雾天环境下激光传输的衰减特性研究
1.06μm激光在对流层传输中的衰减预测
第29卷第2期长春理工大学学报Vol .29No .22006年6月JournaI of Changchun University of Science and TechnoIogyJun.2006收稿日期：2006-02-15作者简介：甘新基（1969-），男，广东高要县人，博士研究生，主要从事光电对抗系统理论设计研究，E -maiI ：g.xj@1.06!m 激光在对流层传输中的衰减预测甘新基1，2，郭劲1，王兵1，付有余1（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033；2.中国科学院研究生院，北京 100039）摘 要：激光在大气中的传输特性是研究激光探测设备中光电系统设计的一个关键问题。
本文分析了对流层中影响激光传输的各种因素，给出了在晴朗、雾、霾、雨、雪等各种天气状况下1.06!m 激光在大气传输中的衰减预测算法及数值，对1.06!m 的激光通信、激光雷达和激光制导等红外激光系统的设计有一定的参考价值。
关键词：激光传输；对流层；衰减中图分类号：O 432.1 文献标识码：A文章编号：1672-9870（2006）02-0008-03Attenuation Prediction for 1.06!m laser propagation in the troposphereGAN Xinji 1，2，GUO Jin 1，WANG Bing 1，FU Youyu 1（1.Changchun Institute of Optics ，Fine Mechanics and Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Changchun 130033；2.Graduate School of Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100039）Abstract ：The characteristic of Iaser propagation in the atmosphere is a key issue whiIe designing photo-eIectric sensor of Iaser detector.This paper anaIyses various of factors which infIuence the propagation of Iaser ，and the formuIas and vaIues of attenuation prediction for different weathers such as cIearness ，fog ，haze ，rain and snow etc.are proposed.These are heIpfuI for designing 1.06!m infrared Iaser systemsof Iaser communication ，Iidar and Iaser -guided devices.Key words ：Iaser propagation ；troposphere ；attenuation 激光在大气中的传输特性是影响激光探测传感器设计的关键问题之一。
激光在大气中的传输特性研究及仿真
激光在大气中的传输特性研究及仿真吕宏飞，田爱玲，韩峰、王红军、刘丙才（西安工业大学光电工程学院，西安710032）摘要：激光在大气中传输受到各种因素的影响。
本文以脉冲激光测距设计的实际需要为出发点，从大气的组成入手，对激光在大气中传输的理论特性进行研究，并建立激光大气传输系统的传递函数模型。
而激光在大气中的衰减主要受到大气分子的吸收、大气中微粒的散射和大气的折射影响。
针对以上几个因素的影响，本文在选择波长的基础上，用MATBLE对激光经过大气散射后的透射率进行仿真，并对仿真结果和实际测量结果进行分析。
通过数据计算和MATBLE 的仿真可以证明，在传输距离相同的条件下，波长越长，分子的散射越弱；波长越短，其散射越明显。
