【摘要】：根據(jù)是否對目標進行照明可以將目前的目標探測方式分為被動探測和主動探測。被動探測依靠目標自發(fā)光或者反射周圍環(huán)境光(如太陽光等)來進行探測,因此具有良好的隱蔽性,但其對環(huán)境光依賴過強,在黑暗環(huán)境或者天氣條件較差的情況下有可能無法對目標進行有效地識別和跟蹤。主動探測是對目標進行主動照明并對目標反射回波進行接收、成像的一種探測方式。由于其提高了目標回波強度,且探測不依賴目標反射環(huán)境光,因此在遠距離目標探測、小暗目標探測等領域上體現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。在主動探測過程中,系統(tǒng)發(fā)射的激光在大氣中傳輸時會受到大氣分子和氣溶膠粒子的多方向的散射,其中,后向散射會逆?zhèn)鬏斶M入到探測系統(tǒng)中,給探測造成嚴重的干擾。因此,有必要對主動探測中后向散射進行系統(tǒng)的分析,并由此總結對后向散射的規(guī)避方法。本文主要針對主動探測系統(tǒng)以及其中后向散射對探測能力的影響進行了研究。首先,介紹了主動探測系統(tǒng)和探測過程,分析探測中受到的影響因素,包括大氣干擾、激光功率和發(fā)散角、探測器參數(shù)等。推導了漫反射目標和貓眼目標的回波功率。然后建立了主動探測過程中的后向散射物理模型,并根據(jù)物理模型對系統(tǒng)接收的后向散射總功率和單個像元接收的后向散射功率進行了理論分析與推導,得到了其具體表達,并確立目標回波功率與后向散射功率比值為后向散射影響能力的衡量系數(shù)。對相關因素做了仿真計算,結果表明,系統(tǒng)接收的后向散射主要為近距離大氣的散射,在同樣的探測條件下,增大激光器和探測器距離可以大大減小后向散射對探測的干擾。設計實施了兩次主動探測實驗,對理論分析進行了系統(tǒng)級的驗證,表明了理論分析的可靠性。最后對遠距離目標的主動探測可行性方案做了討論與分析,計算了目前技術條件下CCD成像探測和APD單光子探測在典型系統(tǒng)參數(shù)下的理論探測距離。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（光電技術研究所）
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN249

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本文編號：2550643