激光引信近场目标散射特性研究

摘要

激光近炸引信是利用激光束来照射目标，然后通过对目标表面散射的回波信号的分析来决定战斗部最佳起爆时刻，从而实现对导弹战斗部的精确炸点控制。因此，目标近场散射特性的研究对激光近炸引信的应用有着重要的意义。本文以对空导弹武器系统为背景，研究了引信目标交会过程中目标的近场散射特性计算、回波信号的处理与识别、启动特性分析等问题。论文的主要工作如下:
　　(1)通过对目标模型导出的3DS文件数据的读取，再结合反映模型各部件对应材料属性的INI格式文件，完成了目标表面几何参数与材质参数的统一描述，并通过OpenGL技术实现了引信目标交会过程的可视化。
　　(2)建立了多通道周视激光引信探测仿真模型，在引信目标交会过程中首先根据交会条件得到目标在弹体坐标系内的运动轨迹，再以此为基础，通过光路交叉探测原理和遮挡消隐算法，最终判断出目标表面同时被照射和探测到的所有有效面元。
　　(3)基于双向反射分布函数(BRDF)统计模型，研究了激光雷达散射截面(LRCS)、回波功率、回波展宽、回波脉冲数等参数的计算模型，开发了激光引信回波信号仿真软件。
　　(4)研究了回波信号处理与目标识别算法，基于目标识别结果完成了激光引信启动特性统计仿真，开发了激光引信信号处理与启动特性仿真分析软件。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 LRCS实验测量现状

1．2．2 LRCS理论建模现状

1．2．3 激光引信启动特性分析现状

1．3 论文主要内容

2 用于散射特性计算的目标建模

2．1 目标表面建模方法简介

2．2 参数法目标表面建模

2．3 面元法目标表面建模

2．3．1 面元划分原则

2．3．2 3DS文件格式说明

2．3．3 软件实现面元数据的提取

2．4 本章小结

3 激光引信目标探测仿真

3．1 激光引信探测系统

3．1．1 激光引信工作原理

3．1．2 周视激光引信探测原理

3．2 周视激光引信探测仿真模型

3．2．1 探测模型的相关输入参数设计

3．2．2 坐标系变换

3．2．3 目标的遮挡消隐算法

3．2．4 目标显示

3．2．5 软件流程

3．3 仿真结果及分析

3．4 本章小结

4 目标激光散射特性建模

4．1 目标激光散射特性概述

4．2 激光雷达散射截面建模

4．2．1 LRCS理论定义

4．2．2 单位面积LRCS与BRDF的关系

4．3 目标散射功率建模

4．3．1 波束模型

4．3．2 面元散射功率

4．4 目标总的LRCS／回波功率与面元LRCS／回波功率的关系

4．5 目标激光散射特性建模软件实现

4．5．1 仿真软件功能模块分析与界面设计

4．5．2 目标激光散射特性仿真计算流程

4．6 目标LRCS／回波功率仿真结果与分析

4．7 延时与脉宽仿真结果与分析

4．8 本章小结

5 激光引信信号处理与目标识别

5．1 激光引信抗云烟干扰技术概述

5．1．1 自动增益控制技术

5．1．2 脉冲宽度测量技术

5．1．3 脉冲计数技术

5．2 目标识别的软件实现

5．3 回波脉冲数仿真结果分析

5．4 本章小结

6 激光引信启动特性仿真分析

6．1 激光引信启动特性建模

6．2 激光引信启动特性参数计算

6．3 仿真计算软件设计

6．3．1 仿真软件功能模块分析与界面设计

6．3．2 激光引信启动特性仿真流程

6．3．3 基于软件仿真的启动特性分析

6．4 本章小结

结束语

致谢

参考文献