警装备虚警率低、无需低温冷却、无需扫描、体积小、质量轻，已成为装备最多的导弹逼近告警系统之一；激光告警装备是目前光电对抗侦察告警装备的发展重点，已广泛应用于战机、战舰和陆上重要目标的自卫。
光电干扰装备在现代高科技战争中提高目标生存能力，首先要设法使敌侦察装备无法正常工作，降低目标被发现的概率或在目标被发现前摧毁威胁源。
光电干扰装备通过光电技术手段改变或模拟目标的典型光电特征，扰乱、欺骗或压制敌光电侦察设备和精确制导武器，使其迷茫或失效。
激光制导2
1 1 1 f u
通过测量感光二极管间距 ,感光屏半径 ,感光屏与透镜 的像距 ,透镜与反射点的物距可计算出最小光斑直径,最大测 量角度和透镜焦距f。
主要内容 引言 Fra bibliotek光半主动制导原理 激光半主动制导武器的防御对策 模拟激光导引头的设计
模拟激光目标指示器的设计
实验结果和分析
由于交战双方大量使用各种精确制导武器，使人们
对未来的战争形式有了全新的概念。
引言--制导技术的发展
3. 海湾战争进一步确认了未来高技术条件下战争的基
本模式。在今天精确制导武器装备的拥有程度和 运用能力已经成为衡量一个国家军事现代化程度
的重要标志之一。
4.目前，精确打击中应用最广泛的是激光制导技术。 随着电子信息技术和人工智能技术的不断发展 ,将
[2] 遥控飞行器装载的激光目标指示器
遥控飞行器载的激光目标指示器与前面的机载系统类似，只是机 内用了个可见光投射器。
[3] 直升机载激光指示器
有脊装式如英国的AF533型瞄准具、鼻锥式如美国的TADS、吊舱式如 美国的SPAL、旋翼顶部平台多种。
[4] 地面目标指示器
对于不设激光测距机的手持式指示器，甚至对三脚架式的GLLD、 MULE指示器来说，一般都采用发射、接受、观瞄光轴合一的结构。
惯性飞行的轨迹。
引言--导弹的分类
巡航导弹
依靠喷气发动机的推力和弹翼的气动升力，主要 以巡航状态在稠密大气层内飞行的导弹。旧称飞航式
导弹。从陆地、水面或水下发射的巡航导弹，由助推
器推动导弹起飞，随后助推器脱落，主发动机(巡航
发动机)启动，以巡航速度进行水平飞行；当接近目
标区域时，由制导系统导引导弹，俯冲攻击目标。从 空中发射的巡航导弹，投放后下滑一定时间，发动机
四象限探测器光电跟踪伺服系统的研究
四象限探测器光电跟踪伺服系统的研究李芳;郭建强;何婷婷;李游;殷凯【摘要】In order to accomplishing target tracking in photoelectric way,the four⁃quadrant detector is used to detect ob⁃jects. Filtering of the signal collected by AD acquisition of single⁃chip microcomputer MSP410F169 is conducted. The speed of motor is adjusted with PID algorithm and duty ratio of PWM wave produced by MSP410F169. Through two motors,the space ro⁃tation of the tracking device is realized to track targets.% 为了实现光电跟踪目标，用四象限探测器检测目标物，利用单片机MSP410F169的AD采集，将采集到的信号进行滤波，利用PID算法，以及单片机MSP410F169的时钟控制PWM波的占空比来调节电机的转速。
通过两个电机来实现跟踪装置的空间旋转跟踪目标物。
【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P119-121,124)【关键词】光电跟踪;四象限探测器;MSP430F169;PID算法【作者】李芳;郭建强;何婷婷;李游;殷凯【作者单位】西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000;西南交通大学物理科学与技术学院，四川成都 610000【正文语种】中文【中图分类】TN820.3⁃340 引言MSP430单片机具有集成度高、嵌入模块多（如12位ADC、16位定时器等）、超低功耗等特点，在许多领域内得到了广泛的应用[1]。
