光线通信技术在军事上的应用

光线通信技术在军事上的应用内容摘要：

纤的体积，节 省导弹的空间，提高有效载荷，制导光纤的直径一般都很小，大都在。 不同应用场合下须选用不同的光纤。 工作波长为 1550nm 的单模光纤多用于中、远程（大于 10km）制导；工作波长为 1310nm的多模光纤多用于近程（小于 10km制导）。 高强度。 在制导过程中，光线从飞行导弹上的线轴中放出，它必须能够经受住弯曲所引起的张力和导弹飞行时间内相当高的动态拉力。 这些都要求直到光线应有比普通光纤更高的抗张强度。 拼接效果好。 对于远程制导，要求光纤的长度在 10Km以上。 但实际不管制造工艺多么精细，光纤在这么长的距 离上都难免出现裂纹。 因此，往往需要对光纤进行很好的拼接。 若拼接不好，则会引起较大的能量传输损耗及断线或绞缠等故障。 光纤拼接是光纤制造的光线通信技术在军事上的应用 6 一项关键技术。 典型的制导光纤的技术指标包括： （ 1）抗张强度： 103N/ 2mm （ 2）不拼接长度： ≥10km （ 3）芯径：多模光纤 3050pm，单模光纤 56 m （ 4）损耗：不大于 （工 作波长为 1310nm时） （ 5）带宽距离积： 1000MHz/km 另外，要是光纤以捣蛋的飞行速度顺利地放开，除了要合理的设计绕线轴外，更重要的是如何缠绕光纤。 光线的绕放也是一项关键技术。 为降低微弯损耗，光纤的绕放过程中要控制拉力如何分布和防止回绕。 为使光线包装件在各种环境下都能保持稳定，且在高速放线时不出现绊线等故障，缠绕是还要使用合适的粘合剂。 与其他制导（如金属线制导等）系统相比，光纤制导导弹系统有以下优点： （ 1）有效打击距离远。 由于光纤损耗极低（商用石英光纤现已达到的损耗水平是：在 1310nm波长 处的损耗为 ，在 1550nm波长处的损耗为 ，比最好的同轴电缆的损耗还要低），通过光纤可使知道信息的传输距离更远。 （ 2）光纤制导是非视线指令制导，因此刻隐蔽发射，增加导弹系统的隐蔽能力，提高射手的战场能力。 （ 3）可实现远程目标的图像跟踪。 由于光纤传输频带极宽，导弹可通过光缆将引导头捕获的图像信息传至控制站，实现远程目标的图像跟踪能力。 （ 4）抗电磁干扰。 光纤不受电磁波的干扰，更适于军事用途，这是与光纤介质本质相联系的一个重要特点，也是现代战争中电子对抗条件下评价现代武器系 统自身生存能力的一个重要指标。 （ 5）有更强的数据保密性。 由于光纤限制了信息的传播途径，使信息只能在光纤内传递，几乎不对外发出辐射，从而大大提高了数据传输的保密性。 （ 6）温度稳定性好、寿命长。 光纤的文都系数小，其传输特性基本不受温度的影响。 相对于其他金属线制导导弹，光纤制导导弹的服役期可以更长。 同时，光纤制导武器系统的缺点是作用距离近，在地面应用最多的只有 10km~20km，光纤的抗拉强度要达到 246kg/ 2mm ，但目前大多数 光纤的抗拉强度只有 200kg/ 2mm ；光纤光线通信技术在军事上的应用 7 制导导弹的飞行速度最大可达 300~320m/s，而光缆卷盘的运转速度目前只能做到150~200m/s。 光纤技术在雷达和微波系统的应用 由于光纤传输损耗低、频带宽等固有的优点，光纤在雷达系统的应用首先用于连接雷达天线和雷达控制中心，从而可使两者的距离从原来的同轴电缆时的 300m 以内扩大到2~5km。 用光纤作为传输媒体，其频带可覆盖 X波段（ 8~）或 Ku波段（ ~18GHz）。 目前 X波段高频光纤系统已实用化， Ku波段的宽带微波光纤线路系统也有大量报道。 光纤在微波信号处理方面的应用主要是光纤延迟信号处理。 先进的高分辨率雷达要求损耗低、时间带宽积大的延迟器件进行信号处理。 传统的同轴延迟线、声表面波（ SAW）延迟线、电荷耦合器（ CCD）等均不能满足要求。 静磁波器件和超导延迟线虽能满足技术要求，但离实用化尚很遥远。 光纤延迟线具有损耗低（在 1~10GHz频段内，单位延迟时间的损耗仅 ~），时间带宽积大（达 104~106），带宽宽（ 10GHz）等优点， 且动态范围大，三次渡越信号小，实现彼此跟踪的延迟线相当容易，而且能封装进一个小型的封装盒。 用于相控阵雷达信号处理的多半是多模光纤构成的延迟线。 目前国外光纤延迟线已进入成熟区。 为提高相控阵雷达天线波束扫描的灵活性，减小初始功耗，以及精密控制所需的单元相位和幅度以实现低的空间旁瓣，需要对每一天线单元提供波束（相位）控制信号、极化控制信号和幅度控制信号。 采用光纤高速传输这些控制信号，相位稳定性好，可以大幅度减少每一有源单元的电子组件量，简化系统组成，降低雷达成本，减小体积和质量。 光纤技术在相控阵雷达的应用还包括用 光纤延迟线在光控相控阵来打波束形成所需的相移。 在电光相控阵发射机中采用集成光学进行波束形成，用光纤技术进行天线的灵活遥控，利用光纤色散棱镜技术的带宽光纤实时延迟相控阵接收机等。 其中，除光纤延迟线外，光纤耦合器、波分复用 /解复用器、集成光学、偏振保持光纤、高色散光纤、光纤放大器、光纤光栅等先进的光纤元器件技术得到了广泛的应用。 光纤系绳武器 美军军用机器人已于 1988年开始中批量生产，年均产值达 5亿美元。 黄线遥控战车（ TOV）是用一根光缆系留到基地站拖车上的高机动性多用途轮式车辆，可将各种侦查装置 、传感器及武器送到危险战区，执行诸如侦查、探雷、清除障碍和弹药补给等任务，车速可达 ，操作距离达 15~30km。 如一种由 Grumman公司研制的称为 Ranger（别动队）的光纤系留车辆在试验中成功地击中了 300m以外的装甲目标。 其最高时速可达 27km。 光线通信技术在军事上的应用 8 由美国海军海洋系统中心（ NOSC）和 Sandia国立研究所联合研制的遥控飞行器（ AROD）是一种用光纤系留的涵道风扇式装置，通过电视实施侦查任务， AROD Ш的活动范围达4000m。 使用系留光缆的气。