关键词：激光测距，大气传输，吸收，散射中图分类号：TN241文献标志码：AStudy and Simulation of the Transmission characteristics of laser propagation in the atmosphere（Lv Hongfei Tian Ailing HanFeng Wang Hongjun Liu Bingcai）（Xi’an Technological University）Abstract: Laser propagation in atmosphere under the influence of various factors. The pulse laser rangefinder design practical needs as the starting point, from the start with the composition of the atmosphere, the theory of laser propagation in the atmosphere were studied, and the establishment of atmospheric laser communication system transfer function model.While the laser beam in the atmosphere attenuation by atmospheric molecular charge, atmospheric particulate backscattering and atmospheric refraction effects. In view of the above the influence of several factors, the selection based on wavelength, MATBLE on laser atmospheric scattering transmissivity are simulated, and the simulation results and actual measurement result analysis.Through the data calculation and MATBLE simulation can be proved, the transmission distance under the same conditions, the longer wavelengths, molecular scattering is weak; the shorter wavelength, scattering more obvious.Key Words:Laser ranging; Atmospheric transmission; Absorption; Scattering引言鉴于探测信号和不同波长的激光等在大气中传输，因多种因素引起的能量衰减，影响了脉冲激光测距的性能。
激光致盲武器雨雾条件下传输机理研究
激光致盲武器雨雾条件下传输机理研究王浩;姚跃;吴桂勇;孟祥瑞【摘要】Combat effect of non lethal laser blinding weapons is poor in inclement weather,especially in rain and fog, and it can not achieve the desired operation effect. Therefore,a laser automatic regulating system must be developed, and the key part of the effort is to study the transmission mechanism of the laser in the rain and fog. Based on the Mie scattering theory,laser attenuations is studied under three conditions in the rain,fog,rain and fog,and the relationship between laser transmittance and the rainfall,the fog concentration and the transmission distance. The Matlab simula-tion results show that the laser transmittance decreases with the increase of rainfall,the fog concentration and the transmission distance,and the attenuation is serious.