猫眼离焦量与探测光束参数对猫眼回波的影响

研究光学系统离焦量和探测激光束参数对猫眼光学系统回波强度的影响.通过数值仿真和实验的方法,分析猫眼回波强度与离焦量和探测光束参数关系.据此提出了通过改变探测光束参数增强猫眼回波强度的初步方案.     

"猫眼"目标回波功率的影响因素分析

光电系统广泛存在着所谓的"猫眼效应",针对"猫眼"目标的反射特性,建立了正负离焦时"猫眼"目标回波发散角数学模型,采用几何光学方法对正入射条件下具有"猫眼效应"光学系统的回波发散角进行了推导,总结出离焦条件下"猫眼"目标的回波功率计算公式,分析了各因素对"猫眼"目标回波功率的影响,并对理论分析的结果进行了验证.结果表明:"猫眼"目标的回波功率受发射激光参数、大气透过率、"猫眼"目标光学系统参数等诸多因素影响,其中压缩激光发散角、提高发射功率能够显著增强回波功率,增加大气能见度和"猫眼"目标反射面反射率同样增加回波功率,而离焦量的增大则会引起回波功率的衰减.     

斜入射条件下“猫眼”目标回波功率分析

建立了斜入射条件下"猫眼"目标回波功率的计算模型,在此基础上建立了非离焦和离焦两种情况下"猫眼"目标反射的几何模型,推导出非离焦和正负离焦条件下入射角的变化范围,引入有效接收面积概念,得到了正负离焦引起的"猫眼"目标的回波发散角和有效接收面积,得到了斜入射条件下"猫眼"目标的回波功率计算公式,对入射角和离焦量对"猫眼"目标回波功率的影响进行了数值模拟.结果表明:入射角和离焦量的共同作用引起"猫眼"目标有效接收面积和回波发散角的改变,进而引起反射光场能量分布的变化,只有满足特定条件的入射角才能产生回波功率,入射角和离焦量的增大引起回波功率的减小,其中离焦量的变化对回波功率的影响作用显著,当入射角和离焦量都为零时接收到的回波能量最强.     

“猫眼”目标探测影响因素及仿真分析

研究了光电成像系统中广泛存在着的"猫眼"效应,针对"猫眼"目标的回反射特性,建立了不同情况下回波强度的数学模型,并据此模型,借助Trace Pro软件对典型目标在不同激光发射距离、不同镜头离焦量、不同入射角度下的"猫眼"效应进行仿真计算分析。结果表明,理论计算和仿真结果一致,因此可以用于指导未来激光主动探测系统设计。     

地面"猫眼"目标激光探测距离分析

在光学镜头“猫眼”特性的研究中,利用“返回率”对其进行了定量描述,分析了与漫反射目标的关系．对影响激光探测距离的多个因素：目标接收距离、目标识别距离、激光光斑非均匀分布等进行了充分分析,给出了最大激光探测距离的数学模型。     

"猫眼"效应及其应用

本文对“猫眼”效应的研究进展作了综述,介绍了目前存在的几种“猫眼”效应模型,并推导出由于光敏面的离焦引起的发散角。对“猫眼”回波功率和漫反射小目标回波功率之比的物理意义作了解释。最后对“猫眼”效应应用中的一些问题作了讨论。     

基于猫眼效应计算离焦量对反射光光强的影响

本文针对猫眼效应,利用付立叶光学,提出了一种近似计算离焦量对反射光光强影响的方法。并对结果进行了定性分析,同时在实验的基础上,讨论了离焦量对反射光的影响程度。     

离焦量对“猫眼效应”反射特性的影响

为了研究目标光学系统在焦平面反射元件离焦情况下的"猫眼效应"反射特性,采用ZEMAX光学设计及分析软件对"猫眼"目标进行建模和仿真,得出了入射激光通过"猫眼"目标后的能量通过率、后向反射激光束的发散角、远场光斑及其能量分布情况等特性,以及正负离焦量对反射特性影响的区别,并且得出在离焦情况下能够产生"猫眼效应"后向反射光所必需的入射激光束的入射角范围.结果表明,离焦量对"猫眼效应"后向反射光特性有决定性的影响,尤其是对远场光强影响较为显著,这为激光主动探测体制的探测能力分析提供了可靠性依据.     

