气溶胶环境影响下连续波激光引信回波特性

作     者：宋承天 张垚彦 刘强 刘博虎 SONG Chengtian;ZHANG Yaoyan;LIU Qiang;LIU Bohu

作者机构：北京理工大学机电学院北京100081 中国兵器科学研究院北京100089 

出 版 物：《兵工学报》 (Acta Armamentarii)

年 卷 期：2021年第42卷第3期

页      面：499-510页

核心收录：

学科分类：082601[工学-武器系统与运用工程] 08[工学] 0826[工学-兵器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61973038) 装备预先研究基金项目(61406190107) 

主　　题：激光引信 调频连续波激光 气溶胶 散射 

摘      要：激光引信具有定距精度高、抗电磁干扰的优点,但其易受烟尘等气溶胶粒子的干扰。基于蒙特卡洛仿真方法研究连续波激光引信在气溶胶干扰环境下回波信号特性。构建气溶胶粒子各种散射作用下连续波激光回波信号模型,包含粒子后向散射信号、经粒子散射的目标信号与目标回波信号3种类型,模型中的气溶胶消光系数和散射系数根据光子的空间位置坐标、气溶胶浓度分布和粒径分布而动态变化。分析不同浓度条件下信号时频域特性、信噪比等特性与激光波长、气溶胶粒子粒径等因素间的关系。仿真及实物实验结果表明:在气溶胶低浓度条件下,回波信号谱峰集中于与目标距离相关的频率处,并未出现干扰谱峰;当浓度超过中度条件时,既存在目标谱峰也存在干扰谱峰;达到重度干扰时,干扰谱峰则可能会强于目标谱峰;随着气溶胶浓度增加,信号信噪比降低;对于400~1100 nm波长范围的激光,粒子粒径分布在20~100μm时信噪比相对较高。