%非致命激光致盲武器在恶劣天气尤其是雨雾天气下使用时,打击效果较差,不能达到预期的致盲效果.因此,必须研究一种激光自动调节系统,而设计这个系统最关键的问题就是研究激光在雨雾条件下的传输机理,所以本文基于Mie散射理论分别研究了激光在雨中、雾中以及雨雾共存三种条件下的衰减情况,得到激光透过率与降雨量、雾浓度以及传输距离之间的关系.对其进行Matlab仿真,结果表明激光透过率随着降雨量的增大、雾浓度以及传输距离的增加而减小,且衰减明显.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2018(048)006【总页数】5页(P697-701)【关键词】非致命激光武器;雨雾天气;衰减机理【作者】王浩;姚跃;吴桂勇;孟祥瑞【作者单位】武警警官学院信息通信系,四川成都610213;武警警官学院8大队,四川成都610213;武警警官学院8大队,四川成都610213;武警警官学院8大队,四川成都610213【正文语种】中文【中图分类】TJ2491 引言低功率非致命激光武器具有方向性好、能量集中以及作战灵活的特点,在处置突发事件中得到了广泛的认可。
雾对“日盲”紫外光传输的影响分析
学 术论 文
—圆匝匝显Ｅ曩田囊
。
平流雾 ：
， ＝１０ ９× ｌ ２ ｆ ．５ ０ Ｆ ２
上 海 计量 测试
散 叠 射 率 子： 射 数散 效 因 ）
＝
雾滴粒子半径以微米表示的雾滴尺寸分布：
砉 ２ １Ｉ） １ ∑（ ２￣ ） ＋ｌ ｂ （
衰减系数 （ 衰减效率 因子 ） ：
技 术 ，它兼 光无线 通信 的优点 之外还 具有非 视线 视线方式 的弱点 。
传输 的能 力 ，因而 得到 了研究人 员 的青 睐。但是 ２ Ｍｉ 米 氏 ） ｅ（ 理论简介 天 气 因素 对无 线 激光 通信 具 有 不 同程 度 的影 响 。 １０ 年 ，米 氏应用 电磁场 理论 ，求解均匀 介 ９８ 雾是 一种 常见 的 自然天 气现象 ，由于雾 滴 的散射 质 中任意 尺寸 、任 意成分 的均匀球 体 对入射单 色 和 吸收作用 ，会使 光的传输 产生 衰减 ，这就 限制 平 面波 的散 射 ，得 到 了严 格 的 解析解 ＿ ２ ］ 。Ｍｉ 散 ｅ 了光通信的传输距 离 。 １ 紫外光散射的传输特 性 射解 不仅适 用于单 个球体 的散 射 ，而且适 用于 多 个 球体 的散射 问题 。只要 多个 球体具 有相 同直径
当虚部不为零 时 ，表示粒子有 吸收 。
１ ／ （ ｄ ３ ． Ｑ ｒ ＂ 兀 ＝Ｉ ）
衰减率 ，Ｑ为衰减效率因子 。
ｌ ｚ （ １ １ｚ ｒ （＝ ） （（ 、 ）一／ ／） Ｉ ， ，２ ２ ＋）
衰减 系数 表示光 每经过单位距 离 的介 质的
ｅｌ
（ ∞
ｃ一 （ｏ ｘ ０ ）
， ｌｅ （ Ｉ ） ＝ ｏ ｐ［ ｄ ］ ｘ 一 ｏ １
HFDF激光传输的大气衰减特性
第15卷 第1期强激光与粒子束Vol.15,No.1 2003年1月HIGH POWER LASER AND PAR TICL E B EAMS Jan.,2003 文章编号: 100124322(2003)0120017204HF/DF 激光传输的大气衰减特性Ξ曹百灵, 邬承就, 饶瑞中, 魏合理, 袁怿谦, 龚知本(中国科学院安徽光学精密机械研究所,国家863计划大气光学重点实验室,安徽合肥,230031) 摘 要: 大气中的水汽对DF 激光主要强线的吸收相对较小,而HF 激光的大多数谱线受水汽和CO 2分子等的吸收较大。
利用较新的HITRAN96数据库和我国不同地区的气象资料,采用逐线积分法计算了HF/DF 激光的大气衰减情况。
所选的谱线中,在合肥地区(年平均),HF 的水汽吸收系数最大值可达到10km -1的数量级,二氧化碳吸收系数最大可达10-4～10-3km -1量级,P 2(8)线吸收最弱;DF 激光水汽吸收系数最大值可达到10-1km -1,比HF 低2个量级,且随高度衰减很快,10km 处就到10-5～10-4km -1量级,P 2(8)线吸收最弱。
在我国,由南向北,由夏季到冬季,水汽浓度减少,大气对HF/DF 激光的吸收率也相应地递减。
关键词: HF/DF 激光; 激光大气传输; 吸收系数; 吸收率 中图分类号: O433.1 文献标识码: A HF/DF 激光的出现和研究开始于60年代,在化学激光的研究领域中占有极为重要的地位,后来逐渐发展成重要的高功率化学激光器。
已有许多工作者对HF/DF 激光各谱线的大气气体分子吸收及衰减情况作了理论计算[1～4]和实验测量[4～6],但这些理论计算大都是在模式大气[3]条件下。