光电定向实验报告
光电定向实验李康华（哈尔滨工业大学威海校区光电科学系，威海264209）摘要:采用四象限探测器作为光电定向实验，学习四象限探测器的工作原理和特性，同时掌握四象限探测器定向的工作方法。
实验中，四象限探测器的四个限区验证了具有完全一样的光学特性，同时四象限的定向具有较良好的线性关系。
关键词:光电定向四象限探测器1、引言随着光电技术的发展，光电探测的应用也越来越广泛，其中光电定向作为光电子检测技术的重要组成部分，是指用光学系统来测定目标的方位，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此在光电准直、光电自动跟踪、光电制导和光电测距等各个技术领域得到了广泛的应用。
光电定向方式有扫描式、调制盘式和四象限式，前两种用于连续信号工作方式，后一种用于脉冲信号工作方式。
，由于四象限光电探测器能够探测光斑中心在四象限工作平面的位置，因此在激光准直、激光通信、激光制导等领域得到了广泛的应用［1］. 本光电定向实验装置采用激光器作为光源，四象限探测器作为光电探测接收器，采用目前应用最广泛的一种光电定向方式现直观，快速定位跟踪目标方位。
定向原理由两种方式完成：1、硬件模拟定向，通过模拟电路进行坐标运算，运算结果通过数字表头进行显示，从而显示出定向坐标；2、软件数字定向，通过AD 转换电路对四个象限的输出数据进行采集处理，经过单片机运算处理，将数据送至电脑，由上位机软件实时显示定向结果。
本实验系统是根据光学雷达和光学制导的原理而设计的，利用其光电系统可以直接、间接地测定目标的方向。
采用650nm激光器做光源，用四象限探测器显示光源方向和强度。
通过实验，可以掌握四象限光电探测器原理，并观测到红外可见光辐射到四象限探测器上的位置和强度变化。
并利用实验仪进行设计性实验等内容，将光学定向应用到各领域中[2]。
2、实验原理2.1、系统介绍光电定向是指用光学系统来测定目标的方位，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此在光电准直、光电自动跟踪、光电制导和光电测距等各个技术领域得到了广泛的应用。
光电探测技术在军事中的应用分析
光电探测技术在军事中的应用分析随着科技的不断发展，军事技术也在不断革新。
其中一项重要的领域就是光电探测技术。
这项技术是指通过对光信号的探测和分析来实现各种功能，在军事领域有着广泛的应用。
本文将对光电探测技术在军事中的应用进行深入分析。
一、光电探测技术光电探测技术是指基于光电转换原理将外部的光信号转换为电信号并进行分析的技术。
该技术发展源于20世纪初期，20世纪50年代后逐渐成为热门技术。
随着科技的不断进步，光电技术在军事中的应用也越来越广泛。
现代光电探测技术已不仅仅局限于对于光信号的探测和分析，而应用范围已经涵盖了双工光通信、显示与成像、光子晶体、生物医学、环保等多个领域。
二、光电探测技术在军事中的应用在战争中，新兴的技术是一种巨大的优势。
现代战争的要求是高精度、高速度、高综合性能和高品质，而光电探测技术恰好具备这样的特点。
下面将详细阐述一下光电探测技术在军事中的四个方面的应用。
1. 导航与定位光电探测技术可以用于制导和定位。
战争中，飞行器、无人机和导弹常常是关键的军事资源，在高度急剧变化的环境中，稳固、准确的导航和定位数据对于导弹和飞行器的性能和弹道控制至关重要。
光电探测技术可以通过对于光电信号的反射与衍射来获得目标物体的准确位置信息，从而预测，维持，调节并更新飞行器的运动状态和弹道，提高战斗力和精度。
2. 监测与侦察利用光电信号，军事监测和侦察也得到了很大的提高。
从侦查卫星到瞄准镜头，光电技术可以很容易地透过障碍物，获取地表或空中目标的高清图像，并实时传递给战区指挥部。
光电监测设备不受天气和光线等影响，可以全天候进行实时监测和侦察，极大的提高了军事侦察的效率与功能。
3. 武器指向通过光电探测技术，武器的指向也可以进行高精准的掌控。
基于光电探测技术研发的光学瞄准仪器可以极高的提升武器的指向性能，大幅度提高作战精度与效果。