基于APD的“猫眼”目标主动探测系统信噪比分析

信噪比是表征激光主动探测系统性能的重要指标,通过分析雪崩光电二极管(APD)的噪声来源和离焦“猫眼”目标回波功率,建立了APD探测器的信噪比模型,分析了离焦量、目标距离、激光发散角对APD探测器信噪比的影响,并进行了数值模拟分析,结果表明:离焦量的增大会引起“猫眼”目标回波功率变小,进而使APD探测器信噪比减小;“猫眼...     

“猫眼”目标探测距离方程

利用矩阵光学方法对探测过程进行了建模,对探测距离方程进行了推广,使方程适用于猫眼光学系统离焦、探测光束斜入射的一般情况,通过室外探测实验对探测距离方程进行了验证。理论分析和数值计算表明:回波方向相对于入射光方向存在微小的回波方向偏差角,但相同条件下回波发散角要远大于回波方向偏差角,使回波足以形成对探测系统的覆盖;在相同的探测参数条件下,回波功率只与猫眼光学系统焦距和离焦量有关,而与探测光束入射角、猫眼光学系统接收孔径无关。     

基于“猫眼效应”激光成像的目标探测

基于“猫眼效应”激光成像的目标特点,提出了一套有效的抗干扰探测算法,实现了对距离1000 m范围内目标的精确探测。算法针对目标的圆形形状特征,定义了一个新的判别参数——偏心距,并通过实验与常用判别参数偏心率进行比较,结果表明,偏心距在目标的圆形形状判别中更精确。     

基于“猫眼效应”的Nd:YAG激光谐振腔

阐述了“猫眼效应”的基本原理,分析了将“猫眼”目标作为激光谐振腔腔镜,取代普通激光器球面腔镜,获得激光振荡的可能性;计算了“猫眼”目标作为激光腔镜时的等效反射率,指出利用激光在其焦平面的聚焦特性实现激光干扰的新方法。并在实验中得到证实。     

“孔雀眼”波带片的长焦深特性研究

基于能量守恒原理,利用追迹法、计算机编码设计了用作长焦深元件的“孔雀眼”波带片。对其作为长焦深元件的两个重要参量——轴向光强分布和沿轴向一定范围内聚焦中心光斑大小的变化进行了模拟分析,得出了沿轴向一定范围内聚焦中心光斑大小基本恒定的结论。进行了实验验证,为实际应用这种长焦深元件提供了依据。     

目标反射特性与“猫眼”效应研究

对激光应用技术领域主要涉及的漫反射目标进行反射特性分析,着重对近年来关注较多的光学镜头的"猫眼"效应做技术探讨,给出试验数据,浅析其应用.     

弹道导弹中段目标角度极化相关性分析

现代信息化战争条件下,随着相关技术的不断发展更新,弹道导弹中段目标的识别难度越来越大。近年来,极化特征在目标识别领域得到了广泛应用。本文首先采用建模仿真的方法获取了五类中段目标的动态全极化散射数据,然后在窄带和宽带两种雷达体制下分析了五类目标的角度极化相关性,仿真结果表明,角度极化相关性可用于目标的初识别;在此基础上,进一步研究了进动参数对目标极化相关性的影响,所得结论对目标的精细识别有一定的参考价值。     

激光入射角对光声信号大小的影响

本文分析了高强度激光斜入射时等离子体共振吸收对光声信号的影响，导出了等离子体共振吸收最强时激光入射角的表达式，得出了激光斜入射时，随着激光入射角的增大，光声信号会出现一个极大值，并通过实验进行了验证。     

基于稀疏描述的SAR目标方位角估计算法

精确的目标方位角估计对于基于模板的SAR ATR算法的性能提高大有裨益,可降低算法运算量,提高运算效率。提出一种有效的基于稀疏描述的SAR目标方位角估计方法。首先,利用所有训练样本构造字典矩阵,获得测试样本的稀疏描述向量;然后,通过稀疏描述向量中的非零系数计算重构误差,利用SAR图像中特有的目标方位角敏感特性,选出重构误差最小的样本所对应的方位角作为估角结果。不同于现有的方位角估计方法,所提算法可以有效地克服180°方位角模糊问题。采用实测的MSTAR数据进行实验,实验结果验证了所提方法的有效性。