兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (12): 4597-4611.doi: 10.12382/bgxb.2023.1002
收稿日期:
2023-10-12
上线日期:
2024-02-26
通讯作者:
基金资助:
TAN Yuran, ZHA Bingting*(), ZHENG Zhen, ZHANG He, HE Rui
Received:
2023-10-12
Online:
2024-02-26
摘要:
针对激光引信作用时易受箔条云的影响,但箔条云对激光干扰特性研究尚不充分的问题,建立一种箔条云环境中的激光传输特性模型。建立无/有风条件下的箔条云扩散模型,得到不同环境下箔条云稳定阶段的扩散模型,确定了无/有风情况下的箔条云主干扰云团干扰作用的相似性;基于菲涅尔原理,研究单根箔条不同形态下的散射特性;对箔条云进行分割,采用连续场蒙特卡洛辐射传递模型,建立激光在箔条云环境中的传输模型,得到不同中心浓度箔条云环境中无/有目标时激光回波模型。将此模型与实测数据进行对比,验证模型的正确性。研究结果表明,箔条云干扰回波具有脉宽窄、峰值高等特点,且箔条云干扰回波的连续次数与箔条云浓度呈正相关关系,所提模型可为激光引信抗箔条云干扰研究提供支持。
中图分类号:
谭钰然, 查冰婷, 郑震, 张合, 何芮. 激光在箔条云环境中的传输特性模拟[J]. 兵工学报, 2024, 45(12): 4597-4611.
TAN Yuran, ZHA Bingting, ZHENG Zhen, ZHANG He, HE Rui. Simulation on Transmission Characteristics of Laser in Chaff Cloud Environment[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(12): 4597-4611.
物理变量 | 数值 |
---|---|
空气折射率n1 | 1 |
箔条折射率n2 | 2.0522 |
θi/(°) | (0,90) |
表1 箔条基本特征及环境信息
Table 1 Chaff basic characteristics and environmental information
物理变量 | 数值 |
---|---|
空气折射率n1 | 1 |
箔条折射率n2 | 2.0522 |
θi/(°) | (0,90) |
序号 | 箔条弹 发数 | 中心浓度/ (g·m-3) | 是否误 发火 |
---|---|---|---|
1 | 1 | 11.81 | 否 |
2 | 2 | 23.62 | 否 |
3 | 3 | 35.43 | 是 |
表2 箔条弹试验结果
Table 2 Preliminary chaff bomb test results
序号 | 箔条弹 发数 | 中心浓度/ (g·m-3) | 是否误 发火 |
---|---|---|---|
1 | 1 | 11.81 | 否 |
2 | 2 | 23.62 | 否 |
3 | 3 | 35.43 | 是 |
仿真参数 | 数值 |
---|---|
光子数 | 10000 |
发射半角φt/mrad | 5 |
接收视场半角φr/mrad | 87 |
接收半径rr/mm | 14 |
收发间距d0/mm | 58 |
采样时间/ns | 0.5 |
发射脉宽/ns | 10 |
衰减系数/m-1 | 0.031 |
散射系数/m-1 | 0.032 |
中心浓度/(g·m-3) | 35.43 |
表3 仿真参数设置
Table 3 Simulation parameter Settings
仿真参数 | 数值 |
---|---|
光子数 | 10000 |
发射半角φt/mrad | 5 |
接收视场半角φr/mrad | 87 |
接收半径rr/mm | 14 |
收发间距d0/mm | 58 |
采样时间/ns | 0.5 |
发射脉宽/ns | 10 |
衰减系数/m-1 | 0.031 |
散射系数/m-1 | 0.032 |
中心浓度/(g·m-3) | 35.43 |
序号 | 浓度/ (g·m-3) | 信号采集 时间/ms | 是否有 箔条回波 | 有效回 波数量 | 回波幅值 均值/V |
---|---|---|---|---|---|
1 | 11.81 | 50 | 无 | 0 | |
2 | 11.81 | 50 | 无 | 0 | |
3 | 23.62 | 50 | 无 | 0 | |
4 | 23.62 | 50 | 无 | 0 | |
5 | 35.43 | 50 | 有 | 13 | 4.36 |
6 | 35.43 | 50 | 有 | 15 | 4.43 |
表4 实测结果
Table 4 Experimental result
序号 | 浓度/ (g·m-3) | 信号采集 时间/ms | 是否有 箔条回波 | 有效回 波数量 | 回波幅值 均值/V |
---|---|---|---|---|---|
1 | 11.81 | 50 | 无 | 0 | |
2 | 11.81 | 50 | 无 | 0 | |
3 | 23.62 | 50 | 无 | 0 | |
4 | 23.62 | 50 | 无 | 0 | |
5 | 35.43 | 50 | 有 | 13 | 4.36 |
6 | 35.43 | 50 | 有 | 15 | 4.43 |
[1] |
查冰婷, 王德利, 张乐琪, 等. 激光引信复合时刻鉴别法的漂移误差补偿[J]. 中国激光, 2018, 45(10):159-164.
|
|
|
[2] |
郑震, 查冰婷, 张合. 基于DHGF算法的激光线扫描成像引信目标识别方法[J]. 中国激光, 2018, 45(7):141-148.
|
|
|
[3] |
徐陈又诗, 张合, 查冰婷, 等. 有限空间的尘浓度分布规律数值模拟研究[J]. 兵工学报, 2020, 41(3):618-624.