我们利用国内一些地区的气象资料,对HF/DF 激光一些主要谱线的大气吸收和衰减情况作了计算,进行了比较和分析。
1 HF/DF 激光的光谱分布 HF/DF 化学激光器属于双原子分子振动跃迁激光器。
油雾扩散过程中浓度对偏振激光传输特性的影响
油雾扩散过程中浓度对偏振激光传输特性的影响孙晨;赵义武;安衷德;付强;战俊彤;段锦【摘要】针对大气环境中粒子浓度对激光传输过程的影响问题,以油雾粒子为研究对象,利用油雾粒子在扩散过程中产生的非均匀环境,进行了偏振激光传输的半实物仿真实验.实验采用532 nm激光器,分别研究了水平线偏振光、45°线偏振光以及左旋圆偏振光在油雾扩散过程中偏振态的变化情况.利用粒度仪对扩散环境进行了量化标定.实验结果表明:在油雾扩散过程中,浓度越高,偏振度变化的随机性越大,圆偏振光的保偏性优于线偏振光.在相同浓度下,0°线偏振光对偏振态的保持性要优于45°线偏振光.在浓度极高的情况下,体积浓度为2 m g/L及其以上时,线偏振光与圆偏振光的保持性趋向一致.%Aiming at the influence of particle concentration on the laser transmission process in the atmospheric environment ,taking the oil mist particles as the research object ,the semi-phys-ical simulation experiment of polarization laser transmission was carried out by using the inho-mogeneous environment generated by the oil mist particles during the diffusion process .In the experiment ,532 nm lasers were used to study the polarization state variation of horizontal line-arly polarized light ,45° linearly polarized light and left circularly polarized light during oil mist diffusion .The diffusion environment was quantitatively calibrated using the particle size analy-zer .The experimental results show that the higher the concentration is ,the greater the random-ness of the change of polarization ,and the polarization-maintaining ability of the circularly polarized light is better than that of the linearly polarized light .At the same concentration ,the polarization-main-taining ability of 0° linearlypolarized light is better than 45 ° linearly polarized light .In the case of ex-tremely high concentrations ,when the volume concentration is 2 mg/L or above ,the linearly polarized light tends to coincide with the retention of circularly polarized light .