雷达定标卫星光学散射特性研究

对主体为铝球用于雷达定标的一批卫星进行了地基光学观测,验证了其光度变化和光谱特性简单,易于开展光度和光谱特性影响因素分析。实验室对铝球的仿真测量也证明了铝球具有各向同性好、反射特性和光谱特性平稳等特点。研究团队基于测量结果构建了铝制球体卫星的光度计算模型,与实测结果的对比分析表明,利用铝制球体的材料特性和外形特征可最大程度的简化卫星光度计算模型,也证明了实测方法和光度计算模型构造方法的正确性,使得卫星光度可实时保精计算,可应用于天基和地基光电探测设备的动态能量定标和高速、变速运动状态下的探测能力标定。

基于单光子探测的目标光学散射特性研究

研究了目标物体的单光子散射回波特性,基于红外单光子探测器和皮秒激光器搭建了目标光学散射特性测量系统,以回波光子数作为单光子条件下目标光学散射特性的表征。实验研究了不同形状(球体、立方体、圆柱体、圆锥体)目标物体的单光子散射特性,并利用双向反射分布函数模型对实验结果进行拟合,理论拟合结果与实验测量结果能够很好地吻合。进一步对不同材质(瓷砖、木材、外墙砖)目标物体的单光子散射特性进行了研究,并将实验结果与传统波动散射特性进行了对比分析。该研究为单光子激光雷达远距离目标识别与探测的相关工作提供了参考。

空中目标对复杂背景红外辐射的光学散射特性研究

现阶段,大气辐射传输算法与模式已经在国内外被广泛应用,很多已经形成整体化系统软件。本研究主要研究空中目标对复杂背景红外辐射的光学散射特性。

空间目标光学散射特性研究进展

空间目标光学散射特性建模与分析是空间光学监视系统论证设计、性能评价的前提和基础。以空间目标的可见光与激光散射特性为主要研究对象,分析了空间目标光学散射特性的基本研究内容和方法,介绍了国内外应用于卫星表面材料的比较典型的BRDF模型,从卫星表面材料BRDF测量与建模、目标可见光散射特性测量与仿真计算和空间目标LRCS测量与仿真计算三个方面,介绍了国内外典型研究单位的研究成果以及下一步的研究发展方向。可为空间目标光学特性研究思路与方法提供借鉴。

遮光罩材料光学散射特性测试系统设计

遮光罩是应用于天基光学系统中起消除杂散光作用的主要结构组成部分。遮光罩材料主要是有机玻璃(PMMA),其光学散射特性决定其消杂光的效果。而目前光学系统的杂散光分析多限于软件仿真。为此,提出一种用于遮光罩材料光学散射特性的测试系统,利用精密的位移装置,通过光电倍增管进行数据采集,得到被测目标表面的双向反射分布函数(BRDF),用以评价材料的光学散射特性。实验测试聚四氟乙烯(PTFE)漫反射板的BRDF,测试结果与国际上相同条件下测试结果一致。对比光滑表面和非光滑表面的黑色及白色有机玻璃材料的BRDF,结果可为遮光罩设计提供参考。测试系统不仅可以用于非透明目标的BRDF,也可以用于透明及半透明目标的BTDF (双向透射分布函数)。

基于实验测量与OCS仿真计算的卫星光学散射特性对比验证

卫星的光度数据与卫星的姿态、材质、观测角度等多种因素有关,仿真计算往往无法获取这些因素,导致仿真计算结果无法与实测进行对比.针对仿真结果无法通过实测进行验证的问题,结合卫星工具箱中卫星运动场景,分别通过实验测量与仿真计算获取卫星光学散射特性的时序数据.实验测量中,在实验室内模拟太空光学环境,实现实验过程中卫星模型姿态与卫星工具箱中卫星姿态的并行分析,保证了测量的准确性.仿真计算中,采用基于前期空间目标常用材质双向反射分布函数实测数据拟合出的双向反射分布函数模型,且考虑卫星表面材料褶皱对空间目标光学散射特性的影响,提高仿真精度.此外,设计了一个轨道参数为:半长轴a=7 716.14km,偏心率e=0.001,轨道倾角i=58°,近日点幅角ω=36°,升交点赤经Ω=345°,平近点角M=231.1°,相位角变化范围为38°~98°的三轴稳定卫星运动场景,通过实验测量与仿真计算获取该场景下卫星的光度数据,发现二者趋势相同,幅值相近,相关系数为0.69.

基于光学散射特性的失稳空间目标旋转分析

本文提出了基于光学散射特性的失稳空间目标旋转速率实验模拟方案以及数据处理方法,解决了失稳空间目标旋转速率反演的问题。实验构造了模拟真实光学观测的测试系统,使得卫星模型姿态、太阳方位、探测器观测角均与STK模拟场景相同,并模拟了低轨STSS卫星失稳条件下的探测过程,获取了多个周期的探测数据。通过频谱分析法、自相关法、交叉残差法处理实验数据,发现三种方法都可以成功反演出卫星模型的旋转速率,但交叉残差法受干扰较小,结果更准确。通过本文的工作,为今后通过光学散射特性反演真实卫星旋转速率提供了依据。

GaN纳米球的光散射仿真模拟

自半导体出现以来,人们的生产生活发生了翻天覆地的变化。近几年,随着第三代半导体的广泛应用,相应的科学技术更是以前所未有的速度进步着。在第三代半导体中,GaN由于其卓越的电磁学特性和晶体表面光滑性而被LED产业、微电子产业和芯片制造业所重点应用。因此,文章模拟了GaN纳米球的平面波散射,计算了阻抗损耗和远场模式。