例如，目前美军最为高级的防空导弹系统，PAC-3，就利用了光电探测技术来精确追踪和拦截导弹。
激光制导的物理原理
激光制导的物理原理杨世荣(空军高炮学院,桂林541003)(收稿日期:1996—09—06) 图1为激光制导示意图,在一架飞机上装一台激光器,向目标发射激光,另一架飞机向目标发射激光制导导弹.激光制导导弹前端有一凸透镜,在透镜后的焦平面上置一四象限光电探测器,即其光敏面被划割为靠得很近、但不相连的四等分1、2、3、4,如图2(a ).照射到目标上的激光光斑被目标反射,经导弹前端透镜成像在四象限光电探测器的光敏面上.若光斑正好落在四象限中心,如图图1 激光制导示意图2(b),那么1、2、3、4象限输出信号——如光图2 四象限光电探测器电流(或光电压)完全相等,因此有:(I 1+I 2)-(I 3+I 4)=0(I 1+I 4)-(I 2+I 3)=(1)说明导弹正好对准了目标,无误差信号产生.若导弹在左右方向上有误差,光斑将不在四象限光敏面中心,向左或向右偏移,如图2(c),因此有:(I 1+I 2)-(I 3+I 4)=0(I 1+I 4)-(I 2+I 3)≠0(2)此时有左右误差信号输出,此信号经放大控制导弹垂直尾舵,校正导弹的左右方位状态.若导弹在上、下或俯仰位置上有偏差,如图2(d),光斑将向上、或向下偏移,因此有(I 1+I 2)-(I 3+I 4)≠0(I 1+I 4)-(I 2+I 3)=0(3)此时有俯仰误差信号输出,此信号经放大控制导弹水平尾舵,校正导弹俯仰状态.光电探测器种类繁多,如电真空器件中的光电管和光电倍增管,其原理基于外光电效应,即入射光子打在其阴极材料上,将其内部电子轰击出来形成光电流;又如半导体光电器件中的光敏电阻、光电池,其原理基于内光电效应,即入射光子将某些半导体光电材料内部电子从低能态激发到高能态,从而改变了材料的导电性能,检测出这种性能的改变,就可探测出光信号.30工科物理1997年第2期。
光电干扰技术及其在军事上的应用
光电干扰技术及其在军事上的应用1. 引言在越南战争中，越军用烟幕屏障使美军激光制导炸弹难以命中发电厂等关键目标，美军用机载告警器及红外诱饵弹使“萨姆－7”导弹基本上失去作用，电磁频谱的对抗从此扩展到光电频段，诞生了光电对抗。
在军事应用中，光电精确制导技术和光电侦测技术发展迅速，应用广泛，目前已形成较完善的装备体系。
光电制导武器以投放准确、命中精度高、抗电磁干扰能力强等显著特点,成为最具有威胁力的武器之一。
各国都在竞相发展光电制导的精确制导武器。
从20 世纪90 年代以来爆发的几场局部战争的轨迹看,精确打击武器呈不断发展之势。
因此,研究光电对抗技术和了解军事装备发展情况,对搞好光电对抗方法研究及顶层建设,为深入探寻光电对抗领域的制胜之策,制定未来作战攻守方略具有十分重要的意义。
2. 光电对抗简介光电对抗指敌对双方在光波段范围内，利用光电设备和器材，对敌方光电制导武器和光电侦察设备等光电武器进行侦察告警并实施干扰，使敌方的光电武器削弱、降低或丧失作战效能；同时利用光电设备和器材，有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦察告警和干扰。
光电对抗系统的组成如下图所示：2.1 光电侦察光电侦察是指利用光电技术手段对敌方光电设备辐射或散射的光波信号进行搜索、截获、定位及识别，并迅速判别威胁程度，及时提供情报和发出告警。
光电侦察有主动侦察和被动侦察两种方式。
主动侦察是利用对方光电装备的光学特性而进行的侦察，即向对方发射光束，再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别，从而获得敌方情报的一种手段：被动侦察是指利用各种光电探测装置截获和跟踪对方光电装备的光辐射，并进行分析识别以获取敌方目标信息情报的一种手段。
2.2 光电干扰光电干扰是指利用辐射、散射、吸收特定的光波能量，或改变目标的光学特性，破坏或削弱敌方光电设备的正常工作能力，以达到保护己方目标的一种干扰手段。
光电干扰分为主动干扰和被动干扰两种方式。
主动干扰是利用己方光电设备发射或转发某种敌方光电装置相应波段的光波，对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。