雾与涂漆目标基于旋转偏振角的激光偏振特性

针对缺乏可用于区分雾和涂漆目标差异的散射激光偏振特性数据,采用了基于旋转偏振角的激光偏振特性测试方法,测量了低浓度水雾和油罐车样品偏振特性,实验测量发现:在偏振角45°范围内,利用散射激光偏振特性具有区分水雾和涂漆金属目标样品的能力。为了验证这一现象,改变入射激光频率和脉宽参数,并对中高浓度水雾和涂漆装甲车目标样本实验测量。验证结果表明:在不同入射激光频率和脉宽参数条件下,随着入射线偏振激光的起偏角度的增大,水雾的散射激光偏振度呈现先降低再增大的趋势,在偏振角45°处出现最小值;而测试中涂漆金属目标样品的偏振度随起偏角的变化没有明显改变,且偏振度值均大于水雾在偏振角为45°时的偏振度。     

基于偏振探测的激光引信

激光引信抗悬浮粒子干扰能力不强,一直是需要解决的重大问题。目前虽然能通过一些措施在一定程度上提高其抗干扰能力,但并不能彻底解决这个问题。本文根据实体漫反射和悬浮粒子散射对线偏振光的解偏度有较大差异,提出了一种通过探测回波的偏振信息来解决激光引信抗悬浮粒子干扰问题的新方法。     

激光在气泡中的后向散射特性研究

从应用于尾流自导角度出发,在实验基础上提出了一种利用尾流中气泡对激光的后向散射光特性探测舰船的新方法。一般情况下,在不考虑水面波动的条件下能得到明显的气泡后向散射光信号;当有波浪存在时,后向散射光信号则不明显。对此本文提出了利用气泡的后向散射光接收信号与波动水面反射信号在频域的差异判别气泡存在的方法,计算表明,采用这种方法可以达到较好的判别效果。     

激光引信云雾后向散射的特征与识别

研究了激光引信云雾后向散射的特征与识别。首先提出了云雾后向散射信号的数学模型，然后论述了光子一次散射条件下云雾气溶胶介质信号基本特性、多次散射对于反射信号幅值生成的影响、脉冲宽度和形状对后向散射信号幅值的影响、云雾后向散射信号的统计特性。从抑制云雾后向散射的角度，着重论述这些特性与激光引信参数的相互关系并指出设计方向。归纳了三种云雾后向散射的识别方法：简单的幅度识别，回波脉冲波形宽度识别以及表征目标与云雾轮廓的回波序列峰值包络图形识别。在分析比较后，提出应大力研发微宝石脉冲激光引信与新型电光扫描激光引信。     

激光尾流制导后向散射信号的仿真

为研究激光尾流制导工作机理,对水下航行器全航程探测舰船气泡尾流过程中激光后向散射信号进行了建模仿真,建立了舰船尾流数据模型和尾流气泡后向激光散射模型,并在此基础上编制了光尾流制导信号仿真软件,通过调用蒙特卡洛仿真引擎和典型水面舰船尾流数据,计算获得了5种典型的美国海军主力作战舰艇尾流在各种仿真参数条件下的后向激光散射信号曲线,仿真结果展现了不同条件下激光散射信号特征,解决了光尾流制导试验过程中实际舰船尾流和海水环境等试验条件难以复制模拟等问题,为激光尾流制导技术提供了判别依据。     

脉冲激光照射下目标散射特性研究

简要介绍了脉冲激光照射下目标散射特性的研究,首先建立目标和光源的相对方位,再把目标划分为许多个强散射中心面元对目标的几何模型进行解析,然后用三参数模型法对目标表面涂料的反射能力进行了描述,通过几何光学法得到脉冲激光照射下目标散射特性的理论模型。基于建立的理论模型对目标进行了统计分析,主要分析了目标的数学期望、方差、峰度、偏度统计量,利用自适应积分算法得出了目标散射光照度。最后,对脉冲激光照射下目标散射特性进行了仿真和分析,认为在脉冲激光照射下不可能从光照度直接进行目标识别,需要在频域进行分析处理和特征提取。     

飞机目标激光近场散射特性初步研究

涉及了飞机目标激光近场散射特性，论述了目标激光近场散射特性研究方法，对复杂形状的飞机目标散射性质、散射截面以及飞机目标的反射率进行了分析。介绍了国内外飞机目标激光近场散射特性的测试方法。在实际测试的基础上，获得了若干实用的结果并对测试结果进行了分析。     

基于 BRDF 模型的空中目标激光散射特性分析

获取目标的激光散射特性信息是进行激光主动探测的重要步骤,从外形特征、表面材料等方面进行了空中目标特性分析,研究了目标光散射模型以及单站激光雷达双向反射分布函数模型,通过三维建模软件建立了空中目标模型,仿真了4种空中目标的双向反射分布函数分布情况,给出相应分析,所得结果是进行激光主动探测回波波形的获取及后续目标探测与识别的基础。     

目标激光散射特性在铜板表面微观轮廓精度测量中的应用

针对冷轧钢板表面微观轮廓精度的在线测量问题，提出了测量钢板表面粗糙度的2个重要参数轮廓算术平均偏差Ra和每英寸峰值个数PPI的原理和方法。以Beckmann光散射理论为基础，分析和建立了冷轧钢板表面粗糙度参数数学模型，从而确立了镜面反射光强和表面粗糙度之间的定量关系。通过理论分析和实验的方法找到最佳的入射激光波长，设计了表面粗糙度参数Ra测量分系统和每英寸波峰数PPI测量分系统。采用集成技术，将Ra测量单元、PPI测量单元等多个不同功能的单元集成在一起，实现多个参数的同时实时非接触测量。     

基于FPGA的双波束激光引信目标识别算法研究

为在复杂的海面作战条件下有效识别低空掠海飞行的目标和排除海浪干扰,结合一定工程应用背景,分析了双波束激光引信的系统构成和工作原理;重点研究了双波束激光引信目标识别算法,提出了速度判断准则,基于FPGA技术采用VHDL语言编写了目标识别算法程序,并进行了程序的仿真、调试和实物测试,测试结果表明：基于目标识别算法的信号处理系统能够在预定时间内做出判断,初步验证了其原理的可行性。     

大气信道激光通信系统光束偏振特性

不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同,合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源,可大大降低通信系统受大气湍流的影响.研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应,给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达式.设计并制作多参数高精度可控激光光源,并采用大气湍流模拟装置来模拟大气湍流,对不同初始偏振态激光光束...     