【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2017(038)006【总页数】6页(P1012-1017)【关键词】激光传输特性;非均匀油雾环境;浓度;偏振态【作者】孙晨;赵义武;安衷德;付强;战俊彤;段锦【作者单位】长春理工大学电子信息工程学院 ,吉林长春130022;长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室 ,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院 ,吉林长春130022;长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室 ,吉林长春130022;长春理工大学空地激光通信国防重点学科实验室 ,吉林长春130022;长春理工大学电子信息工程学院 ,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN206;O439偏振是光的一种基本属性，具有自然的物理特性[1]，物体发射和反射的偏振光携带着大量的信息，偏振度反映物体表面材质的不同，偏振角反映了物体不同的表面取向[2]。
激光大气传输衰减的估算方法
激光大气传输衰减的估算方法电子信患对抗技术?第25卷2010年7月第4期贾建周,宋德安,贾仁耀,司贵生激光大气传输衰减的估算方法73中图分类号:TN241;0436.2文献标志码:A文章编号:1674—2230(2010)04—0073—04激光大气传输衰减的估算方法贾建周,宋德安,贾仁耀,司贵生(电子工程学院,合肥230037)摘要:在对影响激光大气传输衰减的主要因素进行分析的基础上,从分子和气溶胶衰减,雾的衰减,雨的衰减和雪的衰减等方面,深入研究了1.06ttm和10.6ttm激光的大气传输衰减的估算模型,并利用Matlab仿真软件分别对其进行了比较分析;最后对激光大气传输衰减的斜程修正问题进行了论述.关键词:激光大气传输;衰减;1.06ttm激光;10.6/1m激光;斜程修正AttenuationEstimationofLaserAtmosphericTransmissionJIAJian—zhou,SONGDe-an,JIARen—yao,SIGui—sheng (ElectronicEngineeringInstitute,Hefei230037,China)Abstract:Basedontheanalysisofthemainfactorswhichinfluencetheattenuationofthelasera trno—spherictransmission,modelsoftheattenuationofatmospherictransmissionabout1.06/_tma nd10.6ktmlaserarestudiedfromtheaspectsofmoleculeandaerosol,flog,rain,andsnow.Andth eestimationmodelsaleanalyzedwiththesimulationsoftwareofMatlab.Finally,theproblemo fslant pathamendmentoftheattenuationoflaseratmospherictransmissionisdiscussed. Keywords:laseratmospherictransmission;attenuation;1.06/zmlaser;10.6ttmlaser;slantp athamendment1引言由于大气的物理性质复杂,影响激光大气传输特性的因素较多且随机性大,计算大气传输衰减的难度较大.当前有很多文献资料对激光的大气传输特性进行了分析和计算,但由于资料分散,不同文献资料的研究角度和着重点各不相同,实际应用比较困难.本文从实际应用需要出发,给出了符合基本规律,简单实用的激光大气传输衰减的估算方法.1.06/~m和10.6ttm激光传输特性优良,技术成熟可靠,已经成为目前最常见的激光工作波长,广泛应用于激光测距,激光制导,激光探测,激光通讯等诸多领域.在此重点对1.06/_tm和10.6肛m激光的衰减特性进行研究.2影响激光大气传输衰减的因素激光大气传输衰减与大气结构,传输距离,激光波长与强度等因素有关.对于特定激光系统来说,传输距离,激光的波长与强度都基本确定,衰减量的大小主要由大气结构决定.大气结构对激光传输衰减的影响可以从微观与宏观两个角度进行分析.微观因素包括大气分子吸收,大气分子散射,大气气溶胶吸收和大气气溶胶散射;宏观因素包括大气压强,温湿度,能见度和各种气象条件.从微观大气结构出发进行光谱分析和计算虽然精度高,但是计算量大,过于复杂,可实现性差.收稿日期:2009—11—17;修回日期:2010—03—05作者简介:贾建周(1983一),男,硕士研究生,主要研究方向为光电系统运用运筹分析.74贾建周,宋德安,贾仁耀,司贵生激光大气传输衰减的估算方法电子伯息对抗技术?