【摘要】：根據(jù)是否對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照明可以將目前的目標(biāo)探測(cè)方式分為被動(dòng)探測(cè)和主動(dòng)探測(cè)。被動(dòng)探測(cè)依靠目標(biāo)自發(fā)光或者反射周圍環(huán)境光(如太陽光等)來進(jìn)行探測(cè),因此具有良好的隱蔽性,但其對(duì)環(huán)境光依賴過強(qiáng),在黑暗環(huán)境或者天氣條件較差的情況下有可能無法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效地識(shí)別和跟蹤。主動(dòng)探測(cè)是對(duì)目標(biāo)進(jìn)行主動(dòng)照明并對(duì)目標(biāo)反射回波進(jìn)行接收、成像的一種探測(cè)方式。由于其提高了目標(biāo)回波強(qiáng)度,且探測(cè)不依賴目標(biāo)反射環(huán)境光,因此在遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)、小暗目標(biāo)探測(cè)等領(lǐng)域上體現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在主動(dòng)探測(cè)過程中,系統(tǒng)發(fā)射的激光在大氣中傳輸時(shí)會(huì)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(huì)逆?zhèn)鬏斶M(jìn)入到探測(cè)系統(tǒng)中,給探測(cè)造成嚴(yán)重的干擾。因此,有必要對(duì)主動(dòng)探測(cè)中后向散射進(jìn)行系統(tǒng)的分析,并由此總結(jié)對(duì)后向散射的規(guī)避方法。本文主要針對(duì)主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)以及其中后向散射對(duì)探測(cè)能力的影響進(jìn)行了研究。首先,介紹了主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)和探測(cè)過程,分析探測(cè)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(cè)器參數(shù)等。推導(dǎo)了漫反射目標(biāo)和貓眼目標(biāo)的回波功率。然后建立了主動(dòng)探測(cè)過程中的后向散射物理模型,并根據(jù)物理模型對(duì)系統(tǒng)接收的后向散射總功率和單個(gè)像元接收的后向散射功率進(jìn)行了理論分析與推導(dǎo),得到了其具體表達(dá),并確立目標(biāo)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(duì)相關(guān)因素做了仿真計(jì)算,結(jié)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(cè)條件下,增大激光器和探測(cè)器距離可以大大減小后向散射對(duì)探測(cè)的干擾。設(shè)計(jì)實(shí)施了兩次主動(dòng)探測(cè)實(shí)驗(yàn),對(duì)理論分析進(jìn)行了系統(tǒng)級(jí)的驗(yàn)證,表明了理論分析的可靠性。最后對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)的主動(dòng)探測(cè)可行性方案做了討論與分析,計(jì)算了目前技術(shù)條件下CCD成像探測(cè)和APD單光子探測(cè)在典型系統(tǒng)參數(shù)下的理論探測(cè)距離。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN249

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本文編號(hào)：2550643