覆盖多种材料的复杂目标LRCS计算

提出了计算覆盖多种材料复杂目标的激光雷达散射截面的可视化方法.使用颜色标签建立含材料信息的目标模型,通过颜色标签成像计算目标的单站激光雷达散射截面,附加双向遮挡成像计算目标的双站激光雷达散射截面.讨论了目标覆盖不同材料及用蒙特卡罗方法模拟表面涂漆脱落情况下的激光雷达散射截面的差异.结果表明,计算方法直观、快速,具有实际应用价值.

背景散射对LRCS测量精度的影响分析

针对激光雷达散射截面的测量精度,指出测量中存在的背景散射问题。给出了激光雷达散射截面的测量方程,分析了地面、支撑架等背景散射对激光雷达散射截面测量精度影响的机理。根据测量方程和影响机理提出了敷设消光材料、多次比对测量、尺寸匹配等方法,并对敷设消光材料法进行了实验验证。实验表明:所用方法能够有效地减小背景散射,提高激光雷达散射截面的测量精度。

两种非理想条件下LRCS测量结果的校正方法

分析了入射激光束光强分布不均匀以及目标对入射激光有脉冲展宽时对目标激光雷达散射截面测量的影响,推导出新的测量方程及激光雷达散射截面测量计算方法并应用于目标实测。结果表明:应用此方法避免了光束不均匀和脉冲展宽等因素对测量结果的影响,提高了激光雷达散射截面的测量精度。

复杂目标后向LRCS的计算

本文根据粗糙目标激光雷达散射截面(LRCS)的特点和工程建模方法,对复杂目标几何建模,消隐处理以及粗糙面特性研究的方法进行了分析和讨论.计算了飞机缩比模型在1.06μm的后向LRCS,数值结果和实验有较好的吻合.

非理想条件下LRCS测量误差分析和校正

为了减小激光雷达散射截面(LRCS)测量过程中激光能量和大气状态不稳定带来的测量误差,提高LRCS测量准确度,采用基于多个探测单元同时测量的多站对比误差校正方法,推导了一个新的LRCS计算公式,讨论了传统对比方法测量LRCS的适用范围和局限性,分析了在非理想条件下激光器的能量起伏和大气状态的变化对LRCS计算带来的误差,并通过实验对两种方法的测量结果进行了分析比对。结果表明,设计的多站比对测量方法科学可行,采用多站对比公式计算的LRCS值准确度高,可以有效减小或消除测量过程中激光能量和大气状态的不稳定带来的测量误差。

IR LASER BACKSCATTERING FROM AN ARBITRARILY SHAPED DIELECTRIC OBJECT WITH ROUGH SURFACE

The backscattering of light wave from arbitrarily convex dielectric objects withrough surface is investigated and formulas for calculating the backscattering cross-section of bothcoherent and incoherent fields are obtained.In the infrared wave-band,the influence of the ge-ometry,permittivity and statistical characteristics of the rough surface on LRCS is analyzed,byusing rough sphere and ellipsoids as examples.

球型目标在不同波段的雷达散射截面

文中对球型目标在微波、红外、太赫兹等不同波段的雷达散射截面进行深入探讨,利用电磁波理论和红外辐射理论得到了理想金属球的微波雷达和朗伯球的激光雷达的散射截面的数学表达式,并在此基础上给出了球型目标太赫兹雷达散射截面的具体研究内容和研究方式,指出选用理想金属朗伯球体的目标作为太赫兹雷达散射截面的标准体,提出了"中值加权修正"的研究方法,并对方法的具体实施方案给予了阐述。

粗糙表面对雷达目标散射截面的影响

粗糙表面对雷达目标信号的散射在红外、微波以及太赫兹波领域是普遍存在的。研究结果表明,在红外领域目标表面粗糙的状况是影响激光雷达散射截面的重要因素,在微波领域这种影响是作为一种随机过程,是一种微扰,雷达散射截面的回波功率是粗糙表面高度散布密度分布函数与平坦表面脉冲响应函数的卷积,通常情况下卷积的效果在数学上相当于作用在平坦表面脉冲响应函数上一个δ函数。

激光隐身效果评估方法研究

激光隐身技术可以降低目标在激光工作波长处的反射特性,从而削弱敌方激光探测设备的探测能力,有效保护己方目标。对目标的激光隐身效果进行评估,对于激光隐身技术的发展和应用具有重要作用,激光雷达截面(LRCS)是描述目标对入射激光散射能力的物理量,根据战场激光信号的特点,提出利用目标隐身前后,目标激光雷达截面在不同反射方向的变化来描述激光隐身效果,对于处于研发阶段的隐身效果评估,以未隐身目标作为评估基准;对于处于应用阶段的隐身效果评估,以标准漫反射板作为评估基准,从而实现对目标激光隐身效果评估。该评估方法可以全面考核描述激光隐身效果,具有较好的操作性。

激光雷达散射截面的比对测量法及其精度检测

野外目标激光雷达散射截面(LRCS)的测量通常使用比对测量方法。该方法受到测量系统激光光束模式,激光功率稳定性,大气吸收、散射和湍流,背景的激光漫反射回波,系统探测电路噪声等因素的影响。其中,测量系统激光光束模式是最重要的影响因素,造成了比对测量方法中LRCS测量精度难以客观、全面检测的问题。因此,在介绍LRCS的比对测量法及测试系统的基础上,分析了光束模式对系统LRCS测量精度的影响,提出了消光布遮蔽法和光斑分析法相结合的系统LRCS测量精度检测方法。最后,对实际应用中如何减小光斑模式的影响以提高系统LRCS测量精度进行了分析。