第25卷2010年7月第4期实际应用中我们通常将微观分析与宏观气象观察相结合,以实际测量数据为基础,拟合出关系式进行计算.计算激光大气传输衰减时的主要变量包括能见度(km),降雨/雪强度J(mm/h),传输距离R(km),衰减系数()(km)或a()(dB/km),透过率T()等.能见度是反应气象光学视程的一个指标,一般规定为白天人眼能发现(目标的视在对比度为2%时)以地平线为背景且视角大于30的黑色目标的最大距离.实际运用中可以利用地图和GPS定位系统,借助典型地物估算能见度.降雨/雪强度指单位时间(h)内的降雨/雪量(ram),大致对应关系为…1:小雨0.11mm/h;中雨1—4mm/h;大雨4—16mm/h;暴雨16～lOOmm/h;大暴雨>100mm/h.在均匀大气中,透过率T(),衰减系数(),传输距离之间的关系为J:D()=I—R=exp(一()?尺)(1)式中P0,PR分别代表衰减前和衰减后的激光功率.有时也将衰减系数定义为lkm大气对光信号功率的衰减值,记为a(),它与/1()的关系为:p一口()=一101g=10—101g【exp(一()×1)】=4.343/z(A)(2)/z()的单位为km～,a()的单位为dB/km,为波长.对于特定波长的激光,可简写为a与.3激光大气传输衰减的估算3.1分子和气溶胶衰减理论和实验都表明,1.06/zm激光的大气传输衰减主要是由气溶胶的吸收和散射引起的,且气溶胶散射系数一般是气溶胶吸收系数的十倍左右.大气分子吸收和分子散射对1.06,urn激光的影响很小,在进行估算时可以忽略.1.06,urn激光的衰减系数可以用下式进行计算J:/3.912,,0.55,,八,j式中为地面的大气能见度(km);q是与有关的参数,一般情况下q取1.3,小于6kin时,可取q=0.585×.将公式(3)代入公式(1),可以得到传输距离,能见度,大气传输透过率三者之间的关系.能见度为0.5～6km和能见度为69km时,激光经过不同传输距离后透过率的Matlab仿真结果如图1所示.o霾:薹:誊:褥蝌窖簿啦|苷(a)能见度为0.5～6km(b)能见厦为6～9km图11.06/.tin激光的大气传输透过率从图1(a)可以看出,当能见度和传输距离都不大时,1.06t~m激光传输受两者的影响都比较明显.对比图1(b)分析可知,当能见度较大时(>6km),激光大气传输的透过率主要受传输距离的影响.因此,在大气条件较好时,能见度估测误差对激光大气传输衰减的计算影响不明显,用公式(3)估算1.06,urn波长激光的衰减有足够的精度.10.6,urn激光受大气中H2O,Co2,02等分子吸收衰减影响比较大J,计算衰减系数的过程中需要考虑温度,压强,分子浓度等因素对分子吸收的影响,因而公式比较复杂.大气分子散射对10.6ttm激光影响很小,在精度要求不高时可以忽略.10.6,urn激光大气传输衰减的经验公式如下[5]:432lO】00O0电子信息对抗技术?第25卷2010年7月第4期贾建周.宋德安,贾仁耀,司贵生激光大气传输衰减的估算方法75084×10-s(P+193Pw)()?+625()一+(4)式中P是总的大气压强(mbar),Pw是大气中水蒸汽部分压强(mbar),T是绝对温度(K).3.2雾的衰减除了分子和气溶胶衰减,激光有源干扰系统还有可能工作在恶劣的气象环境中,包括雾,雨, 雪等,其衰减量同样可以用经验公式进行估算.实际经验表明,公式(3)可以用于估算雾对1.O6m激光的衰减.此外,其衰减系数还可以用式(5)计算lL6J::(5)利用Matlab仿真可以发现(见图3),当>1.5km时,公式(3)与公式(5)的计算结果基本一致. 但公式(5)的计算方法简单,使用起来比较方便. 雾中10.6btm激光的衰减系数可以用式(6)计算]:/1=1./(6)3.3雨的衰减雨对激光衰减的大小与波长的关系不大,仅与降雨强度和雨滴半径分布等因素相关.由于雨滴半径分布的随机性较大,测量困难,且两者具有较强的相关性,实际应用中通常只用降雨强度', (ram/h)来估算衰减系数的大小.常见的经验公式如下[J:a'=o?29+一()(7)厶.JJ厶V.J=0.25J.?(8)图2降雨时激光衰减系数的拟合公式比较公式(7)为多项式拟合公式,公式(8)为指数拟合公式,其仿真结果如图2所示.从图中可以看出,当降雨强度小于60mm/h时,两者具有较好的一致性.但随着降雨强度的进一步增大,计算结果表现出明显的差异性.文献[1]研究指出,小雨粒子各个方向的散射光强明显大于大雨粒子. 