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.

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.

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.

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。

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。

面向激光探测的精密光机系统研制及应用

面向激光探测需求,创建了涵盖“光学设计-结构设计-元件制造-装调集成-性能评价和应用”的精密光机系统全环节研发平台。发展了“光学设计-结构设计-力热学设计”高效耦合的综合设计方法,建立了基于光机误差分解的精密装配集成方法,形成了透射光学系统定心装调、反射光学系统的高精度集成装配流程和技术,配备了光学系统波前和成像性能检测仪器,支撑了多种复杂功能的精密光机系统的研制。本文全面梳理了同济大学面向激光探测需求的精密光机系统和仪器研制方面的科研工作,针对我国“星光Ⅲ”强激光装置的探测需求,研制了首套联合视频合成孔径雷达和扫描光学高温计的主被动复合诊断装置和辐射高温光学测量系统,共同为“星光Ⅲ”开展超高压物态方程实验提供了技术支撑与诊断测试手段。面向海环境下目标与环境激光散射特性的测量需求,研制了发散光激光雷达散射截面测量装置和双功能平行光LRCS激光测量装置,实现了模拟海环境下标准散射体与海环境的激光散射特性的精确测量,为超低空激光雷达研制提供了数学模型和实验数据。

圆锥后向激光雷达散射截面非相干分量的理论研究

本文根据粗糙表面的电磁散射理论计算了圆锥的后向激光雷达散射截面（ＬＲＣＳ）的非相干分量，分析了其随表面粗糙度的变化规律，并对非相干分量的概念进行了较为详细的阐述，希望能对外场全尺寸目标测量及实验室缩比模型的ＬＲＣＳ测量研究，提供一定的参考依据。

激光雷达散射截面测量误差分析

论述了激光雷达散射截面(LRCS)信息的重要性,从基本定义出发,分析LRCS表达式及其物理意义。依据辐射传输原理和光电探测原理,推导LRCS测量数学模型。依据目标与照射光斑截面大小关系,引入了目标系数δ概念。从目标系数、辐射标定标准选择、激光照射系统性能、激光探测系统性能以及大气环境参数等诸多方面,较全面地分析了测量误差来源,以及减少或修正误差的方法,并以误差树的方式直观地表示了误差来源及影响作用。从测量数据可信性、可交换性和可用性原则出发,提出了测量数据记录要求,并编制了测量数据记录表。对开展激光雷达目标散射特性研究具有重要参考价值。

复杂目标后向激光雷达散射截面计算与缩比模型测量比较

研究了复杂目标激光雷达散射截面(LRCS)与电磁波段雷达散射截面的差异,提出使用可视化技术计算复杂目标后向激光雷达散射截面的流程框图,并使用该技术对某飞机全尺寸模型进行了计算。将计算结果按缩比关系换算,得到了1∶8缩比模型的散射截面。利用标准板定标法,在外场环境对1∶8缩比模型进行了实际测量,获得了缩比模型散射截面的实验数据。对计算数据与测量数据进行了对比分析,结果表明,在目标主要散射方位,理论计算和测量结果一致;通过缩比模型的测量可以获取全尺寸目标的激光散射特性。

相位微扰法在粗糙面光散射中的应用

根据粗糙面散射理论，用相位微扰法推导出了从随机粗糙介质表面散射的激光雷达散射截面的理论计算公式。计算了几种粗糙表面样品在１．０６μｍ下的单位面积激光雷达散射截面，数值结果与实验数据基本吻合。

不同表面激光双向反射分布函数的实验研究

根据粗糙面电磁散射理论讨论了粗糙表面双向反射分布函数（ＢＲＤＦ）和单位面积激光雷达截面的关系。测量不同粗糙度金板、铝基、钢基和涂层样片在０．６３μｍ的双向反射分布函数。分析了高度起伏均方根δ，斜率起伏均方根ｓ，介电常数对双向反射分布函数的影响。最后，将部分粗糙样片的双向反射分布函数理论计算结果与实验数据比较。