入射角对“猫眼”目标特性的影响

激光雷达截面(LRCS)能够综合表征目标激光散射特性,在激光主动探测系统论证设计、探测性能估算中有广泛的应用。从LRCS定义出发,建立了正入射与斜入射条件下离焦"猫眼"目标的LRCS模型,得到了正入射与斜入射条件下离焦"猫眼"目标的探测距离计算公式,讨论了目标LRCS及主动探测距离随入射角和离焦量变化的规律,对入射角和离焦量对目标LRCS和主动探测距离的影响进行了数值模拟,结果表明:入射角和离焦量的增大会引起"猫眼"目标有效照射面积和回波发散角变小,进而引起LRCS和激光主动探测距离变小。这为激光主动探测系统的设计和性能评价提供了必要的依据。

利用BRDF实验测量获取目标表面单位面积激光雷达截面

介绍了一种利用双向反射分布函数实验测量获取目标表面单位面积激光雷达截面的方法,运用双向反射分布函数测量系统在特定激光波长下(1.06μm)对导弹蒙皮和坦克前甲板样片进行实验测量,根据样片的BRDF实验数据,将遗传模拟退火算法应用于目标表面BRDF统计模型的参数反演中,获取样片的BRDF模型参数,然后根据目标表面的双向反射分布函数与单位面积激光雷达截面之间的函数关系,进而可以求出样片的单位面积激光雷达截面的函数表达式。实验数据曲线表明,拟合后的实验数据与参与优化的实验数据吻合得比较好,结果说明用这种方法获取目标表面单位面积激光雷达截面是可行的和有效的。

目标激光散射特性测量及分析

靶标或靶板激光散射特性的测量与标定,对于目标激光散射特性和探测系统的评估分析是至关重要的。介绍了测量目标靶板激光散射特性的方法。根据测量激光双站散射强度角分布数据计算了标准板(聚四氟乙烯)的反射率和激光雷达散射截面,以及通过相对测量比对,获得了目标靶板的激光雷达散射截面。进一步通过遗传模拟退火算法给出了目标靶板激光的散射角分布统计模型。

大粗糙度表面激光散射特性实验研究

本文利用激光散射自动测量系统，对经喷丸处理后的钢基粗糙表面及其喷漆表面的后向激光雷达散射截面（ＬＲＣＳ）进行了测量。测量波长分别为λ＝６３３ｎｍ和λ＝９０４ｎｍ。在λ＝９０４ｎｍ，利用粗糙面电磁散射理论的基尔霍夫方法对上述样片进行了理论计算，其中将粗糙表面视为双尺度模型，根据驻留相位法和标量近似法理论计算双尺度模型随机粗糙表面的散射强度角分布。

一种计算复杂目标激光雷达散射截面的快速算法

提出了图形电磁计算在研究复杂目标激光雷达散射截面计算中的应用方法 ,给出了计算流程 ,并计算了某飞机模型单、双站激光雷达散射截面 .结果表明 ,该方法对复杂目标激光雷达散射截面的计算速度基本达到了实时计算要求 .

近距离雾的激光多次散射模拟

为了满足精确快速获取雾的多次散射仿真需求,在近程雷达距离较近情况下,将雷达方程和Mie散射理论相结合,提出一种快速有效的激光多次散射计算方法.首先通过雾滴谱模型建立雾颗粒的几何模型,然后根据Mie散射理论获得的单个粒子的散射函数计算激光在雾模型中单个颗粒的一次散射和二次散射功率密度,结合雷达方程推导出雾的多次等效散射截面和散射系数计算函数.模拟计算表明:雾的激光二次等效散射截面与雾浓度的2/3次方成正比,二次散射系数随能见度增加的衰减比一次散射系数快.

大气条件变化时的激光雷达散射截面测量方法

利用双光路探测研究了大气条件变化对外场目标激光雷达散射截面测量准确度的影响.将双光路探测应用于比对测量后,推导出了新的比对测量公式,进行了实验验证,并讨论了其适用条件.通过对漫反射板激光雷达散射截面的外场实测,结果表明:利用新的比对测量公式,不仅能有效减小测量过程中因大气条件变化带来的误差,提高测量准确度,而且计算过程较为简单;工程上易于实现.

复杂大目标激光散射特性测量与评估技术研究

目标激光散射特性测量对于激光测量系统性能评价至关重要,针对复杂形状全尺度大型目标雷达散射截面的评估需求,开展外场测量试验,并利用测量经验和仿真计算对测量数据进行分析。结合仿真建模和缩比测量等目标散射特性评估方式的特点,提出了提高复杂大目标雷达散射截面外场试验测量精度的改进思路,为研究复杂大目标激光散射特性及建立雷达散射截面的有效评估途径提供借鉴。

飞机激光雷达散射截面测量与分析

飞机激光雷达散射截面的测量,对于研究飞机激光散射特性以及评估探测系统至关重要.本文介绍了飞机激光雷达散射截面测量理论,设计了飞机激光雷达散射截面测量装置和测量方法,并通过实验验证了该装置与测量方法.在全尺寸真实飞机试验与测量过程中,通过对原始数据高斯补偿与背景修正,获得了误差小于7%的飞机激光雷达散射截面数据.实验结果表明,本文提出的飞机激光雷达散射截面测量与分析方法是正确的和有效的.

基于“猫眼”效应的激光主动成像探测系统性能分析

通过对调制对比度限制下的作用距离建模,文中分析了激光主动成像探测系统的性能。首先描述了系统组成,然后通过调制对比度的表达式导出了作用距离模型,最后根据“猫眼”目标和漫反射目标不同的特性分别进行了仿真计算。结果表明:激光主动成像探测系统基于“猫眼”效应探测时性能大大提高。