飞机激光雷达散射截面测量技术研究

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1、数字技术应用研究与应用飞机激光雷达散射截面测量技术研究辛欣张晓娜周娜(中国飞行试验研究院陕西西安710089)摘要:激光雷达散射截面(LRCS)对目标探测、识别和伪装等具有重要的意义。本文依据激光雷达散射截面(LRCS)测量原理,结合飞机外形特征和测试需求,设计了一套新的测试系统,提出了一种新的测量方法及数据处理方法。通过对某型飞机的实际测量,结果表明本文提出的新的测量方法和数据补偿方法对飞机的激光雷达散射界面具有很好的测量效果,为后续的外场目标LRCS测量提供了新的方法和思路。关键词:激光雷达散射界面伪装测量精度补偿中图分类号:TN953文献标识码

2、:A文章编号:1007-9416(2013)04-0102-02激光雷达散射截面(LRCS)是目标激光散射特性的一个重要参2测试系统及测试流程数,它能够全面反映激光波长、目标材料及粗糙度、目标几何结构形2.1测试系统状等各种因素对目标激光散射特性的影响。研究LRCS测量对目标激光测量系统一般由激光发射系统、散射光探测系统以及测量特征提取、目标识别、激光雷达作用距离估算,以及建立目标激光雷控制与信息采集处理系统组成。通过探测来自目标散射的激光功达散射特性数据库等具有重要意义[1]。对外场目标的LRCS测量通率,获得目标的有关特征信息。测试系统的结构框图

3、如图1所示。常采用比对测量法,而目前还较难客观准确的检测这种方法的本实验采用比对法测试飞机的LRCS,首先在目标位置处放置LRCS测量精度。本文在LRCS测量原理及方法、影响LRCS测量精一块标准板,标准板的中心高度与飞机机头的高度一致,测量“标准度的主要因素、后续数据处理分析的基础上,针对飞机的外形特征,板”的回波光功率,接着再测量目标的回波光功率,然后计算出目标提出了一种对发射激光束整形的方法,并提出对不规则目标的的实际LRCS。使用的“标准板”是一块2.4m×1.8m的漫反射屏,没LRCS参数测量数据进行补偿。有标定它的LRCS值,因此测量所得

4、结果是相对于这块“标准板”的1LRCS测量原理与方法相对LRCS。依据LRCS测量原理,比对测量需要保证相同的入射和探测条本测试采用比较测量法[2],利用已知激光雷达散射截面的标准件,其中包括相同的激光束散角。在大多数目标LRCS的实际测量板作为参考与目标进行激光散射截面的比较测量。首先,将激光测中,待测目标与标准板尺寸并不相同。当测量尺寸较小的标准板时,量装置对准标准板,测得标准板的激光散射信号电压幅值。然d由于照射光斑面积较大,光束不仅完全覆盖了标准板,而且还照射后,保持相同的条件,用被测目标代替标准板,测得目标反射电压信到标准板周围的背景上,

5、经散射后进入探测系统,造成对标准板散号幅值,由式(1)计算目标激光散射截面。s[3]射回波信号的干扰。本文进行的试验是在平坦、开阔、无遮挡物的Us(1)sUd机场进行的,场区中无激光干扰物。这种情况下影响LRCS测量结果d其中:的因素主要来自于目标附近的地面发射、散射及测量背景和系统噪——被测目标激光散射截面,单位m2;U——被测目标激声的变化。ss光散射强度电压信号V;为了消除地面反射、散射造成的误差,减少二次散射,提高了激U——标准板激光散射强度电压信号V;——标准板激光光器光源的利用率,使激光器发出的光束尽可能多的照射到飞机dd散射

6、截面,单位m2。上,对光束进行修形。测量参数主要包括:被测目标激光散射强度电压信号、标准板2.2测试流程的激光散射强度电压信号和标准板的激光散射截面测量,以及其它首先选定试验作业区域(要求开阔、无遮挡),标定区域中心位辅助测量参数,如大气条件、飞机状态等。依据目标激光雷达截面测置,并以目标中心和测量系统连线为基准。测量时以机头对准发射试的要求,并结合现有条件,将飞机停放在机场跑道,在设计好的位系统为0°,顺时针旋转飞机至机尾对准测量系统时为180°。在中心置安装激光测量系统。在测量过程中,通过改变飞机的方位角,测量位置放置标准板,并使其法线在0°方向

7、,测量回波信号。将飞机拖至飞机后向散射光能量。中心位置分别在各方位角测量回波信号。试验步骤和过程如下:(1)按规定准备好测量设备;(2)探测系统对准目标方向,测量背景信号,并记录;(3)在目标位置放置标准板,使标准板的法线指向发射测量系统方向;(4)调整发射激光束偏转镜,使得绿色指示器光斑落在标准板中心;(5)调整接收探测系统方位,使其指示光斑指向标准板中心;(6)记录标准板回波信号电压Vd;图1测试系统结构框图作者简介:辛欣(1980-),男,江苏沛县人,工程师,主要研究方向:目标特性技术研究。102数字技术应用研究与应用(7)撤离标准板,拖飞机至

8、预定地点,摆好方位;而高斯光斑照射的功率为:(8)调整发射系统激光束偏转镜,使绿色指示光斑落在飞机投d2x