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.03.023 |
doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2020.03.023 |
|
[4] |
马立云, 王玉明, 陈亚洲. 连续波对激光雷达的电磁干扰效应[J]. 强激光与粒子束, 2021, 33(12):86-91.
|
|
|
[5] |
徐光博, 查冰婷, 郑震, 等. 小开口级联同步扫描水下激光引信设计与建模[J]. 兵工学报, 2022, 43(12):3162-3171.
|
doi: 10.12382/bgxb.2021.0711 |
|
[6] |
唐毓燕, 杜嘉聪. 毫米波箔条弹的快速散开及其时频特性[J]. 桂林电子工业学院学报, 1999, 19(4):1-6.
|
|
|
[7] |
陈静. 雷达箔条干扰原理[M]. 北京: 国防工业出版社, 2007.
|
|
|
[8] |
张军, 孙晓泉, 陈修桥, 等. 激光箔条的角散射数值模拟[J]. 激光技术, 2005, 29(2):210-212.
|
|
|
[9] |
李本朋. 国外机载箔条干扰技术的发展[J]. 机械管理开发, 2018, 33(2): 56-58.
|
|
|
[10] |
汤永涛, 王国恩, 林鸿生. 激光制导技术的发展应用及干扰技术研究[J]. 制导与引信, 2021, 42(3): 18-22.
|
|
|
[11] |
袁新波. 一种无源干扰技术[J]. 兵器装备工程学报, 2017, 38(12):155-158.
|
|
|
[12] |
|
[13] |
何璐. 箔条云空中运动及电磁散射建模与仿真[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2018.
|
|
|
[14] |
陈超. 箔条云团运动扩散与电磁散射特性研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2021.
|
|
|
[15] |
|
[16] |
|
[17] |
姚月松, 马东辉, 樊祥. 一种激光箔片的反射率测试与应用分析[J]. 红外, 2007, 28(6): 25-28.
|
|
|
[18] |
汤永涛, 王国恩, 林鸿生. 激光制导技术的发展应用及干扰技术研究[J]. 制导与引信, 2021, 42(3):18-22.
|
|
|
[19] |
车进喜, 李钟敏, 杨宝庆. 激光箔条云对激光导引头的干扰效果研究[J]. 光学与光电技术, 2012, 10(4):53-56.
|
|
|
[20] |
杨希伟, 汪作来, 孙晓泉. 舰船防护用激光诱饵的设计分析[J]. 光电技术应用, 2005, 20(6):20-23.
|
|
|
[21] |
|
[22] |
陈静. 雷诺(Reynolds)数及其应用[J]. 光电对抗与无源干扰, 1996(3):16-18.
|
|
|
[23] |
|
[24] |
徐孝彬, 张合, 张祥金, 等. 脉冲激光探测平面目标特性对测距分布的影响[J]. 物理学报, 2016, 65(21):84-93.
|
|
|
[25] |
王哲. 箔条干扰的微动特性及识别技术研究[D]. 绵阳: 中国工程物理研究院, 2019.
|
|
|
[26] |
姚启钧. 光学教程[M]. 第3版. 北京: 高等教育出版社, 2002: 30-32.
|
|
|
[27] |
李红霞. 烟尘环境对脉冲激光引信的干扰特性研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2021.
|
|
|
[28] |
中国民航大学. 一种外混合气溶胶光散射特性的计算方法:CN108763672B[P]. 2018-11-06.
|
Civil Aviation University of China. A method for calculating light scattering characteristics of external mixed aerosols: CN108763672B[P]. 2018-11-06. (in Chinese)
|
[1] | 王等旺, 徐海斌, 马泽龙, 徐畅, 刘小东, 张云峰, 赵奇峰. 脉冲激光起爆光敏炸药特性[J]. 兵工学报, 2023, 44(5): 1350-1357. |
[2] | 陈杉杉, 张合, 徐孝彬. 脉冲激光引信探测平面目标的回波特性研究[J]. 兵工学报, 2018, 39(6): 1095-1102. |
[3] | 陆益敏, 黄国俊, 郭延龙, 丁方正, 陈霞, 韦尚方, 米朝伟. 激光沉积大面积均匀类金刚石膜的设计改进及实验[J]. 兵工学报, 2017, 38(3): 555-560. |
[4] | 吕维, 王志杰,李建辰, 王明洲, 胡桥, 杨宝民. 修正空时自适应处理在水下自导系统中的应用[J]. 兵工学报, 2012, 33(8): 944-950. |
[5] | 辛德胜, 张剑家, 程勇杰. 大功率窄脉冲半导体激光光源等效电路参数研究[J]. 兵工学报, 2012, 33(12): 1485-1492. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||