后向散射式能见度测试仪测量1064nm波长激光大气传输消光系数研究

激光传输特性的研究可以为光电探测和通信系统的性能提供依据.采用后向散射式能见度测量仪测量后向散射回波能量,经过计算得出激光在大气中传播的消光系数.对不同能见度和天气条件下激光消光系数进行大量试验测量,得出统计规律,并与理论相比较,结果相符.     

海面水雾对激光传输的影响分析

为了研究水雾对激光传输的影响,采用理论分析与设备实测相比对的方法,对水雾的近红外消光特性进行了理论分析和实验验证,取得了海洋环境雾天不同能见度条件下的激光大气传输衰减特性测量数据及同等试验条件下的模拟计算对比数据。结果表明,海洋环境下,水雾是影响激光大气传输的主要因素,其消光系数量级在10-1km-1或100km-1,水雾对激光传输的衰减是大气分子散射和吸收所引起衰减的十几倍甚至几十倍;结合实测数据对经验常数C进行了修正,得到基于能见度的1.06m激光在海雾中衰减的经验公式。所得结果对科学评价激光对抗装备远场效能具有参考意义。     

激光在大气中传输衰减特性研究

激光在大气中传输特性的研究是激光探测与制导、激光通信等光电系统设计中的一个主要问题.利用衰减的经验模型和Mie理论,分别计算了不同大气能见度下的霾粒子对激光大气传输产生的衰减,并对这两种方法计算的结果进行比较分析;再根据Mie理论和云雾的尺度分布模型计算了云雾的激光衰减.结果表明,在近红外波段对于对流层大气中霾粒子的衰减预测应用Mie理论计算更合理;云雾引起的衰减一般较大,并且随着能见度的减小,衰减增加较快.因此,当Vb＜15km时,霾引起的衰减需要考虑;当Vb较小时,云雾的激光衰减是限制系统性能的主要因素.     

常用激光的大气衰减

本文概述GaAs、YAG、HF、DF与CO2等常用激光的大气衰减特性。在分析大气对这些激光辐射的吸收与散射过程的基础上进行了综合比较，最后指出各种激光虽适宜使用的环境。     

海面大气边界层内多波段激光传输效应研究

在沿海某地区的海面大气边界层中进行了距离分别为0.5 km、1.0 km和3.0 km的激光大气传输效应研究,通过对可见光(0.473 μm、0.532 μm和0.671 μm)和中红外(3.8 μm)波段激光传输实验测量,得到了海面大气边界层内多波段激光传输的光强起伏、光束漂移和大气衰减,此外,光传输光强起伏的频谱分析进一步揭示了不同波段的激光在海面上传输的独特性.     

大气气溶胶对激光传输衰减的影响研究

在大气气溶胶类型、谱分布的基础上,利用Mie散射理论计算气溶胶在可见光和近红外波段的散射和衰减特性,讨论分析了大气气溶胶对可见光和近红外波段激光传输衰减的影响,计算结果表明,激光传输在很大程度上受粒子的折射率和谱分布的影响;不同类型气溶胶粒子具有不同的折射率和谱分布参数,从而决定了其具有不同的散射和吸收特性;气溶胶粒子的数密度越大,其衰减和散射能力就越强,对激光传输的衰减也就越大;但前后向散射的不对称性只与气溶胶谱分布有关,与数密度无关.所得出的结论有助于准确评估大气气溶胶对激光传输的影响以及提高激光传输、通信和激光测风等应用.     

雨雾共存天气下大气衰减计算的修正模型

针对雨雾共存的特殊天气条件下大气衰减计算模型误差较大的问题,由雨雾天气的物理现象入手,对现有模型进行修正,提出更为精确、合理的大气衰减计算模型,并采用该模型对无线光通信系统的链路余量进行仿真分析。结果表明,采用已有的理论模型计算将引入较大的系统误差,而修正的计算模型更加精确。提出的修正模型和分析结论对无线光通信及其他相关领域中大气衰减的估计和评价具有重要指导意义。     

水雾中1.06 μm激光辐射的衰减特性

通过试验研究了1.06 m激光辐射在水雾环境中的衰减特性。定量测量了不同气象光学视程（MOR）的水雾对1.06 m激光辐射的衰减程度,计算了水雾环境下的1.06 m激光辐射的等效MOR。分别采用试验数据和经验公式计算了1.06 m激光辐射在不同能见度条件下的消光系数。通过对比发现由经验公式计算的消光系数存在明显偏差,尤其是在低能见度条件下。基于试验数据,推导了一种以可见光能见度为输入的消光系数计算公式,对估计云雾环境下近红外光辐射的衰减特性具有重要参考价值。     

1.06μm激光的斜程大气衰减

根据大气透过率计算软件-CIRTRAN计算了乡村、城市、海洋和沙漠四类地区不同能见度条件下的1.06μm激光斜程大气透过率,经过分析和归纳,提出了一个直观而简便的计算公式.用三种不同的测量方法和LOWTRAN7作比较,证明该公式具有很好的准确度.     

