高速目标的激波场特性仿真与激光多普勒鉴频方法研究
发布时间：2021-03-09 23:06
随着超音速飞行器的不断发展,实现对高速目标的检测识别变得越来越重要。高速隐身飞行器在飞行过程中,头部气流会受到强烈的压缩从而形成激波,气体密度的变化会使折射率发生变化从而使光束发生偏折以及散射等现象,还会使光束能量衰减,这种气动光学效应会对跟踪、探测和制导造成影响。因此本文以高速目标为研究背景开展了以下研究:对激波场的分布特性进行研究、对散射特性进行理论仿真、对目标速度测量进行仿真分析。本文对激波场的分析是基于Fluent仿真软件来开展的。首先对有限元模型进行了简要介绍,包括对Navier-Stokes方程的描述以及对湍流控制方程的描述。其次建立仿真模型并设置好外流场分布范围,分别对不同高度和不同速度的两类情况进行了仿真分析,计算获得了激波场的密度分布、速度分布以及温度分布。并且以密度分布为基础,基于Gladstone-Dale关系仿真获得了激波场的折射率分布情况,为后续进行光线传输效应分析提供理论基础。对高速目标的散射特性是采用计算雷达散射截面（Radar cross section,RCS）的方式来开展的。使用FEKO仿真软件,并且采用矩量法进行仿真分析。利用三维建模软件UG对目标...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用边缘技术的激光雷达布局图[33]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-图1-2雷达发射与接收系统[36]图1-3双频相干噪声激光雷达的原理方案[37]1.2.3.2国内研究现状1997年，中国海洋大学提出了一种新的非相干激光雷达[38]，使用碘分子滤波器作为鉴频器来测量大气，其独特之处在于它具有同时测量气溶胶混合比的能力，利用该能力可以从激光雷达的回波中唯一确定径向风。实验使用单连续波二极管泵浦的532nm倍频YAG激光器和旋转轮。实验结果不仅验证了测风技术的可实现性，而且在5分钟的测量时间内确定了固有的测量不确定度为12cm/s。2005年，安徽光机所研制出采用双法布里-珀罗技术的直接探测多普勒雷达[39]，使用两个空气间隔的F-P标准具作为鉴频器，并使用稳定的连续波激光器和脉冲激光器测量传输特性。通过获取双重标准具的透射强度之比来测量多普勒频移，在足够的信噪比下多普勒激光雷达系统的速度精度优于0.5m/s。在2006年，该机构又研发出1064nm的多普勒激光雷达[40]，系统使用F-P标准具的双边缘技术，用来
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-图1-2雷达发射与接收系统[36]图1-3双频相干噪声激光雷达的原理方案[37]1.2.3.2国内研究现状1997年，中国海洋大学提出了一种新的非相干激光雷达[38]，使用碘分子滤波器作为鉴频器来测量大气，其独特之处在于它具有同时测量气溶胶混合比的能力，利用该能力可以从激光雷达的回波中唯一确定径向风。实验使用单连续波二极管泵浦的532nm倍频YAG激光器和旋转轮。实验结果不仅验证了测风技术的可实现性，而且在5分钟的测量时间内确定了固有的测量不确定度为12cm/s。2005年，安徽光机所研制出采用双法布里-珀罗技术的直接探测多普勒雷达[39]，使用两个空气间隔的F-P标准具作为鉴频器，并使用稳定的连续波激光器和脉冲激光器测量传输特性。通过获取双重标准具的透射强度之比来测量多普勒频移，在足够的信噪比下多普勒激光雷达系统的速度精度优于0.5m/s。在2006年，该机构又研发出1064nm的多普勒激光雷达[40]，系统使用F-P标准具的双边缘技术，用来
本文编号：3073630
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用边缘技术的激光雷达布局图[33]
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-图1-2雷达发射与接收系统[36]图1-3双频相干噪声激光雷达的原理方案[37]1.2.3.2国内研究现状1997年，中国海洋大学提出了一种新的非相干激光雷达[38]，使用碘分子滤波器作为鉴频器来测量大气，其独特之处在于它具有同时测量气溶胶混合比的能力，利用该能力可以从激光雷达的回波中唯一确定径向风。实验使用单连续波二极管泵浦的532nm倍频YAG激光器和旋转轮。实验结果不仅验证了测风技术的可实现性，而且在5分钟的测量时间内确定了固有的测量不确定度为12cm/s。2005年，安徽光机所研制出采用双法布里-珀罗技术的直接探测多普勒雷达[39]，使用两个空气间隔的F-P标准具作为鉴频器，并使用稳定的连续波激光器和脉冲激光器测量传输特性。通过获取双重标准具的透射强度之比来测量多普勒频移，在足够的信噪比下多普勒激光雷达系统的速度精度优于0.5m/s。在2006年，该机构又研发出1064nm的多普勒激光雷达[40]，系统使用F-P标准具的双边缘技术，用来
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-图1-2雷达发射与接收系统[36]图1-3双频相干噪声激光雷达的原理方案[37]1.2.3.2国内研究现状1997年，中国海洋大学提出了一种新的非相干激光雷达[38]，使用碘分子滤波器作为鉴频器来测量大气，其独特之处在于它具有同时测量气溶胶混合比的能力，利用该能力可以从激光雷达的回波中唯一确定径向风。实验使用单连续波二极管泵浦的532nm倍频YAG激光器和旋转轮。实验结果不仅验证了测风技术的可实现性，而且在5分钟的测量时间内确定了固有的测量不确定度为12cm/s。2005年，安徽光机所研制出采用双法布里-珀罗技术的直接探测多普勒雷达[39]，使用两个空气间隔的F-P标准具作为鉴频器，并使用稳定的连续波激光器和脉冲激光器测量传输特性。通过获取双重标准具的透射强度之比来测量多普勒频移，在足够的信噪比下多普勒激光雷达系统的速度精度优于0.5m/s。在2006年，该机构又研发出1064nm的多普勒激光雷达[40]，系统使用F-P标准具的双边缘技术，用来
本文编号：3073630
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