在兵器靶场测试中,光幕探测技术常被用于测量弹丸速度和射击密集度等参数。随着各种新型武器的不断问世,现有的光幕探测技术已无法满足新型武器对大探测幕面和高探测灵敏度的需求。为了解决上述问题,本文研究了一种基于原向反射原理的大靶面光幕探测系统,主要研究内容及贡献如下:1)提出一种合理的原向反射式大靶面光幕探测系统的方案。分析比较了三种原向反射式大靶面光幕探测方法的优缺点,最终确定采用接发相邻并同心式设计方案。该系统主要采用半导体点状激光器作为发射装置条形玻璃微珠原向反射膜则作为反射装置,然后将中心带小孔的菲涅尔透镜与条形PIN硅光电二极管共同组成接收装置,最终上述元器件可构成一个有效探测面积为10m× 10m的大靶面探测光幕系统。2)构建系统探测灵敏度模型,确定探测灵敏度与关键参数之间映射关系。首先分析了该光幕探测系统的关键参数（如靶架结构、发射装置功率等）、弹丸外形参数（如口径、弹长等）以及弹丸穿过光幕位置与弹丸穿过探测光幕时所遮挡的光通量的映射关系,由于系统探测灵敏度与该光通量是正相关的,可以推导出系统的探测灵敏度数学模型,确定了探测灵敏度与关键参数之间映射关系。3)通过探测灵敏度模型仿真,为最优化关键参数提供了参考依据。根据探测灵敏度数学模型,当其他参数不变时,在有效探测幕面内不同位置对系统探测灵敏度进行仿真可得:系统探测灵敏度关于探测幕面的对角线对称分布;随着弹丸过幕坐标的增大,探测灵敏度先减小后增加;随弹丸过幕横纵坐标差值增大,探测灵敏度会增大;当其他参数不变,在某一弹丸过幕坐标处进行仿真可得:弹丸口径、激光输出功率均与探测灵敏度具有正线性关系;有效探测幕面的边长与探测灵敏度具有负线性关系。基于上述分析结果,为优化大靶面探测光幕系统提供了重要理论依据。4)经实弹模拟试验,验证了方案可行性及其探测性能指标。为了便于室内调试,按照等比例缩小搭建有效探测幕面为4m×4m的接发相邻同心式探测光幕系统,使用直径为6mm的钢珠弹分别在有效探测幕面上每间隔约0.5m的不同位置进行了实弹模拟试验。试验结果表明:当改变弹丸过幕坐标、弹丸口径、激光输出功率及有效探测幕面的边长等参量时,系统探测灵敏度分布变化规律与仿真的结果一致。本系统具有结构简单、靶面大、成本低、探测灵敏度较高等优点,可以用于弹径较大、探测灵敏度要求较高的武器测试中。