当降雨强度增大到一定值时,小雨粒子的比例会降低,衰减系数随之减小,公式(7)与文献[1]的结论比较吻合.3.4雪的衰减雪的特征较难描述,其衰减理论尚不成熟.一般而言,在相同含水量条件下,雪的衰减比雨要大,但比雾要小.根据Mie散射理论,当散射粒子的尺寸远大于入射辐射的波长时其衰减系数与波长无关.雪片散射符合这种情况.实验研究发现,雪对激光的衰减与激光波长有一定关系,长波激光衰减要大于短波激光衰减,这个现象是由衍射效应引起.雪片散射图形中在前向有一个很窄的衍射瓣,其宽度随波长的增大而变大.在接收时较短的波长将会有较多的衍射能量进入探测器,因而出现较小的衰减.通常,雪的对1.06gm激光衰减系数的估算公式如-6J:/1:0.56(9)计算雪对10.6m激光衰减系数的常用公式如下lJ::2'(10)考虑了衍射效应后估算公式如下L6j:={exp【一o.88()】+-)×(11)式中r为雪花平均半径,为探测器半径.仿真发现,和的变化对衰减系数影响不明显,当一F =5nun,rd:2ram,=1.O6m时,其仿真曲线如图3所示.4斜程修正以上讨论的是激光在大气中水平传输的情况,实际使用中激光可能还需要对空传输.由于不同高度的压强,温度,大气分子结构各不相同, 因此大气传输衰减系数和折射率也有差异.此76贾建周,宋德安,贾仁耀,司贵生激光大气传输衰减的估算方法电子信息对抗技术?第25卷2010年7月第4期时,需要考虑进行斜程修正.图31.06pm激光在不同环境下的衰减系数1.06,urn激光斜程传输时可以用式(12)计算其透射率【7]:T=exp{一see0?(/If)?[1一exp(一0.835H)】) (12)式中0为天顶角(激光入射线与地面法线之间的夹角,单位为lad),日为传输高度(km),K为区域常数(乡村取2.828;城市取3.132;海洋取4.543; 沙漠取2.496).图4,图5,图6从不同的角度给出了其仿真图像.能见度/km图4不同环境下透过率与能见度的关系图4在天顶角为60.,传输高度为5kin的条件下对不同环境下激光透过率与能见度的关系进行了仿真.可以看出,1.06,u.m激光在沙漠地区的透过率最好,而在海洋的透过率相对较差,乡村的透过率优于城市.由于1.06,urn激光受大气分子衰减影响较小,以上差别主要是由气溶胶衰减不同引起的.从图5可以看出,当目标高度大于5km时,透过率受目标高度的影响比较小,从图6也可以得到相同的结论.仿真结果符合激光对空传输规律引,说明公式(12)具有较好的适应性和可信度. 篓.墨.蒸..图5透过率与能见度,目标高度的关系甜O.8霎曩.一40.2Ol5图6透过率与天顶角,目标高度的关系图6反映了天顶角对大气传输透过率的影响.从图中可以看出,当天顶角较小时,激光几乎是垂直穿人大气层,此时到达指定高度的距离最近,透过率最大;随着天顶角的增大,激光斜程增大,透过率不断降低.10.6/,tm激光斜程传输时的衰减量目前还没有成熟的公式直接进行计算,但可以分别计算CO2和H20衰减的等效水平路程.其公式为J:.=【l—exp(一…s0?.)】(13)式中.和分别代表实际传播距离与等效传播距离,日为传输高度,0为天顶角.为常数(H20衰减取O.0654;CO2衰减取0.19).公式(12)和(13)都没有考虑复杂的天气环境.雾的厚度一般小于200m,积雨云的高度约4～5kin,当传输高度日较大时,应该分段进行计算.(下转第81页)电子信息对抗技术?第25卷2010年7月第4期王剑峰,孙晶华基于dsPIC和FPGA的可控线性调频信号源设计8l 元件的引脚长度,以减小元件分布电感的影响. (4)在VDD及VCC电源端应尽可能靠近器件接人滤波电容,以缩短开关电流的流通途径,如用10p.~,铝电解电容和0.Ip.F电容并联接在电源脚上.对于高速数字Ic的电源端可以用钽电解电容代替铝电解电容,因为钽电解电容的对'地阻抗要比铝电解电容小得多.5结束语文章提出了一种可对信号的起止和幅度进行控制的新型线性调频信号源.为确保电路性能,在实际制板时采用多层板结构并精心设计了微带线.通过仿真和实验结果的验证,充分证明了设计的可行性.对实际应用而言,预失真(灵活的幅相补偿)无疑是一项至关重要的功能,但这恰恰是目前DDS产品所不具备的_4j.而本设计采用预先存储信号波形的方法可方便地对信号的幅度和相位进行预失真,从而可以补偿系统畸变的影响. 用此方法产生信号,信号时宽受限于FPGA中ROM的容量,其采样率受限于ROM的速度.本线性调频信号源产生的信号能达到的最大时宽为0.01s,可良好平稳地输出信号最大频率约为30MHz,时间带宽积为120.