常用卫星角反射器阵列的结构设计

卫星角反射器阵列作为激光测距系统中的合作目标,用于提高大观测范围内反射光束的能量。角反射器阵列的结构形式直接决定其两项重要的性能指标:回波光电子数和质心改正误差。为了优化设计出常用角反射器阵列的结构参数,必须保证观测范围内"接收信号的回波光电子数最大化"和"质心改正误差最小化"。根据带合作目标的激光测距机工作原理,推导了接收信号的回波光电子数及其质心改正误差的数学表达式。以阵列结构参数优化为目的,给出了常用角反射器阵列结构的设计方法。以日本ADEOS-Ⅱ卫星角反射器阵列为例,仿真计算了角反射器阵列的结构参数:设计得到角反射器为9个、结构倾角和方位角分别为50°和45°,其半球半径约为85.7mm,这些结果与ADEOS-Ⅱ实际参数结果完全相符,从而验证了设计理论的正确性。

机载角反射器阵列设计

低轨目标目前流行的类半球状布阵方式的远程角偏小,测距盲区较大。对角锥棱镜进行研究分析,依据角反射器光束入射角度允许变化范围,合理分布角反射器,设计了一机载激光反射器装置,外形尺寸为119mm×88.8mm,共有15个角锥棱镜,底面切割成正六边形,底面边长为15.5mm,底面对边距为26.87mm,有效通光口径为25mm,高为19mm。考虑到角反射器的速差效应及其补偿要求,角锥棱镜最大角误差为5″,面形最大误差为5″。通过合理设计,比较单层角反射器,增加了入射光允许的角度范围,大大减小了低轨目标的测试盲区。

角反射器阵列作为伪相位共轭器件的保真度分析

研究了共光路共模块自适应光学系统中用角反射器阵列构成伪相位共轭器件 ,角反射器阵列形成伪相位共轭波的能力 ,具体计算了不同单元数的角反射器阵列形成具有 Zernike多项式展开的各阶像差的波面的相位共轭波的保真度。角反射器阵列的保真度决定于其单元数和阵列结构 ,对于不同类型的像差保真度也是不同的。最后还对各种影响因素如衍射。

卫星激光测距角反射器阵列的设计

论证了角反射器单体无法满足低轨道大跟踪弧段轨道卫星全观测范围内的激光测距任务要求,针对半球形类圆台结构的角反射器阵列进行了模拟计算,得出阵列的角反射器单体个数为9的结论和阵列中单体的排布方式。

一种X波段全向雷达角反射器阵列设计

基于圆形角反射器为阵列单元进行环形组阵,提出了一种X波段全向雷达角反射器阵列的可行性设计方案。为了减少该全向角反射器阵列的径向空间占用率,采用了上下两层环形阵组阵且将两层环形阵相邻单元等角度间隔交错布置的方式。在理论综合与方案优选的基础上,进行了三维电磁软件仿真设计与分析。仿真结果表明,所设计的雷达角反射器阵列的方位面全向性优良且在X波段雷达散射截面(RCS)均大于2000m^2,可满足实际工程使用需求。

机载光学角反射器阵列的结构设计

分析了单个角反射器入射激光入射角度、角反射器底面直径对回波能量的影响;分析了激光相对角反射器底面入射角度随载机位姿变换的变化规律;针对实验过程比较分析了不同结构角反射器阵列的回波能量分布;依据实验需求优化了角反射器阵列结构;设计了可靠、经济的角反射器阵列。为类似角反射器阵列的设计提供了帮助。

湍流大气中星载角反射器阵列回波的闪烁指数

利用Rytov方法结合ABCD传输矩阵理论,推导了地-空-地双程湍流大气路径中单个角反射器回波在接收孔径平面上的强度协方差函数及闪烁指数公式.根据角反射器阵列的各角反射器单元回波相位相互独立假设,计算了接收孔径平面上的强度协方差函数、孔径平滑因子和闪烁指数,比较分析了单个角反射器与角反射器阵列回波闪烁指数.证明角反射器阵列不改变闪烁指数,但大气湍流会引起光强起伏放大两倍的规律.

基于极化分解的舰船和角反射器鉴别方法

使用角反射器是舰船电子对抗中常用的一种无源干扰方式,它在时域、频域和空域上与舰船的雷达回波都没有显著差异,因此传统单极化雷达很难有效鉴别舰船和角反射器。分析了舰船和角反射器在极化回波上的特性差异,并基于Krogager极化分解提取了单频点和多频点情况下的特征矢量,通过支持矢量机对舰船和角反射器进行了鉴别。电磁计算数据表明:该方法可以较好地对二者进行鉴别,且对单角反射器和阵列角反射器都有效,为解决舰船和角反射器的鉴别问题提供了一个可行的思路。

自适应光学

O439 2002064495利用动态跟踪原理进行质心计算的新方法=New cen-troid computation method using dynamic tracking[刊,中]/李博,俞信,胡新奇(北京理工大学光电工程系.北京(100081))∥北京理工大学学报.—2002,22(1).—101-104分析 H-S(Hartrnann-Shack)波前传感器在扩展动态范围及抑止噪声方面存在的不足。

非线性光学器件

O437 2002021171BaTiO3晶体光折变效应振荡器和机理研究=Photore-fractive oscillators and mechanisms in BaTiO3crystals[刊,中]/许心光,邵宗书,杨绪东,杜晨林（山东大学晶体材料国家重点实验室.山东,济南（250100））,罗豪苏,徐海清（中科院上海硅酸盐所.上海（201800））∥光电子·激光.—2001,12（4）.—388-392在薄片 Ce:BaTiO3晶体和体块 Rh:BaTiO3晶体实现了光折变效应振荡器。

共光路共模块自适应光学系统中赝相位共轭器件应用分析

研究了角反射器阵列形成赝相位共轭波的能力 ,计算了其对泽尼克多项式表示的各阶像差的保真度 ;分析了在共光路共模块自适应光学系统中角反射器阵列与哈特曼夏克波前传感器二者之间单元数目、位置匹配方面的问题 。

基于动态散斑时频特性的合作目标微动参数反演

基于激光动态散斑的时频信号,建立了一套适用于角反射器阵列的微动参数反演算法。首先利用物理光学方法推导了角反射器及角反射器阵列激光散斑的实时强度公式,然后基于短时傅里叶变换研究了散斑功率谱形成机制及其数字特征,最后提出了频谱相关法及时频-相幅变换算法,并采用该方法提取了动态散斑时频谱线周期及振幅分布,反演了三种典型运动状态下目标的自旋周期及旋转轴指向。结果表明:基于几个周期的散斑强度序列,所提反演算法可以得到高精度的旋转周期及视线角,但对旋转轴方位角的反演精度相对较差,需要更多的观测数据才能得到满意的结果。

光探测器与光学系统

SPIE-Vol.3762 01148061999年 SPIE 会议录,卷3762:自适应光学系统与技术=1999 proceedings of SPIE.Vol.3762:Adaptive opticssystems and technology[会,英]/SPIE-The InternationalSociety for Optical Engineering.—1999.—409P.(EC)本会议录收集了于1999年7月21～22日在科罗拉多州 Denver 召开的自适应光学系统与技术会议上发表的38篇论文,内容涉及激光指南星,可变形镜,系统与控制理论,天文学系统,扰动测量,波前传感器。