脉冲激光近程探测目标反射特性研究

发布时间：2020-12-14 05:12

　　脉冲激光对目标的探测与识别是激光引信近程探测技术中迫切需要解决的关键点,而目标的表面反射特性是激光近程探测高效毁伤与精确打击的主要瓶颈之一。目标的表面粗糙度及沉积物对回波信号强弱影响较大,在此研究背景下,对激光近程探测过程中不同粗糙度目标表面所表现的反射特性进行研究,具有较高的军事应用价值。首先,通过建立回波功率方程描述目标表面的反射特性,讨论了激光系统光学元件透过率、大气透过率和背景辐射功率对反射特性的影响。分析了影响反射特性的不同粗糙度表面的基本特征及其生成方法,建立靶面粗糙度模型,结合Tracepro进行粗糙表面的光学仿真,研究目标表面粗糙度变化对反射特性模型的影响,并依此对回波功率方程进行修正,为反射特性相关实验提供了重要的参考依据。其次,搭建实验测试平台,利用设计加工的样件开展不同粗糙度表面回波功率实验,验证模型的正确性,对不同表面粗糙度、不同距离、不同角度回波信号的变化进行研究,通过实验数据分析得出修正后回波功率方程系数取值方法,对后级信号的相关处理有指导意义。最后,开展表面沉积物对目标反射特性影响实验,分析了沉积层对反射特性的影响。雨水沉积实验数据表明,雨水沉积对吸水率低... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外激光近程探测的发展
    1.3 激光近程探测技术关键研究
    1.4 主要研究内容及行文框架
2 激光近程探测目标反射特性相关理论
    2.1 反射模型相关理论
        2.1.1 双向反射分布函数BRDF
        2.1.2 激光雷达散射截面LRCS
    2.2 激光光束理论模型
        2.2.1 高斯光束
        2.2.2 激光光束束散角
    2.3 目标反射特性建模
        2.3.1 背景环境辐射特性分析
        2.3.2 漫反射目标反射特性分析
    2.4 本章小结
3 目标表面反射特性仿真
    3.1 随机粗糙表面的建模方法
        3.1.1 粗糙面统计模型参数
        3.1.2 随机粗糙表面建模
    3.2 目标反射特性影响因素分析
        3.2.1 光学元件透过率
        3.2.2 大气透过率
        3.2.3 背景辐射功率
        3.2.4 激光接收回波功率分析
    3.3 反射特性模型的TracePro仿真
        3.3.1 激光目标回波信号仿真分析
        3.3.2 激光目标回波功率方程修正
    3.4 本章小结
4 目标反射特性实验发射接收系统设计
    4.1 发射系统设计
        4.1.1 激光器的选用
        4.1.2 激光发射驱动电路模型及技术指标
        4.1.3 激光发射驱动电路仿真及优化设计
    4.2 接收系统设计
        4.2.1 光敏管的选用
        4.2.2 光电放大电路模型分析
        4.2.3 光电放大电路信噪比
    4.3 本章小结
5 目标表面反射特性实验
    5.1 实验测试系统平台及样件
    5.2 不同粗糙度表面回波功率实验
        5.2.1 实验方案
        5.2.2 实验结果分析
    5.3 表面沉积物对目标反射特性影响实验
        5.3.1 雨水沉积实验
        5.3.2 降尘实验
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：2915883