复杂目标激光雷达散射截面一体化计算研究

复杂目标的激光雷达散射截面(LRCS)一直以来是激光探测和隐身中很重要的一个参数。对于LRCS计算的理论方法已经比较成熟,但是在将目标建模、目标表面材料涂覆、且标整体LRCS计算相结合的一体化设计方面,还存在一些有待解决的问题。针对该问题,介绍了一种基于Unigraphics造型软件,结合图形电磁计算(GRECO)以及双向反射分布函数(BRDF)模型的复杂目标(涂覆)LRCS计算软件的一体化开发方法。计算实例表明,使用这种方法,程序的一体化设计效果良好,而且具有较高的计算精度和准确性。     

复杂目标后向LRCS的计算

本文根据粗糙目标激光雷达散射截面的特点和工程建模方法，对复杂目标几何建模，消隐处理以及粗糙面特性研究的方法进行了分析和讨论。计算了飞机缩比模型在１．０６μｍ的后向ＬＲＶＣ，数值结果和实验有较好的吻合。     

空间目标激光雷达散射截面仿真分析

空间目标激光散射特性建模与仿真分析是激光主动探测系统论证设计、性能评价的前提和基础,激光雷达截面(LRCS)是目标激光散射特性的综合反映.研究了适用于激光主动探测系统的双向反射分布函数(BRDF)模型,针对空间目标不同表面材质类型提出了一种基于OpenGL的空间目标LRCS可视化计算方法,建立了由不同表面材质组成的某卫星三维模型,仿真分析了在不同姿态角和电池阵转角条件下的空间目标LRCS值.结果表明,该空间目标LRCS的变化范围为0.1～100m2.仿真结果可为空间目标激光主动探测系统设计提供参考和依据.     

隐射目标RCS缩比测量的数据处理及反演计算技术

本文介绍了一种利用模型测量结果来反演计算隐射目标原型ＲＣＳ的新技术，给出了反演数学方程、数据处理方法、反演计算方法以及部分测量和计算结果。经过比较，反演计算结果与实际测试曲线基本吻合，表明技术是可行的。     

激光雷达散射截面测量不确定度理论分析

依据辐射传输与测量和标定原理,推导出激光雷达散射截面测量数学模型与不确定度表达式,对影响测量不确定度因素进行了较全面的分析,并提出修正与提高方法.     

超电大复杂目标RCS缩比模型预估方法

本文提出用缩比模型计算电大目标雷达散射截面（RCS）的理论。通过复杂目标近远场电磁散射理论模型的分析得到，目标的雷达截面和目标的几何尺寸及工作波长有关系。当电尺寸相同时，目标雷达散射截面和其几何尺寸的平方成正比，缩比模型计算既适用于近场，也适用于远场。     

太赫兹雷达散射截面测量研究进展

太赫兹雷达散射截面(RCS)测量技术是当前太赫兹重要的应用技术之一。利用太赫兹源,不仅可以测得目标太赫兹波段的RCS,还可以通过对缩比模型的RCS测量,获得微波波段全尺寸目标的RCS值。基于RCS定义及测量的一般要求,介绍了国外太赫兹RCS测量的主要成果;重点介绍三类测量装置及测量目标;给出部分代表性的测量结果。最后分析了利用飞秒激光器抽运晶体的太赫兹时域谱系统、CO2激光抽运太赫兹激光器的逆合成孔径雷达系统和信号合成器的相干探测系统在工作频率、待测目标尺寸和小型化等方面的特点。为我国太赫兹RCS测量技术的发展提供技术借鉴。     

隐身目标RCS缩比测量的数据处理及反演计算技术

本文介绍了一种利用模型测量结果来反演计算隐身目标原型RCS的新技术，给出了反演数学方程、数据处理方法、反演计算方法以及部分测试和计算结果。经过比较，反演计算结果与实际测试曲线基本吻合，表明该技术是可行的。     

利用140 GHz雷达实现目标缩比模型的RCS测量与成像

构建了140 GHz频段的单基雷达用于缩比模型的高分辨力成像和雷达散射截面积(RCS)测量。雷达的相干收发机用全固态的方式实现,其发射信道采用一个Ka波段频率源驱动的倍频链作为本振,在5 GHz的带宽内实现了0.5 mW的输出功率,接收机采用基于肖特基二极管的次谐波混频器实现相干接收。该雷达RCS测试系统显示出高信噪比的特点,获得了大于100 dB的动态范围和3 cm的成像分辨力。除了可实现对目标的逆合成孔径成像,该系统还可完成对旋转目标全方位角的RCS测量。利用该系统对某航空母舰1/720th模型进行了成像实验和RCS测量,模拟了全尺寸目标在P波段的结果。所获得的数据根据缩比定律可为P-波段雷达设计提供参考。     

利用BRDF实验测量获取目标表面单位面积激光雷达截面

介绍了一种利用双向反射分布函数实验测量获取目标表面单位面积激光雷达截面的方法,运用双向反射分布函数测量系统在特定激光波长下(1.06μm)对导弹蒙皮和坦克前甲板样片进行实验测量,根据样片的BRDF实验数据,将遗传模拟退火算法应用于目标表面BRDF统计模型的参数反演中,获取样片的BRDF模型参数,然后根据目标表面的双向反射分布函数与单位面积激光雷达截面之间的函数关系,进而可以求出样片的单位面积激光雷达截面的函数表达式.实验数据曲线表明,拟合后的实验数据与参与优化的实验数据吻合得比较好,结果说明用这种方法获取目标表面单位面积激光雷达截面是可行的和有效的.     

