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湍流大气传输中跟踪抖动对远场影响的仿真研究

杨欣欣 王继红 任戈

杨欣欣, 王继红, 任戈. 湍流大气传输中跟踪抖动对远场影响的仿真研究[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 061001. doi: 10.11884/HPLPB202032.190348
引用本文: 杨欣欣, 王继红, 任戈. 湍流大气传输中跟踪抖动对远场影响的仿真研究[J]. 强激光与粒子束, 2020, 32: 061001. doi: 10.11884/HPLPB202032.190348
Yang Xinxin, Wang Jihong, Ren Ge. Simulation study on influence of tracking jitter on far field in turbulent atmospheric transmission[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 061001. doi: 10.11884/HPLPB202032.190348
Citation: Yang Xinxin, Wang Jihong, Ren Ge. Simulation study on influence of tracking jitter on far field in turbulent atmospheric transmission[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2020, 32: 061001. doi: 10.11884/HPLPB202032.190348

湍流大气传输中跟踪抖动对远场影响的仿真研究

doi: 10.11884/HPLPB202032.190348
基金项目: 四川省杰出青年基金项目(JDJQ0012);中国科学院青年创新促进会项目(2018411)
详细信息
    作者简介:

    杨欣欣(1994—),女,博士研究生,从事光电跟踪系统探测技术方面的研究;ioeyxx@163.com

    通讯作者:

    王继红(1966—),女,硕士,从事光束控制方面的精密探测跟踪技术研究;wangjihong19@sina.com

  • 中图分类号: TN012

Simulation study on influence of tracking jitter on far field in turbulent atmospheric transmission

  • 摘要: 分析了跟踪抖动对湍流大气传输远场光斑的影响。基于麦克斯韦电磁场理论,采用大气相干长度对大气湍流进行描述,推导了发射光束因跟踪抖动导致光轴偏离的远场表达式。在此基础上,利用相位屏法模拟抖动引起的倾斜相位和大气折射率起伏引起的相位调制,并采用低频补偿的功率谱反演法对传输过程进行了数值仿真。分析了不同跟踪抖动、湍流强度条件下远场光斑质心脱靶量的变化,以及不同尺寸模拟目标的回波概率。分析结果表明,在传输距离为10 km时,强湍流造成的远场光斑脱靶量可达几十μrad;当跟踪抖动较大时,湍流强弱对脱靶量影响差别很小。最后,对一定尺寸的模拟目标,从探测回波概率的角度给出了发射系统跟踪抖动量的控制范围。
  • 图  1  不同跟踪条件下的光场参数

    Figure  1.  Light field parameters under different tracking conditions

    图  2  两种大气条件下的光场参数

    Figure  2.  Light field parameters under two atmospheric conditions

    图  3  不同大气条件下的脱靶量

    Figure  3.  Variation of miss distances with r0

    图  4  脱靶量与发射光束抖动量和大气相干长度的关系

    Figure  4.  Variation of miss distance with r0 and tracking jitter

    图  5  回波探测概率随跟踪抖动的变化

    Figure  5.  The probability of echo detection varies with tracking jitter for targets of different diameter

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-11
  • 修回日期:  2020-03-29
  • 刊出日期:  2020-05-12

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