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

某高能推进剂激光点火特性研究

采用CO2激光点火系统,研究了某高能推进剂的点火延迟时间与环境压强、初温、热流密度等因素的关系.研究结果表明,随着环境压强、点火热流密度的增加,推进剂的点火延迟时间缩短,且存在着能够点燃推进剂的压强阈值,其值与点火热流密度有关,当压强高于20.26MPa时,推进剂能被点燃,而低于该值时,则不能被点燃;初温对点火延迟时间的影响程度也取决于热流密度的大小,存在着所谓"拉平效应".最后给出了该高能推进剂点火延迟时间的经验公式.     

基于蒙特卡罗法的激光引信云雾回波信号研究

在激光引信中,云雾后向散射效应会产生引发虚警的回波信号。基于蒙特卡罗法,对云雾回波信号进行了模拟,并分析了激光引信结构特征及脉冲信号特征的影响。结果表明：增加盲区距离对克服一次散射的效果较为明显,对克服多次散射的效果相对较差;回波信号的最大幅度随发射矩形脉冲宽度的增大而增大,而当脉冲宽度增大到一定值（约20～30ns）时,其最大幅度与脉冲宽度无关。     

蓝宝石长波连续激光热力学损伤特性研究

对蓝宝石在10.6μm连续激光作用下热力学损伤特性进行研究。利用傅立叶光谱仪测试蓝宝石样件的反射率和透过率,明确蓝宝石需重点防护的激光波段为7~11μm;建立了蓝宝石轴对称模型,利用有限元软件ANSYS对激光照射蓝宝石材料的热力学特性进行数值模拟,分析了模型中温度和应力分布,以及时间响应特性,得到蓝宝石损伤阈值;并通过采用10.6μm连续激光对蓝宝石样件的损伤试验,验证了仿真结果和试验结果的一致性,表明所建立的蓝宝石激光辐照仿真模型具有合理性。     

含纳米金属粉AP/HTPB复合固体推进剂的激光点火特性

采用CO2激光(波长10.6μm)点火法,研究了微米Al粉、纳米Al粉、纳米Ti粉及含金属粉的AP/HTPB复合固体推进剂在不同激光功率密度条件下的点火特性,探讨了Al粉粒径对其点火性能的影响和金属粉对AP/HTPB复合固体推进剂点火的影响规律。结果表明,在激光功率密度为77.6~365.1 W·cm-2条件下,Al粉的点火延迟时间随着激光功率密度增加逐渐减小;Al粉粒径越小,其点火延迟时间越短(tJal-50tN-AltJal-150tJal-200t5μm),点火能量越小(EJal-50EN-AlEJal-150EJal-200E5μm)。相同激光功率密度条件下,150 nm Ti粉的点火延迟时间和点火能量明显要小于150 nm Al粉,且两者的点火过程差异较大。含金属粉的AP/HTPB复合固体推进剂点火延迟时间顺序为tRX-0tHT-5AtHT-1AtHT-4AtHT-3T,点火能量顺序为ERX-0EHT-5AEHT-1AEHT-4AEHT-3T,与相应金属粉的点火延迟时间顺序一致(t5μmtJal-200tN-AltJal-50tTi-150),且点火均首先发生在样品表面。     

基于极化特征的旋转弹丸飞行姿态测量方法研究

火炮弹丸的体积小、过载高、速度快,测量其飞行姿态难度大,针对此问题,提出了一种利用测速雷达实现旋转弹丸飞行姿态测量的方法.该方法通过在弹丸底部刻槽使其回波具备比较明显的线极化特性,以回波调幅指数表示弹丸飞行姿态.根据底部刻槽弹丸的表面结构,通过数值计算建立姿态角与调幅指数的对应关系,从射击试验弹丸的回波中处理出调幅指数,进而构建姿态角方程,辅以弹丸角运动规律解算出弹丸的飞行姿态.仿真分析表明,该方法是有效的.     

导弹目标极化散射特性的试验研究

针对高分辨全极化雷达体制,在烈火导弹目标暗室实测数据的基础上获得目标的高分辨距离像,利用极化目标分解方法分析每个散射中心对应的极化散射矩阵,不仅验证了极化目标分解对提取目标极化特征的有效性;同时还证实了极化目标分解提取的极化特征能够辅助导弹要害点选择。     

运载火箭金属膜盒式蓄压器振动及疲劳特性研究分析

为了防止液体火箭发生POGO振动,中国现役火箭主要采用金属膜盒式蓄压器进行抑制设计.蓄压器的工作环境较为复杂,主要包括严酷的振动载荷及输送管压力,在振动载荷一定的情况下,输送管压力对蓄压器的振动及疲劳特性有着重要影响.采用Abaqus对蓄压器在不同液路压力下的振动特性进行了研究分析,给出了压力对蓄压器性能的影响规律,为后续蓄压器产品设计、改进提供参考.