涡旋光任意入射条件下的旋转物体转速探测(特邀)

涡旋光是一种携带轨道角动量的空间结构光束,照射到旋转的平板物体表面时频率会发生移动,这一现象被称为光学旋转多普勒效应,通过测量光束频移可获得平板物体的旋转速率。频移受光束入射条件的影响,通过揭示入射条件影响规律,可实现任意入射条件下的旋转物体转速测量。首先,建立了速度投影模型,分析了光学旋转多普勒效应的产生机理。其次,通过理论推导得出了涡旋光任意入射条件下的旋转多普勒频移分布规律,并提出了提取物体旋转频率的理论方法。最后,搭建了旋转多普勒效应的实验装置,采用拓扑荷数为±18的叠加态拉盖尔-高斯光束在四种不同入射条件下测量旋转多普勒频移谱,将实验频谱与理论频移曲线结合,测得物体的旋转频率,相对误差低于1%。

弹丸任意角度入射弹着点声学检测模型

声学靶被广泛应用于弹着点自动检测系统中,常规声学立靶测量系统要求弹丸垂直靶面入射,否则弹着点测量精度较低。基于声学定位技术,分析弹丸沿任意角度入射过程,根据弹着点和传感器阵列之间的几何关系,利用传感器阵列接收激波的时间差,建立一种针对弹丸任意角度入射的弹着点检测数学模型。应用上述数学模型对立体七点布阵的传感器阵列进行仿真研究,仿真结果表明立体阵列模型在整个靶平面的弹着点误差均值为0.8821 cm,标准差为0.6104 cm。实弹射击实验表明基于七点立体阵列的弹丸任意角度入射弹着点声学检测模型具有较高的精度。

任意角入射到非均匀等离子体的WKB法

用WKB法研究了以任意角入射的电磁波在非均匀非磁化等离子体中的衰减特性,给出了电磁波在非均匀非磁化等离子体中的双程衰减公式。选用抛物线型等离子体密度分布进行计算,基于等离子体共振吸收概念分析了双程衰减与入射电磁波频率、等离子体碰撞频率、等离子体最大密度和电磁波入射角等的关系。对等离子体隐身研究有一定的参考价值。

基于开放式T靶弹丸任意角入射声学定位算法研究

超音速弹丸在大气中飞行时,会在弹丸的头部形成一个圆锥形脱体激波。利用超声传感器测出T型阵列传感器,接收到声波时的相对时间差,建立一种基于开放式T靶的任意角入射定位数学模型;并通过迭代求出弹丸穿过靶面的精确位置,以实现弹丸的自动定位。

UARAC的电磁特性分析

为了解决单轴各向异性吸波涂层(UARAC)的分析和设计中所遇到的反射系数计算问题,从电磁场理论出发,导出了电磁波以任意角入射时UARAC的反射系数公式。同时,给出了计算曲线的例子,通过实例计算分析了UARAC的斜入射特性和电磁波的入射角、极化状态等对UARAC的隐身效果的影响。得到负单轴各向异性吸波涂层(MUARAC)的吸波性能优于正单轴各向异性吸波涂层(PUARAC)的吸波性能及MUARAC的吸波性能主要取决于单轴各向异性吸波材料的横向参数等结论。为UARAC的计算机辅助分析和设计提供了基础。