吸波涂层目标相干与部分相干光LRCS研究

摘要

激光雷达以其优良的特性在军用和民用领域得到广泛应用。目标激光散射特性是影响激光雷达探测性能的主要因素之一。准确分析计算目标的激光散射特性对于激光雷达系统设计与探测性能分析具有重要意义。
　　目标表面通常覆盖有功能性涂层材料,本文针对微波段吸波材料开展其LRCS特性实验研究,利用激光散射自动测量系统测量了吸波涂层材料单站,双站垂直入射和双站斜入射情况下的单位面积 LRCS角分布。实验测量结果表面吸波涂层材料能明显降低激光散射回波能量,但该样品同时存在一定的后向散射增强效应。基于实验测量数据,拟合吸波涂层材料的单位面积 LRCS角分布经验公式,可用于吸波涂层复杂目标LRCS计算。
　　大气湍流光传输过程中,部分相干光相对于完全相干激光具有受湍流影响较小的特点,基于部分相干光的激光目标探测是激光雷达发展方向之一。本论文利用旋转毛玻璃产生部分相干光的方法,并借助激光散射自动测量系统,测量了部分相干光照射下吸波涂层材料单站单位面积 LRCS角分布,吸波涂层材料相干和部分相干光LRCS测量结果对比分析表明,两种照射情况涂层材料单位面积LRCS角分布趋势相近,但部分相干光情况单位面积 LRCS角分布峰值较低,而在其他角度单位面积 LRCS值较大。根据实验测量数据,建立了吸波涂层材料部分相干光单位面积 LRCS角分布模型。利用3DMAX对目标进行几何建模,基于材料单位面积 LRCS角分布经验公式,并利用面元法的基本理论,计算相干激光与部分相干光照射情况下表面覆盖有吸波涂层材料的球体、平板和飞机目标的单站LRCS,以及飞机目标在俯仰和翻滚飞行姿势下的 LRCS,对比分析两种情况下的计算结果,部分相干光情况下目标总体 LRCS值较大,但在激光垂直入射目标表面时,目标LRCS值相对较小。

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第一章 绪论

1.1研究意义和背景

1.2 本文的研究内容与结构安排

第二章 目标散射特性基本概念及理论

2.1 目标LRCS研究基本理论

2.2 双向反射分布函数

2.3 目标LRCS与BRDF关系

2.4 本章小结

第三章 目标涂层材料散射特性测量

3.1 激光散射自动测量系统介绍

3.2 目标涂层材料散射特性测量

3.3 目标涂层材料散射特性建模

3.4 本章小结

第四章 目标涂层材料部分相干光散射特性测量

4.1 部分相干光基本概念和理论

4.2 部分相干光产生及其相干性测量

4.3 涂层材料部分相干光散射特性测量

4.4 本章小结

第五章 涂层目标LRCS计算

5.1 目标LRCS理论计算

5.2 涂层目标LRCS计算

5.3 涂层目标部分相干光LRCS计算

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

研究成果

参考文献