空中目标近距动态探测周视光学系统设计

摘要

研究了激光近距动态测距与定方位的原理与国内外发展现状，在此基础上，从理论和实际测试两个方面对激光周视系统的发射和接收单元的实现方式进行了全面分析，提出了激光周视光学探测系统的设计方案。对激光周视系统的光束布局方式与特点进行了深入分析，为激光周视光学探测系统的设计方案提供了科学理论依据和安全有效的实现方法。发射系统单元采用分区光束布局方式，光束由激光光源发射并整形成600×10发散角的扇形光束，6束扇形光束实现周视系统360度全向探测。接收单元由6个光敏元件组成，以完成大视场角探测及目标方位的确定，并根据高斯光束通过透镜的变换特性确定了光敏元件的位置和大小。对激光周视光学探测系统的发射/接收一体化设计进行了重点阐述。利用所设计完成的激光周视光学探测系统模型样机进行了试验测试，实验结果显示上述设计方案可以获得满意的激光周视探测光束，并为近一步的理论分析及系统设计提供了参考依据。

目录

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英文文摘

声明

1 绪论

1.1课题研究背景

1.2 目前国内外的研究现状

1.3研究主要内容

1.4论文的主要工作和内容安排

2周视激光探测系统的概述

2.1 激光测距系统的工作原理

2.1.1激光脉冲测距方法的原理

2.1.2相位法测距基本原理

2.1.3激光三角法测量基本原理

2.2激光探测系统的主要组成部分

2.3激光探测系统的空间光束布局和目标探测的匹配

2.3.1 多辐射方案

2.3.2分区方案

2.3.3区域扫描方案

2.3.4同步扫描方案

2.4周视激光探测系统发射、接收系统

3周视光学系统的设计

3.1 需求与结构分析

3.2光源的选择

3.3探测器的设计

4周视光学发射/接收装置的一体化设计

4.1 一体化的可行性分析

4.2探测单元的设计

4.2.1 高斯光束及其变换

4.2.2激光光束发散角经过透镜的变换

4.2.3探测单元的透镜结构设计

4.2.4接收装置设计

4.2.5透镜参数的计算

4.2.6透镜曲率半径的计算

4.2.7探测单元结构设计

5实验测试过程

5.1激光器件的选用

5.2探测单元的结构以及探测器件的选用

5.3周视系统结构

6 总结

致 谢

参考文献