激光雷达散射截面测量误差分析

论述了激光雷达散射截面(LRCS)信息的重要性,从基本定义出发,分析LRCS表达式及其物理意义。依据辐射传输原理和光电探测原理,推导LRCS测量数学模型。依据目标与照射光斑截面大小关系,引入了目标系数δ概念。从目标系数、辐射标定标准选择、激光照射系统性能、激光探测系统性能以及大气环境参数等诸多方面,较全面地分析了测量误差来源,以及减少或修正误差的方法,并以误差树的方式直观地表示了误差来源及影响作用。从测量数据可信性、可交换性和可用性原则出发,提出了测量数据记录要求,并编制了测量数据记录表。对开展激光雷达目标散射特性研究具有重要参考价值。     

圆锥后向激光雷达散射截面非相干分量的理论研究

本文根据粗糙表面的电磁散射理论计算了圆锥的后向激光雷达散射截面（ＬＲＣＳ）的非相干分量，分析了其随表面粗糙度的变化规律，并对非相干分量的概念进行了较为详细的阐述，希望能对外场全尺寸目标测量及实验室缩比模型的ＬＲＣＳ测量研究，提供一定的参考依据。     

光束入射角对角锥合作目标激光测距的影响

为了掌握光束入射角对角锥合作目标激光测距接收功率的影响规律,分析了光束入射角和角锥棱镜反射器有效反射面积的关系,利用有效反射面积推导了角锥棱镜反射器的激光雷达横截面(LRCS)随光束入射角变化的理论公式,进而得到激光测距系统接收功率随光束入射角变化的规律。理论分析及仿真结果表明,接收功率随入射角增大而减小,在最大允许入射角处发生突变,并且角锥反射器的最大允许入射角理论值为±54.74°。     

激光多普勒技术测量大尺寸直径的研究

介绍了激光多普勒技术用于大尺寸直径测量的原理 ,并据此设计了新型差动激光多普勒大尺寸直径测量系统。采用差动型光学系统并使用声光调制器对测量光束进行调制 ,提高了系统的测量精度。高频信号和低频信号分开处理 ,消除了信号的相互干扰。实验结果反映了系统良好的线性度。线性回归的相关系数达到 0 .9999,相对测量精度为 3× 10 - 4 。     

微动复杂目标雷达散射截面计算方法

在对雷达目标的动态特征提取和识别的研究中,需要能够逼真地反映目标的结构特性和运动特性的模拟信号。文中应用物理光学法和物理绕射理论,针对复杂动目标和多目标对目标面元和尖劈进行多普勒频率分级的方法实现了动目标的雷达散射截面计算;提出了微面元快速消隐算法和微动目标的模型剖分准则。应用该方法可以模拟转动、颤动以及非刚体运动目标的电磁散射特性。     

脉冲激光雷达的时间间隔测量综述

文中阐述了脉冲激光雷达测距的原理,并综述了其核心技术－脉冲飞行时间测量技术及其最新进展。详细介绍了数字插入测量法的原理与其三种不同的插入方法;延迟线法、模拟插入法和差频测相法,以及它们各自的测量精度与应用领域。     

基于激光雷达测量技术的集装箱卡车定位系统

为了实现港口堆场作业自动化,迫切需要一种快速准确的集卡定位系统.针对此需要设计了一套由运动控制卡、步进电机和2-D激光雷达组合而成的3-D激光雷达扫描系统,采用了一种多个3-D激光雷达系统协同工作的工作方式和与之相适应的改进的ICP数据处理算法以及先粗后精的分级定位方法.该系统工业性试生产的结果表明,装卸效率达到80TEU/h,精度控制在了5mm以内,首次实现了无人驾驶轨道吊车对集卡的快速准确定位.该系统对于其它领域的大型部件的检测定位也有非常重要的意义.     

激光在物体表面涂层均匀度探测中的应用

针对物体表面涂层的不均匀情况,采用激光对物体表面进行非接触测量,它能实现对物体表面微观变化的在线检测。通过光斑对被测表面扫描,分析反射光强的变化,获得了反射光强与物体表面涂层均匀度的关系。物体表面的涂层均匀度具有随机性,对光的反射程度也有所不同,依据接收光信号的变化,用计算机仿真得到被测物体表面的形貌特征,仿真结果能反映表面涂层均匀度的变化趋势。实验表明,系统结构简单、原理直观,检测范围1～80 μm,精度小于5 μm。     

适用于MEMS动态测量的显微激光多普勒技术

介绍了一种利用激光多普勒(LD)技术和显微技术结合的微机电系统(MEMS)器件动态特性测量技术,所搭建的系统测量光斑直径小于1um,测量频率0～20MHz,平面外运动分辨率0．1nm,精度5nm,不确定度1nm描述了利用该系统对TMT(test motion target)器件的振动特性进行的测量实验,并对实验结果进行了分析,测得器件的共振频率为271Hz,最大振幅为0．246482566mm。