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压力容器小径支管角焊缝相控阵检测埋藏缺陷回波特性研究

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压力容器 2024年第4期41卷 72-79页

作者：王鹏崔伟马金龙童根张烜玮孙明常泽亮中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司新疆库尔勒841000 中国特种设备检测研究院北京100029

采用CIVA仿真软件对实际规格的压力容器小径接管角焊缝模型进行了仿真分析,研究了球孔、横通孔、未熔合、未焊透和裂纹等典型缺陷的回波响应规律及特征,结果表明,相对于端角结构信号,不同缺陷的回波强度不同,面积型缺陷与声束角度90°... 详细信息

采用CIVA仿真软件对实际规格的压力容器小径接管角焊缝模型进行了仿真分析,研究了球孔、横通孔、未熔合、未焊透和裂纹等典型缺陷的回波响应规律及特征,结果表明,相对于端角结构信号,不同缺陷的回波强度不同,面积型缺陷与声束角度90°时回波强度最大,同一类型缺陷位于不同位置时的回波强度差距明显,最大达到了13 dB。设计加工了典型缺陷的模拟试件,对5种典型缺陷的检测结果开展了试验分析,结果表明,试件中的缺陷均可被有效检测。总结了不同缺陷的回波特性变化规律,可为现场检测中的缺陷定性提供参考和依据。

关键词：压力容器角焊缝相控阵检测回波特性

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基于G-SPAD的卫星激光测距回波特性

光子学报 2018年第8期47卷 193-200页

作者：刘源安宁范存波温冠宇张海涛马磊中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站长春130117 中国科学院大学北京100049

从盖革模式单光子雪崩光电二极管的光电特性出发,分析了卫星激光测距的测距精度与激光脉冲宽度及回波强度的关系,并利用长春站卫星激光测距系统对地球动力学卫星进行观测.结果表明,当回波光子数为1 000左右时,系统测距精度为10.2mm左右... 详细信息

从盖革模式单光子雪崩光电二极管的光电特性出发,分析了卫星激光测距的测距精度与激光脉冲宽度及回波强度的关系,并利用长春站卫星激光测距系统对地球动力学卫星进行观测.结果表明,当回波光子数为1 000左右时,系统测距精度为10.2mm左右,当回波光子数为8 000时,测距精度减小为9.4mm左右,表明回波强度较大时,可提高卫星激光测距系统的测距精度;当激光器脉宽为200ps时,系统测距精度为17.3mm,当脉宽为50ps时,系统的测距精度为10.0mm,表明卫星激光测距系统的测距精度随着脉宽变窄得到了有效提高.为进一步验证理论结果,对Ajisai卫星进行实测,分析了高重复频率激光测距系统对系统测距精度的影响,结果表明采用窄脉宽高重复频率的激光测距系统,激光测距有效回波数和标准点密度呈数量级增加,测距精度也有一定的提高.因此,为了改善卫星激光测距系统回波特性,应选用脉宽窄、重复频率高、能量大的激光器作为基于盖革模式单光子雪崩光电二极管的卫星激光测距系统的激光光源.

关键词：盖革模式单光子雪崩光电二极管探测器卫星激光测距回波特性测距精度

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各向异性散射介质中高斯脉冲激光的回波特性

中国激光 2015年第8期42卷 12-18页

作者：张旭升郭亮黄勇罗志涛中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

采用蒙特卡罗法建立了各向异性散射介质中高斯脉冲激光的全链路瞬态辐射传输模型,构造并推导了散射方向概率模型及其坐标系变换过程。在此基础上,计算分析了高斯脉冲激光回波特性的时域分布及差异。研究结果表明:时域回波信号的脉冲增... 详细信息

采用蒙特卡罗法建立了各向异性散射介质中高斯脉冲激光的全链路瞬态辐射传输模型,构造并推导了散射方向概率模型及其坐标系变换过程。在此基础上,计算分析了高斯脉冲激光回波特性的时域分布及差异。研究结果表明:时域回波信号的脉冲增减来自于其他类别信号的转化和自身信号的超前或滞后;随着前向散射的增强,目标回波信号强度增大、峰值时刻前移、时间展宽减弱,散射回波信号响应与其相反且影响程度减弱;目标回波特性与[0°,90°]前向散射区域直接关联,散射回波特性与[90°,180°]后向散射区域直接关联。研究结论可为脉冲激光主动探测系统的性能提升及地物目标的反探测隐身提供理论指导。

