海水中藍(lán)綠透光窗口的發(fā)現(xiàn),為水下目標(biāo)探測開辟了一條新的途徑,激光具有亮度高、脈沖短、準(zhǔn)直度高等優(yōu)點(diǎn),用于水下目標(biāo)的探測可以獲得比聲吶更高的測距、定位和成像精度�；谒{(lán)綠激光水下探測和周視激光探測技術(shù),開展水下同步掃描周視激光近程目標(biāo)探測研究,通過對水下近程目標(biāo)的方位判別,為魚雷定向戰(zhàn)斗部提供目標(biāo)方位信息,結(jié)合引信對起爆點(diǎn)的控制,通過引戰(zhàn)配合,實(shí)現(xiàn)定向起爆魚雷定向戰(zhàn)斗部,以充分利用戰(zhàn)斗部的爆炸威力,有效提高魚雷的單雷毀傷效能。開展水下周視激光近程目標(biāo)探測研究對提高魚雷終端毀傷效能,實(shí)現(xiàn)與定向戰(zhàn)斗部的引戰(zhàn)配合有重要意義。本文以魚雷激光近炸引信為對象,基于海水光學(xué)特性,分析水體環(huán)境對激光探測的影響,提出適用于海水環(huán)境和魚雷載體的周視探測方案,研究周視探測發(fā)射和接收光路設(shè)計(jì),探討不同探測條件的非同軸光學(xué)系統(tǒng)角度參數(shù)優(yōu)化,針對脈沖激光掃描探測方式研究其掃描頻率和脈沖頻率對系統(tǒng)探測性能的影響,通過多個(gè)探測點(diǎn)數(shù)據(jù)解算目標(biāo)速度并制定最佳起爆策略,最終合理設(shè)計(jì)水下同步掃描周視激光近程目標(biāo)探測系統(tǒng)。研究了海水的光學(xué)特性,根據(jù)海水中水分子、黃色物質(zhì)、浮游植物和非色素懸浮粒子對光波的衰減作用,計(jì)算海水對532... 

