水下激光探测系统实现关键技术
2021-02-25邱宏安韩子舒
科学技术与工程 2021年1期
李 攀,邱宏安,韩子舒,苗 峰
(西北工业大学航海学院,西安 710072)
近年来,各国军备竞赛的主战场已从陆地延展到了海洋,随着中国海洋活动的日益频繁和领海防护意识的逐渐增强,对海洋进行科学、全面的认知与探索是提升中国领海安全、提高海洋资源利用效率的当务之急。目前的水下探测技术主要为声呐探测,然而由于声呐存在一定的发散角,会干扰到探测目标,当探测目标的目标强度不足时,声呐很难探测到目标;因此声呐探测技术仅适用于深海地区,而在浅海领域的应用性不强。相比于声波,激光探测具有亮度高、脉冲较短、准直度较高等优点,这些优点可以有效弥补声呐探测技术的不足,使探测测距更高、定位和成像更精准。因此,水下探测技术和相关理论正受到中外学者广泛的关注。目前很多文献都采用的是指数衰减模型来表示水下光波传输过程,而且一般忽略漫射和光波极性的影响[1]。在该模型中,光在水下传输主要水分子和溶解粒子的吸收和散射影响,其光强可通过Beer 定理来计算。但采用Beer定理和衰减系数公式的缺点在于未考虑到接收机端的散射、系统的几何散射以及发射器和接收器的参数等因素。Gabriel等在文献[2-3]中分别研究了在水下光通信链路中,发射器和接收器完全对准和存在倾角情况下的信道模型,但其主要研究了清澈海水环境下影响信道特性的因素。Cochenour等[4]针对水下激光通信系统中的前向散射干扰这一问题,提出一种测量信道频率响应的灵敏度高、动态范围大的试验测量方法。……
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