关键词：激光光学回波特性各向异性散射高斯脉冲激光蒙特卡罗法瞬态辐射传输

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脉冲激光测距回波特性及测距误差研究

中国激光 2018年第6期45卷 254-261页

作者：谢庚承叶一东李建民袁学文中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院研究生院北京100088

对于飞行目标轨迹测量中常用的脉冲激光测距系统,回光波形的变化对其测距精度的影响尤为显著。为了研究回光波形变化造成的测距误差,深入分析了复杂三维飞行目标的回波特性。以典型的调Q脉冲激光测距为基础,探讨了调Q脉冲激光发射脉冲... 详细信息

对于飞行目标轨迹测量中常用的脉冲激光测距系统,回光波形的变化对其测距精度的影响尤为显著。为了研究回光波形变化造成的测距误差,深入分析了复杂三维飞行目标的回波特性。以典型的调Q脉冲激光测距为基础,探讨了调Q脉冲激光发射脉冲的数学描述,建立了一种通过飞行目标的反射特性、表面形状及姿态信息计算回波功率分布的理论模型。在此基础上,以典型目标为例建立了目标模型,通过仿真模拟研究了脉冲激光回波特性,分析了目标姿态变化对回波特性及回波畸变测距误差的影响。搭建了脉冲激光测距实验系统,加工制作了模拟目标并进行了验证实验。实验结果表明,飞行目标姿态变化引起的回波脉冲展宽及回波畸变测距误差变化规律与理论分析基本一致,验证了所建理论模型的有效性。

关键词：遥感激光测距回波特性测距误差飞行目标

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脉冲激光引信探测平面目标的回波特性研究

兵工学报 2018年第6期39卷 1095-1102页

作者：陈杉杉张合徐孝彬南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094 河海大学机电工程学院江苏常州213022

针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题,建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布,利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上,仿真... 详细信息

针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题,建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布,利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上,仿真分析了不同参数对回波波形与信噪比的影响。对脉冲激光引信进行了回波试验,结果表明:实际回波波形与数值计算得到的回波波形保持一致,且峰值随着入射角的增大而衰减,峰值时刻前移。研究结果可为脉冲激光引信在高速动态条件下实现高精度测距提供理论参考依据。

关键词：脉冲激光引信平面目标回波特性重尾函数椭圆高斯分布

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海洋湍流下涡旋光束经粗糙面的回波特性

光学学报 2023年第12期43卷 64-72页

作者：吴鹏飞张咪王姣谭振坤西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048 陕西科技大学电子信息与人工智能学院陕西西安710021 西安工业大学光电工程学院陕西西安710021

光场回波散射特性是未来水下激光通信与探测一体化的关键技术之一,而具有螺旋波前结构的涡旋光束[如拉盖尔-高斯(LG)光束]更适合抑制海洋湍流的影响。利用广义Huygens-Fresnel原理,推导出弱海洋湍流中LG光束经高斯分布粗糙表面反射的回... 详细信息

光场回波散射特性是未来水下激光通信与探测一体化的关键技术之一,而具有螺旋波前结构的涡旋光束[如拉盖尔-高斯(LG)光束]更适合抑制海洋湍流的影响。利用广义Huygens-Fresnel原理,推导出弱海洋湍流中LG光束经高斯分布粗糙表面反射的回波散斑强度的解析表达式;数值分析了光源参数、海洋湍流以及粗糙目标表面参数对回波散斑场复相干度的影响。结果表明,复相干度随着LG光束拓扑荷数、束腰半径、波长的增大而减小,随着海洋湍流强度的增大而降低,随着粗糙面相干长度的增加而增大,并且当粗糙表面的相干长度大于球形波在海洋湍流中传播的相干长度时,复相干度变化不明显,表明此时粗糙表面对复相干度的影响远小于海洋湍流的影响。这一结论为海洋湍流条件下目标探测与识别提供了参考。