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 水下近程探測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 魚雷引信的發(fā)展與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 藍(lán)綠激光水下探測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 相關(guān)技術(shù)研究進(jìn)展
        1.3.1 魚雷定向戰(zhàn)斗部技術(shù)研究進(jìn)展
        1.3.2 激光周視探測技術(shù)研究進(jìn)展
        1.3.3 激光水下傳輸特性研究進(jìn)展
    1.4 本文研究內(nèi)容及行文安排
2 基于海水光傳輸特性的水下激光周視探測方案設(shè)計(jì)
    2.1 海水光學(xué)特性
    2.2 激光束在海水中的能量衰減
        2.2.1 海水吸收系數(shù)
        2.2.2 海水散射系數(shù)
        2.2.3 海水中目標(biāo)回波功率衰減模型
        2.2.4 水下激光探測系統(tǒng)發(fā)射功率要求
    2.3 海水后向散射特性研究
        2.3.1 海水懸浮粒子米散射模型
        2.3.2 懸浮粒子后向散射率
    2.4 水下激光周視探測原理與方案
        2.4.1 激光近炸引信常用發(fā)射和接收光路布局分析
        2.4.2 水下激光單發(fā)單收同步掃描周視探測方案
        2.4.3 掃描折轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
3 水下激光周視探測光路研究
    3.1 全周向發(fā)射和接收光路設(shè)計(jì)
    3.2 發(fā)射和接收光路光學(xué)仿真與分析
        3.2.1 發(fā)射光路光學(xué)仿真
        3.2.2 接收光路光學(xué)仿真
    3.3 非對稱接收光束光斑聚焦方法
    3.4 本章小結(jié)
4 非同軸光學(xué)系統(tǒng)最優(yōu)角度參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.1 非同軸光學(xué)系統(tǒng)探測區(qū)分布研究
        4.1.1 目標(biāo)回波功率方程
        4.1.2 不同角度參數(shù)條件下探測區(qū)分布情況
        4.1.3 掃描折轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)角度參數(shù)調(diào)節(jié)
        4.1.4 探測區(qū)距離計(jì)算模型
    4.2 基于不同探測條件的角度參數(shù)優(yōu)化模型
        4.2.1 近程目標(biāo)探測系統(tǒng)
        4.2.2 遠(yuǎn)距離探測系統(tǒng)
        4.2.3 基于屏蔽干擾信號的角度參數(shù)優(yōu)化
        4.2.4 幾何截?cái)喽ň嗵綔y系統(tǒng)
    4.3 探測視場模擬裝置設(shè)計(jì)與測試實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 探測視場模擬裝置設(shè)計(jì)
        4.3.2 不同角度參數(shù)下探測區(qū)距離測試實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
5 脈沖激光掃描探測頻率設(shè)計(jì)與最佳起爆策略研究
    5.1 目標(biāo)方位角檢測技術(shù)研究
        5.1.1 直流電動機(jī)調(diào)速控制方法研究
        5.1.2 常用角度檢測方式分析
        5.1.3 目標(biāo)方位角磁電檢測方案設(shè)計(jì)
    5.2 脈沖激光同步掃描探測點(diǎn)數(shù)據(jù)綜合分析
        5.2.1 坐標(biāo)系描述
        5.2.2 基于多探測點(diǎn)的目標(biāo)速度矢量模型
        5.2.3 基于多探測點(diǎn)的最佳起爆模型
    5.3 脈沖激光掃描探測系統(tǒng)最佳掃描頻率與脈沖頻率
        5.3.1 掃描頻率與脈沖頻率匹配關(guān)系
        5.3.2 最低掃描頻率與脈沖頻率數(shù)學(xué)模型
        5.3.3 典型目標(biāo)最低掃描頻率和脈沖頻率計(jì)算
        5.3.4 模擬實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 水下周視激光探測系統(tǒng)原理樣機(jī)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    6.1 原理樣機(jī)總體設(shè)計(jì)
    6.2 原理樣機(jī)子系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)
        6.2.1 高功率脈沖綠激光器定制
        6.2.2 基于APD的微弱信號接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        6.2.3 掃描折轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝
        6.2.4 磁電檢測模塊與樣機(jī)配套控制子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    6.3 原理樣機(jī)實(shí)現(xiàn)與空氣實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 原理樣機(jī)實(shí)現(xiàn)與密封實(shí)驗(yàn)
        6.3.2 空氣中原理樣機(jī)探測距離測試實(shí)驗(yàn)
        6.3.3 空氣中原理樣機(jī)目標(biāo)方位角識別測試實(shí)驗(yàn)
    6.4 不同水體介質(zhì)中激光傳輸與原理樣機(jī)性能測試實(shí)驗(yàn)
        6.4.1 實(shí)驗(yàn)條件
        6.4.2 準(zhǔn)純水與模擬海水介質(zhì)中目標(biāo)回波特性測試實(shí)驗(yàn)
        6.4.3 原理樣機(jī)在準(zhǔn)純水與模擬海水中性能測試實(shí)驗(yàn)
    6.5 原理樣機(jī)開闊自然水域?qū)嶒?yàn)
        6.5.1 二類水體環(huán)境實(shí)驗(yàn)
        6.5.2 四類水體環(huán)境實(shí)驗(yàn)
    6.6 本章小節(jié)
7 總結(jié)及展望
    7.1 全文的工作總結(jié)
    7.2 本文的創(chuàng)新點(diǎn)
    7.3 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]光在大氣和海水信道的傳輸性能研究[D]. 詹恩奇.華中科技大學(xué) 2007

碩士論文
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[2]周視激光動態(tài)探測系統(tǒng)[D]. 顧斌.南京理工大學(xué) 2010
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[4]空中目標(biāo)近距動態(tài)探測周視光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 常嶸.南京理工大學(xué) 2008
[5]魚雷主動電磁引信數(shù)字化實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D]. 倪輝.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007
[6]基于DSP的激光近炸引信信號處理技術(shù)[D]. 孫傳鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[7]半導(dǎo)體激光測距接收系統(tǒng)研究[D]. 呂曉玲.長春理工大學(xué) 2006
[8]機(jī)載海洋激光雷達(dá)監(jiān)測赤潮研究[D]. 陳慧.華中科技大學(xué) 2006
[9]近程目標(biāo)探測與方位估計(jì)及硬件實(shí)現(xiàn)[D]. 許鵬.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[10]空地導(dǎo)彈激光近炸引信技術(shù)研究[D]. 李彥.南京理工大學(xué) 2004



本文編號：3679046