[发明专利]一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统

说明书

本发明公开了一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统，属于反无人机技术领域，包含激光光源、激光分束器、相控阵阵元、波控器、可调焦聚焦光路；激光光源发射激光，发射的激光经过激光分束器后分为N路，每路激光各进入一个相控阵阵元中；通过波控器控制每个相控阵阵元之间的激光输出相位关系，使N路出射激光在特定方向上发生干涉，实现偏转激光光束的功能；相控阵阵元包含移相器、光纤放大器和准直镜；本发明全固态结构，无需机械扫描，结构稳定。系统靠电驱动移相器实现相控阵阵元的相移，没有传统机械元件的扫描移动，因此机械结构稳定，并且响应速度快。

技术领域

本发明属于反无人机技术领域，具体是一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统。

背景技术

近年来，无人机技术飞速发展，各种遥控无人机的价格越来越低、性能越来越高、使用越来越方便。而同时无人机也越来越被滥用，各种违规使用无人机的情况层出不穷，对公共安全造成很大威胁。因此，对无人机采取有效的反制手段是十分必要的。为了解决这一问题，人们研究了多种反无人机的装置，其中，激光反无人机系统作为一种普适性的硬杀伤技术，几乎适用于任何种类的无人机，并且拥有很强的抗干扰能力，因此是一种消除无人机威胁的有力手段。激光反无人机系统必须包含激光打击系统，激光打击系统通过惯性平台或者快反镜控制打击激光的方向，以跟踪打击目标无人机。其中，惯性平台通常是各种云台，转角大，但角度精度较低；快反镜转角小，但角度精度高。两者可以单独使用，也可以组合应用。

在跟踪打击远距离无人机目标时，必须使用小转角高精度的快反镜。快反镜属于机械扫描式的器件，根据致动原理的不同，又分为压电陶瓷快反镜、音圈电机快反镜和微机电系统（MEMS）快反镜。但是，音圈电机快反镜工作频率较低，不适合应对无人机目标的快速机动；并且需结合机械结构和伺服控制系统优化，对磁屏蔽要求更高，设计使用较为困难。压电陶瓷快反镜具有迟滞特性，需要复杂的驱动电路及算法进行补偿，并且抗冲击能力较弱，需要设计独特的结构增加其稳定性。微机电系统（MEMS）快反镜通过改变每个微反射镜的姿态进行扫描，微反射镜之间有间隙，杂散光较多，不适合高功率打击激光的反射应用。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种应用于激光反无人机系统的光学相控阵激光打击系统，包含激光光源、激光分束器、相控阵阵元、波控器、可调焦聚焦光路；激光光源发射激光，发射的激光经过激光分束器后分为N路，每路激光各进入一个相控阵阵元中；通过波控器控制每个相控阵阵元之间的激光输出相位关系，使N路出射激光在特定方向上发生干涉，实现偏转激光光束的功能。

进一步地，相控阵阵元包含移相器、光纤放大器和准直镜。

进一步地，移相器用于调节该相控阵阵元出射激光相位，通过给移相器加压，使电光陶瓷发生电致折射率变化，改变光程，调节该相控阵阵元出射激光相位。

进一步地，波控器通过给每个相控阵阵元的移相器施加电压，控制每个相控阵阵元的相位改变。

进一步地，可调焦聚焦光路为透射式聚焦望远镜，由正镜和负镜两个镜片组成，镜片套筒通循环冷却水降温，轴向移动负镜调节聚焦光斑的位置，由目标位置决定负镜的调焦位置和相控阵的相位调制。

进一步地，由目标位置决定负镜的调焦位置和相控阵的相位调制的方法包括：

建立空域坐标模型，实时获取需要打击的无人机的空间坐标，标记为打击坐标，将获得的打击坐标输入到空域坐标模型中，在空域坐标模型中实时标记对应的目标位置，实时识别空域坐标模型中的目标位置，根据识别的目标位置分析对应的负镜的调焦位置和相控阵的相位，根据获得的调焦位置和相控阵的相位进行相应的调整。

进一步地，还包括温度单元，所述温度单元用于控制冷却水的温度和流速，对准直镜和透射式聚焦望远镜进行降温。