激光雷达截面在系统设计评价中的应用分析

讨论分析了激光雷达截面在激光测量系统设计评价中的应用.分析了激光雷达截面的物理意义,给出了目标激光雷达截面的计算、测量原理与方法,从激光雷达截面的理论定义出发,推导出普遍适用于各类激光测量系统和各种散射特性目标的基本测量方程,该方程利用激光雷达截面表征目标的激光散射特性.通过典型实例说明了该方程在激光测量系统设计评价中的应用.与其他用于表征目标激光散射特性的指标相比,激光雷达截面更容易通过计算或测量得到,且更适用于复杂散射特性目标,因此,在激光测量系统的设计评价中应采用由目标激光雷达截面表述的激光测量方程.     

激光雷达高精度跟踪运动目标的方法研究

本文论述了卡尔曼滤波估值理论在激光雷达跟踪系统中的应用方法,首先建立目标和激光雷达测量值的数学模型;然后讨论了跟踪数学模型线性变换方法以及对滤波器精度的影响,在此基础上,提出了激光雷达跟踪运动目标时高精度的跟踪方法。     

1.06μm激光雷达目标散射截面的实验研究

文中就所搭建的１．０６μｍ激光雷达实验系统进行了介绍,采用的标准目标法给出了平面及球形目标激光雷达目标散射截面的测量结果,并就实验中出现的一些偏差给予了解释。     

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。     

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.     

基于合成孔径激光雷达的目标探测

为了研究合成孔径激光雷达在目标探测中的应用,从建立合成孔径激光雷达的信号传输及回波模型出发,理论分析了合成孔径激光雷达回波信噪比、探测距离、合成孔径时间和解线性调频处理4个方面的特点与优点,并与一般相干体制的激光雷达以及合成孔径雷达进行了对比。结果表明,合成孔径激光雷达比一般相干体制雷达具有更高的回波信噪比和更远的探测距离,且相对于合成孔径雷达具有更快的成像速度。这一结果有助于合成孔径激光雷达应用于远距离目标探测、跟踪与快速预警。     

复杂目标后向激光雷达散射截面计算与缩比模型测量比较

研究了复杂目标激光雷达散射截面(LRCS)与电磁波段雷达散射截面的差异，提出使用可视化技术计算复杂目标后向激光雷达散射截面的流程框图，并使用该技术对某飞机全尺寸模型进行了计算。将计算结果按缩比关系换算，得到了1：8缩比模型的散射截面。利用标准板定标法，在外场环境对1：8缩比模型进行了实际测量，获得了缩比模型散射截面的实验数据。对计算数据与测量数据进行了对比分析，结果表明，在目标主要散射方位，理论计算和测量结果一致；通过缩比模型的测量可以获取全尺寸目标的激光散射特性。     

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.     

粗糙表面对雷达目标散射截面的影响

粗糙表面对雷达目标信号的散射在红外、微波以及太赫兹波领域是普遍存在的.研究结果表明,在红外领域目标表面粗糙的状况是影响激光雷达散射截面的重要因素,在微波领域这种影响是作为一种随机过程,是一种微扰,雷达散射截面的回波功率是粗糙表面高度散布密度分布函数与平坦表面脉冲响应函数的卷积,通常情况下卷积的效果在数学上相当于作用在平...     

常见定标体的雷达截面计算与仿真

针对雷达截面(Radar Cross Section,RCS)测量技术中的常见定标体,分析了雷达散射截面计算理论,总结推导了几种雷达截面计算方法,获得了常用定标体的RCS精确解.计算结果与测量值相当吻合.运用Matlab编程语言绘制了其仿真结果图.通过比较得出一致性绕射理论在平板RCS测量计算中的合理性.给出了三面角对线极化入射波产生扭转极化和圆极化反射波的方法.计算了某型战斗机的RCS.     

两种非理想条件下LRCS测量结果的校正方法

分析了入射激光束光强分布不均匀以及目标对入射激光有脉冲展宽时对目标激光雷达散射截面测量的影响,推导出新的测量方程及激光雷达散射截面测量计算方法并应用于目标实测。结果表明：应用此方法避免了光束不均匀和脉冲展宽等因素对测量结果的影响,提高了激光雷达散射截面的测量精度。     

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。     

基于PPO和MPI的腔体RCS计算

改进了行进物理光学的终端反射计算,使计算过程更符合电磁波在腔体内部的实际传播过程.基于消息传递协议开发了针对电大尺寸开口腔体单站雷达截面(radar cross section,RCS)的行进物理光学并行计算程序.采用按照RCS计算角度间隔分配计算任务的大粒度并行计算方法减小了通信开支,并且取得了较好的负载平衡.对飞机进气道模型的计算结果与测量结果吻合良好.计算所用时间显示了较高的并行效率.其计算速度相对迭代物理光学提高了一个量级.     

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.     

激光雷达散射截面的比对测量法及其精度检测

野外目标激光雷达散射截面(LRCS)的测量通常使用比对测量方法.该方法受到测量系统激光光束模式,激光功率稳定性,大气吸收、散射和湍流,背景的激光漫反射回波,系统探测电路噪声等因素的影响.其中,测量系统激光光束模式是最重要的影响因素,造成了比对测量方法中LRCS测量精度难以客观、全面检测的问题.因此,在介绍LRCS的比对...     

A modal radar cross section of thin-wire targets via thesingularity expansion method

A modal radar cross section (RCS) of arbitrary wire scatterers is constructed in terms of singularity expansion method parameters. Numerical results are presented for both straight and L-shaped wire targets and are compared to computations performed in the frequency domain using the method of moments