成像激光雷达测量大气能见度实验研究

针对传统的后向散射激光雷达系统结构复杂和需要几何因子矫正的情况,研制了一套可以全天候测量的成像激光雷达用以克服这些缺陷。采用基于求解消光系数分布的方法反演能见度,提出一种Klett后向积分法与遗传算法相结合的改进的迭代算法,同时用传统的斜率法和权重拟合法求得能见度。选取比较有代表性的四种天气,多云、阴天、晴天和雨天的数据进行处理,得到这四种天气情况下的能见度。将这四组能见度数据与能见度仪器Belfort 6230A在这四天同时测得的能见度数据进行对比,结果表明,在不同的天气情况下,两种仪器测得的数据趋势相同,相关系数均在0.67以上,具有较强的相关性。可以得出结论:研制的成像激光雷达系统可用于探测大气的能见度。     

雾天环境下激光传输的衰减特性研究

激光在大气中传输时容易受天气的影响,因为雨、雪、雾等恶劣天气对激光有严重的衰减作用,会使通信的稳定性变差.因此分析激光在不同天气条件下的传输效应和衰减特性非常有必要.本文根据辐射雾和平流雾中含水量和能见度的经验关系,分析了雾天气对激光大气传输衰减的计算公式,并对三种常用的雾衰减经验模型进行了Matlab数值仿真,得出了激光衰减系数和雾天气能见度的关系.     

气溶胶粒径数密度谱的激光大气传输工程应用

气溶胶粒径数密度谱分布是激光大气传输计算的重要参量,鉴于气溶胶的时空变化和难于现场测量的特点,以实测数据为依据,从工程应用角度出发,使用数据拟合的方法得到气溶胶粒径数密度谱与能见度的函数表达式,并通过仿真计算验证该函数的实用性.     

雾天环境中激光传输的衰减特性研究

根据辐射雾和平流雾中含水量和能见度的经验关系,分析了雾天气对激光大气传输衰减的计算公式,并对三种常用的雾衰减经验模型进行Matlab数值仿真,得出了激光衰减系数和雾天气能见度的关系。最后,针对三种半经验模型所存在的缺陷,通过Mie散射理论提出了一种包含测量距离、接收器视场角等信息的新的经验公式。     

次声波在大气中传播过程的衰减研究

该文以次声波为对象,研究其在大气中传播过程的衰减问题.根据温度、密度和压强的不同剖面建立非均匀介质的大气模型.采用WKB(Wentzel、Kramers、Bril-louim)近似方法求解出非均匀介质下的Helmholtz方程.通过该方法分析出次声波声场的分布,解决了次声波在对流层大气中衰减量的计算,并比较了不同地域影响次声波衰减的主要因素.     

红外制导系统大气衰减影响分析

在红外制导系统中,大气衰减作用对红外探测有重要影响。为了深刻了解大气衰减影响,本文较为透彻地分析了大气各组分的衰减作用,并从理论上进行了探讨。造成大气衰减的主要因素是水蒸气(H_2O)、二氧化碳(CO_2)和气溶胶的吸收和散射作用,这也是大气中最为多变的部分。本文同时对其分布规律进行了分析。     

大气降水引起的电磁波的衰减

电磁波在对流层中传播时,不可避免地要受到各种大气微粒的影响而产生衰减,而大气降水是引起电磁波衰减的最常见也是最主要的原因。大气降水有多种形式,主要为降雨、降雪、雾等。分析了各种降水形式的影响,从理论上进行了推理计算,并且给出了衰减率计算的方法,最后以图的形式直观地展示了大气降水对电磁波传播的衰减。     

利用近场、远场激光后向散射反演能见度的新算法

报道了一种综合激光近场回波修正信号与远场信号计算大气均值消光系数并反演大气能见度的新算法.该算法与传统的仅利用远场信息计算大气能见度的方法相比,利用了更多高信噪比信息并提供了传统算法所不能提供的近场信息.利用此算法,自行研制便携式激光后向散射大气能见度测量仪样机一套,通过大量外场试验证明了该算法的有效性及可靠性.     

舰用探测大气能见度激光雷达样机的试验研究

文章根据激光后向散射理论,研究了舰用探测大气能见度激光雷达样机的原理、系统 组成、几何因子,并分析讨论了其外场试验的结果。     

毫米波云雾衰减计算模型及特性分析

本文给出了毫米波在大气中传输受云、雾粒子吸收所导致衰减的可实用计算模型。由于实际环境中 ,云、雾类型的多样性 ,以及粒子密度的不均匀性 ,使得精确计算云雾衰减量值有一定困难 ,通常对于云雾衰减采用实时观测的方法 ,不利于对其进行定量分析。本文采取瑞利散射近似算法 ,结合我国某一地区的长年气象统计数据 ,模拟计算了该地区的云雾衰减 ,最后对计算结果进行了简要分析