关键词：海洋光学海洋湍流拉盖尔-高斯光束散斑回波特性复相干度

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脉冲激光周向探测平面目标回波特性

光学学报 2017年第4期37卷 217-224页

作者：徐孝彬张合陈杉杉南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室江苏南京210094

针对脉冲激光周向探测平面目标回波特性的问题,设计了脉冲激光周向探测系统。基于传统激光雷达方程,采用单站式激光雷达散射截面方程,推导了混有时空分布的回波功率的一般方程。基于倾斜平面目标的表面特性,推导了扩展目标和非扩展目标... 详细信息

针对脉冲激光周向探测平面目标回波特性的问题,设计了脉冲激光周向探测系统。基于传统激光雷达方程,采用单站式激光雷达散射截面方程,推导了混有时空分布的回波功率的一般方程。基于倾斜平面目标的表面特性,推导了扩展目标和非扩展目标的回波功率方程。通过仿真分析了脉冲展宽特性、朗伯体与非朗伯体平面的目标回波特性。对周向探测系统进行加工以及回波实验,实验结果表明,数值计算回波与粗糙平板实际回波波形一致,为脉冲激光周向探测系统测距提供了理论依据。

关键词：激光器脉冲激光回波特性散射特性平面目标周向探测

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扩展目标光子测距回波特性及误差研究

中国激光 2021年第4期48卷 256-263页

作者：侯阿慧胡以华赵楠翔方佳节张鑫源国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 国防科技大学电子制约技术安徽省重点实验室安徽合肥230037

光子测距具有灵敏度高,探测距离远的特点,目标形状和姿态对光子测距的影响不可忽略。针对扩展平面、球面和非球面三种典型目标,建立了扩展目标光子探测回波概率分布模型,推导出不同倾斜角下混有时空分布的光子回波概率分布一般方程。实... 详细信息

光子测距具有灵敏度高,探测距离远的特点,目标形状和姿态对光子测距的影响不可忽略。针对扩展平面、球面和非球面三种典型目标,建立了扩展目标光子探测回波概率分布模型,推导出不同倾斜角下混有时空分布的光子回波概率分布一般方程。实验表明,扩展平面的光子回波概率分布与数值计算结果一致。理论仿真分析了扩展目标的光子回波概率分布特性,讨论了光子测距误差与扩展目标类型和倾斜角间的变化规律。结果表明:平均回波光子数为3.9,目标处激光光斑半径为0.2m,倾斜角小于20°时不同扩展目标间的光子测距误差小于1.23mm;光子测距误差随着目标倾斜角的增大逐渐增大,且扩展平面目标测距误差受倾斜角影响最大。

关键词：激光光学光子测距测距误差扩展目标概率分布回波特性

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水下目标回波特性计算的图形声学方法

声学学报 2006年第6期31卷 511-516页

作者：范军卓琳凯上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院振动冲击噪声国家重点实验室上海200030

根据Kirchhoff近似公式建立了一种水下目标回波特性实时工程预报的新方法-可视化图形声学计算方法GRACO (Graphical Acoustics Computing)。该方法利用三维图形处理系统,采用建模软件对水下复杂目标进行几何建模,并基于OpenGL技术把几... 详细信息

根据Kirchhoff近似公式建立了一种水下目标回波特性实时工程预报的新方法-可视化图形声学计算方法GRACO (Graphical Acoustics Computing)。该方法利用三维图形处理系统,采用建模软件对水下复杂目标进行几何建模,并基于OpenGL技术把几何模型转化为屏幕上目标的可视化像素图形,获取像素中包含的目标表面法向量和空间距离信息,最后通过把回波特性预报中的面积分转化为屏幕上可视化图形的像素求和计算,完成水下目标回波特性预报。计算结果表明图形声学方法有较高的精度,计算速度比板块元方法快9-10倍。

关键词：图形处理系统回波特性水下目标声学方法计算方法 OpenGL技术几何建模模型转化