舰船尾流光学频域检测的理论与实验研究
发布时间：2021-04-05 13:02
舰船尾流的光学检测近十多年来已成为国内一个新的研究热点。其基本原理是基于激光在尾流区域内外传播特性的不同。向水中主动发射激光,通过检测激光参量的变化以判断尾流的存在与否以及尾流的特性,从而达到间接检测目标舰船的距离、方位等参数。相比于声学检测,由于激光波长短、传播速度高、方向性好,尾流光学检测却避免了在水中传播损耗大的缺点,具有灵敏度高、抗干扰性强、探测距离远等优点,并使得常规的声学干扰和对抗手段失去作用。此外,尾流光学检测的研究也可以为诸如海鸣、气溶胶等海洋现象以及其他气液两相流过程的光学检测提供一定的参考。本文对舰船尾流的频域检测方法进行了较为深入的研究,所取得的主要研究成果为:1.理论研究了尾流气泡群的特征与后向散射激光多普勒频移信号特征之间的关系。利用蒙特卡洛（Monte Carlo）方法对尾流区运动气泡群后向散射激光多普勒频移谱进行了理论模拟,重点分析了气泡数密度和气泡群速度分布对后向散射光信号多普勒频移谱特性的影响。模拟结果表明,随着尾流中气泡数密度和气泡群速度分布范围的增大,后向散射光信号的多普勒频移谱的幅度、截止频移也随之增大。2.实验研究了实验室模拟尾流的特征与后向散...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略词对照表
第一章 绪论
1.1 课题的意义和背景
1.2 研究历史和现状
1.2.1 尾流的光学特性
1.2.2 尾流的光学探测方法
1.3 尾流光学检测发展趋势
1.4 本文的主要工作
第二章 舰船尾流及其光学特性
2.1 尾流的形态和主要成分
2.2 光波在水中的传输理论
2.2.1 水中光的吸收
2.2.2 水中光的散射
2.3 米氏散射理论模型
第三章 尾流激光后向散射多普勒频移
3.1 激光多普勒效应与技术
3.1.1 激光多普勒效应
3.1.2 激光多普勒测速技术
3.1.3 激光多普勒测速仪（LDV）
3.1.4 激光多普勒测速系统的基本外差模式
3.2 激光后向散射多普勒频移特性理论分析
3.2.1 蒙特卡洛方法简介
3.2.2 差动多普勒探测原理
3.2.3 单个粒子散射光信号的多普勒频移谱
3.2.4 基于蒙特卡洛方法的气泡群散射光信号多普勒频移谱计算
3.3 气泡群特征参数对后向散射光信号的多普勒频移谱的影响
3.3.1 气泡数密度对后向散射光多普勒频移谱的影响
3.3.2 气泡速率分布对散射光信号频移谱的影响
3.3.3 气泡数密度和速率分布同时变化的情况
第四章 尾流激光后向散射多普勒频移的实验研究
4.1 尾流激光后向散射多普勒频移实验原理及系统
4.1.1 尾流激光后向散射多普勒频移实验原理
4.1.2 尾流激光后向散射多普勒频移实验装置
4.2 实验结果及分析
4.2.1 模拟尾流产生前后的后向散射信号多普勒频移谱比较
4.2.2 不同尾流气泡条件下多普勒频移谱的比较
4.3 尾流检测的具体方案
4.4 判断尾流存在的方法
第五章 全文总结
5.1 主要研究内容和相关结论
5.2 有待深入研究的问题
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光海水气泡幕偏振特性分析[J]. 周宁,王江安,梁善勇,张征一. 光电技术应用. 2014(01)
[2]船舰尾流单次散射反照率的理论计算[J]. 杨郁,张建生. 西安工业大学学报. 2013(08)
[3]一种基于退偏效应的激光尾流信号检测方法[J]. 陈航,田晶,戚茜. 光电子.激光. 2013(08)
[4]船舰远程尾流散射光偏振特性的蒙特卡洛模拟[J]. 秦刚,杨郁,张建生. 红外与激光工程. 2013(07)
[5]舰船尾流气泡多重散射偏振特性研究[J]. 周宁,王江安,梁善勇,吴荣华. 激光与红外. 2013(06)
[6]模拟气泡幕激光近轴前向散射照度分布[J]. 张建生,陈焱,孙建鹏. 应用光学. 2013(03)
[7]基于多重散射强度和偏振特征的舰船尾流气泡激光探测方法[J]. 梁善勇,王江安,宗思光,吴荣华,马治国,王晓宇,王乐东. 物理学报. 2013(06)
[8]基于舰船尾流激光雷达的Monte Carlo模型及方差消减方法研究[J]. 梁善勇,王江安,张峰,吴荣华,宗思光,王雨虹,王乐东. 物理学报. 2013(01)