此外,系统还可产生任意波形(包括许多复杂的波形),并可实时改变所需信号的时宽,带宽等各项参数.如果对信号输出速率要求不是特别高,系统还可由dsPIC将所需线性调频信号的数据点算出,传输给FPGA 中的RAM,由RAM将其发出.本设计可方便地产生中,低频线性调频信号,是一种简单实用的新型线性调频信号源.参考文献:[1]祝明波,常文革,梁甸农.采用数字方法实现宽带线性调频信号产生[J].系统工程与电子技术, 2000,22(5):94—98.[2]潘松,黄继业.EDA技术与VHDL[M].北京:清华大学出版社,2005:20—32.[3]焦安群,郜丽鹏.线性调频信号源的研制[J].应用科技,2009,36(5):28—32.[4薛维,付国华,钟耀霞.一种线性调频信号产生器的没计[J].电脑与信息技术,2007,15(3):52—55. (上接第76页)5结束语本文从分析激光大气传输的影响因素出发,经过对现有文献资料的分析与比较,分别给出1.()6m和10.6m激光衰减系数的估算方法及其仿真图形,并对斜程修正进行了讨论.公式经过了仔细的分析讨论与比较,计算方法简单,反应了激光大气传输衰减的基本规律,具有较好的实用价值.但由于计算公式是通过理论模型与实际测量值拟合得来的,计算精度仅满足一般估算要求. 参考文献:[1]柯熙政,杨利红,马冬冬.激光在雨中的传输衰减fJ].红外与激光工程,2008,37(6):1021—1024. [2]阎吉祥.激光武器[M].北京:国防工业出版社, 1996:34—45.f3]戴永江.激光雷达原理[M].北京:国防工业出版社,2002:31—48.[4张建奇,方小平.红外物理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004:126—187.[5]柯熙政,席晓莉.无线激光通信概论[M].北京:北京邮电大学出版社,2004:239—244.[6]许祖兵.激光大气传输特性分析研究[D].南京:南京理工大学,2006:33—40.[7]宋正方.1.06gm激光的斜程大气衰减[J].激光技术.1997,21(6):343—345.f8]杨洋,赵远,乔立杰,等.1.{)6m激光的大气传输特性[J].红外与激光工程,1999,28(1):15—19. [9]周国辉,刘湘伟.一种计算红外辐射大气透过率的数学模型[J].红外技术,2008,30(6):331—334.。
烟尘对脉冲激光的衰减特性研究
烟尘对脉冲激光的衰减特性研究脉冲激光在穿过烟尘介质時发出的脉冲光束会与烟尘微粒发生相互作用，影响激光测距系统的工作可靠性。
文章对脉冲激光在烟尘环境下的传输特性展开研究，得到了传输过程中一定脉长激光能量透过率与烟尘质量浓度的数值关系模型，为战场烟尘环境下如何提高激光引信定距系统的工作性能提供了理论参考。
标签：激光定距系统；散射与吸收；能量衰减；能见度引言随着科学技术的不断发展，高新科技越来越多的应用于现代战争中，一方面，如今的战场已经不再是冷兵器的天下，传统的作战方式也已经跟不上现在战场信息化的脚步；另一方面，随着武器越来越多的融合进高新前沿科技，未来的战场也对弹药和引信提出了更高的要求[1]。
传统的近炸引信使用无线电探测技术进行目标的探测识别，而如今的战场环境，硝烟弥漫不说，各种电磁军事产品来往穿梭于战场，使得近炸引信中传统的无线电探测受到的干扰与日俱增。
激光技术应用于引信产品中具有众多优点包括单色性和方向性好，便于实现引信定位精度的提高；保密且抗干扰性能强，不易被敌方侦查拦截；距离截止特性好，能够有效抑制目标距离之外的回波信号的干扰；而亮度高的特性大大提高了引信系统的灵敏度。
激光引信可靠性高、安全、成本低，正在不断发展，并越来越多的应用于各种导弹系统中，包括迫击炮弹、破甲弹、反坦克导弹、空空导弹、反舰导弹等等[2]。
然而，激光测距实际应用仍存在一些问题。
激光在通过烟尘环境传输的过程中，烟尘粒子会对激光光束造成吸收和散射等复杂效应，使得激光传输过程中能量衰减，最终造成激光引信的不可靠工作甚至是失效，更严重的可能产生误炸等危险事件[3]。
了解与掌握激光烟尘传输规律，不仅具有重要的学术价值，而且在国防上也都具有重要的应用前景[4]。
1 能量衰减的数值计算激光在传输过程中，能量的衰减特性与激光波长和气候条件有关[5，6]。
在烟尘条件下传播时，激光的衰减率计算与烟尘粒子的折射率系数密切相关。
大气中漂浮着的烟尘粒子其折射率与大气折射率明显不同，所以在光束通过烟尘介质时，会发生传输上的不连续即发生散射和吸收。