[9]舰船气泡尾流激光雷达的关键技术[J]. 梁善勇,王江安. 红外与激光工程. 2012(07)
[10]舰船尾流气泡后向光学检测方法研究[J]. 韩彪,刘继芳,刘昆仑,王旭,周少杰,石顺祥. 光学学报. 2012(01)
博士论文
[1]尾流的光学特性研究与测量[D]. 张建生.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001
硕士论文
[1]舰船尾流后向光学检测方法研究[D]. 韩彪.西安电子科技大学 2011
本文编号：3119683
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略词对照表
第一章 绪论
1.1 课题的意义和背景
1.2 研究历史和现状
1.2.1 尾流的光学特性
1.2.2 尾流的光学探测方法
1.3 尾流光学检测发展趋势
1.4 本文的主要工作
第二章 舰船尾流及其光学特性
2.1 尾流的形态和主要成分
2.2 光波在水中的传输理论
2.2.1 水中光的吸收
2.2.2 水中光的散射
2.3 米氏散射理论模型
第三章 尾流激光后向散射多普勒频移
3.1 激光多普勒效应与技术
3.1.1 激光多普勒效应
3.1.2 激光多普勒测速技术
3.1.3 激光多普勒测速仪（LDV）
3.1.4 激光多普勒测速系统的基本外差模式
3.2 激光后向散射多普勒频移特性理论分析
3.2.1 蒙特卡洛方法简介
3.2.2 差动多普勒探测原理
3.2.3 单个粒子散射光信号的多普勒频移谱
3.2.4 基于蒙特卡洛方法的气泡群散射光信号多普勒频移谱计算
3.3 气泡群特征参数对后向散射光信号的多普勒频移谱的影响
3.3.1 气泡数密度对后向散射光多普勒频移谱的影响
3.3.2 气泡速率分布对散射光信号频移谱的影响
3.3.3 气泡数密度和速率分布同时变化的情况
第四章 尾流激光后向散射多普勒频移的实验研究
4.1 尾流激光后向散射多普勒频移实验原理及系统
4.1.1 尾流激光后向散射多普勒频移实验原理
4.1.2 尾流激光后向散射多普勒频移实验装置
4.2 实验结果及分析
4.2.1 模拟尾流产生前后的后向散射信号多普勒频移谱比较
4.2.2 不同尾流气泡条件下多普勒频移谱的比较
4.3 尾流检测的具体方案
4.4 判断尾流存在的方法
第五章 全文总结
5.1 主要研究内容和相关结论
5.2 有待深入研究的问题
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光海水气泡幕偏振特性分析[J]. 周宁,王江安,梁善勇,张征一. 光电技术应用. 2014(01)
[2]船舰尾流单次散射反照率的理论计算[J]. 杨郁,张建生. 西安工业大学学报. 2013(08)
[3]一种基于退偏效应的激光尾流信号检测方法[J]. 陈航,田晶,戚茜. 光电子.激光. 2013(08)
[4]船舰远程尾流散射光偏振特性的蒙特卡洛模拟[J]. 秦刚,杨郁,张建生. 红外与激光工程. 2013(07)
[5]舰船尾流气泡多重散射偏振特性研究[J]. 周宁,王江安,梁善勇,吴荣华. 激光与红外. 2013(06)
[6]模拟气泡幕激光近轴前向散射照度分布[J]. 张建生,陈焱,孙建鹏. 应用光学. 2013(03)
[7]基于多重散射强度和偏振特征的舰船尾流气泡激光探测方法[J]. 梁善勇,王江安,宗思光,吴荣华,马治国,王晓宇,王乐东. 物理学报. 2013(06)
[8]基于舰船尾流激光雷达的Monte Carlo模型及方差消减方法研究[J]. 梁善勇,王江安,张峰,吴荣华,宗思光,王雨虹,王乐东. 物理学报. 2013(01)
[9]舰船气泡尾流激光雷达的关键技术[J]. 梁善勇,王江安. 红外与激光工程. 2012(07)
[10]舰船尾流气泡后向光学检测方法研究[J]. 韩彪,刘继芳,刘昆仑,王旭,周少杰,石顺祥. 光学学报. 2012(01)
博士论文
[1]尾流的光学特性研究与测量[D]. 张建生.中国科学院西安光学精密机械研究所 2001
硕士论文
[1]舰船尾流后向光学检测方法研究[D]. 韩彪.西安电子科技大学 2011
本文编号：3119683
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3119683.html
