各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究

王新涛; 屈惠明; 曲红星; 龚靖棠; 王琳

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究

王新涛, 屈惠明, 曲红星, 龚靖棠, 王琳

文章导航 > 红外与激光工程 > 2013 > 42(11): 2935-2939

王新涛, 屈惠明, 曲红星, 龚靖棠, 王琳. 各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2935-2939.

引用本文:

王新涛, 屈惠明, 曲红星, 龚靖棠, 王琳. 各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2935-2939.

Wang Xintao, Qu Huiming, Qu Hongxing, Gong Jingtang, Wang Lin. Grazing incidence laser scattering characteristics of anisotropic rough sea surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(11): 2935-2939.

Citation:

Wang Xintao, Qu Huiming, Qu Hongxing, Gong Jingtang, Wang Lin. Grazing incidence laser scattering characteristics of anisotropic rough sea surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(11): 2935-2939.

各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究

1.
南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;
2.
中国人民解放军总参谋部陆航研究所,北京 101121

基金项目:

国家自然科学基金（61171164）;装备预研基金（62201050103）

详细信息

作者简介:
王新涛（1988-），男，硕士生，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：wangxintao.1988@163.com；屈慧明（1967-），男，副教授，博士，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：huimingqu@163.com

中图分类号: TN977

Grazing incidence laser scattering characteristics of anisotropic rough sea surface

1.
School of Engineering and Optical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;
2.
Research Institute of Army Air Technical of PLA General Staff,Beijing 101121,China

摘要: 针对目前粗糙海面的激光散射场模型并不适用于激光束掠入射的情况以及忽略风速的影响，基于Cox-Munk模型及基尔霍夫近似（KA）模拟各向异性粗糙海面，建立海面对掠入射激光束的方向反射率分布模型，仿真分析了方向反射率随风速、风向、入射角、入射方位角、反射角、反射方位角的变化规律，并通过水池实验进行了验证。结果表明：粗糙海面对激光束的散射能量主要分布在以被照射海面为顶点的圆锥形角空域，此空域角方向位于镜面反射方向附近，且随着风速的增加，空域角逐渐变大，对于掠入射的激光束，由于海浪的遮蔽效应，空域角方向会偏离镜面方向。该模型可以为激光半主动制导导弹对海上小目标射击研究以及利用激光束照射粗糙海面布设激光诱饵研究提供一定理论依据。
- 方向反射率 /
- 粗糙海面 /
- 掠入射 /
- 激光半主动制导
Abstract: In light of the laser scattering field model of the rough sea surface is not suitable for laser beam grazing incidence and ignores the influence of wind speed, based on the Cox-Munk and kirchhoff approximation(KA) simulation model of anisotropic rough sea, directional reflectance ratio distribution model for grazing incidence laser beam was set up, change law of directional reflectance ratio vs wind speed, wind direction, incident angle, incident position angle, reflection angle, reflection position angle was simulated, and the result was verified by pool experiments. Results show that the laser energy scattering of rough sea surface mainly distributes in the conical space angular which in order to irradiated surface for a vertex, this space angular direction locates near the specular reflection direction, as the wind speed increases, space angular becomes larger, for grazing incidence laser beam, due to the shielding effect, the direction of space angular away from the specular direction. The model can provide certain theoretical basis for the research of semi-active laser guided missile shooting small targets at sea and layout of laser decoy in rough sea.
- directional reflectance ratio /
- rough sea surface /
- grazing incidence /
- semi-active laser guided

[1]	Ren Haigang, Xing Qiang. Sea surface radiation models in infrared image simulation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(5): 546-550. (in Chinese)
[2]
[3]	Mao Hongxia, Yang Baocheng. The study of the reflection feature of the sea[J]. Journal of East China Normal University: Natural Science, 2000, 3: 56-61. (in Chinese)
[4]
[5]	Shi Jiabao, Wu Zhenshen, Cao Yunhua. Study on reflection of sea surface in Mid-IR[J]. Acta Photonica Sinica, 2009, 38(8): 2372-2375. (in Chinese)
[6]
[7]
[8]	Yang Xiwei, Wang Zuolai, Sun Xiaoquan. Theoretical design of combined laser decoy for warship protection[J]. Electro-optic Technology Application, 2005, 20(6): 20-24. (in Chinese)
[9]
[10]	Lou Shuli, Zhou Xiaodong. Research on infrared reflectance of anisotropic rough sea surface[J]. The Journal of Light Scatting, 2011, 23(3): 277-282. (in Chinese)
[11]	Sayer A M, Thomas G E, Grainger R G. A sea surface reflectance model for (A)ATSR, and application to aerosol Retrievals[J]. Atmospheric Measurement Techniques, 2010, 3: 813-838.
[12]
[13]
[14]	Zhou Y, Sun J F, Luang Zh. Aperture-synthesizing experiment of a down-scaled synthetic aperture imaging ladar[J]. Acta Optic Sinica, 2008, 28(12): 2446-2448.
[15]
[16]	Yang Chunping, Wu Jian. Properties of laser scattering from the waved seawater surface[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2002, 14(2): 526-530.(in Chinese)
[17]
[18]	Smith B G. Geometrical shadowing of a random rough surface[J]. IEEE Transaction on Antennas and propagation, 1967, 15(5): 668-671.
[19]	Li Junbo. Optimization of laser decoy deployment strategy[J]. Optics Optoelectronic Technology, 2006, 4(2): 12-15. (in Chinese)

[1]	田汶鑫, 陈育伟, 唐伶俐, 李子扬, 邱实, 吴昊昊, 张慧静, 陈林生, 蒋长辉, 胡佩纶, 贾建鑫, 孙海彬, 王一程, 胡以华. 高光谱激光雷达后向散射强度的粗糙表面二向反射模型 . 红外与激光工程, 2023, 52(10): 20230108-1-20230108-14. doi: 10.3788/IRLA20230108
[2]	宋宏, 张杨帆, 杨萍, 吴超鹏, 汪孟杰, 李梓欣, SyedRaza Mehdi, 王天亮, 黄慧. 基于LCTF成像仪的光谱反射率测量研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220019-1-20220019-8. doi: 10.3788/IRLA20220019
[3]	国成立, 郑德康, 朱德燕, 杨晓飞, 李元正, 张健, 赵烈烽. 混合型计算全息图检测低反射率非球面(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20220547-1-20220547-7. doi: 10.3788/IRLA20220547
[4]	徐大维, 韩星, 张晨钟, 董冰, 穆郁, 冀鹏州. 激光半主动光学系统设计与可视化检测 . 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210265-1-20210265-7. doi: 10.3788/IRLA20210265
[5]	宋波, 方薇, 杜丽丽, 崔文煜, 王涛, 易维宁. 海面目标高分辨率卫星成像仿真方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210127-1-20210127-14. doi: 10.3788/IRLA20210127
[6]	张芳, 高教波, 张兰兰, 米建军, 寿少峻, 张安锋, 冯颖, 侯瑞. 变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉腔反射率确定方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210099-1-20210099-5. doi: 10.3788/IRLA20210099
[7]	陆敏, 王治乐, 高萍萍, 王华林. 海面油膜的偏振反射特性仿真实验 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0426002-0426002-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0426002
[8]	邱雄, 刘志国, 王仕成. 半主动激光制导武器系统的高重频干扰有效概率研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005004-1005004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1005004
[9]	吴梦瑶, 王石语, 屈鹏飞, 过振, 蔡德芳, 李兵斌. 半主动寻的激光制导系统的干涉编码方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206005-0206005(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0206005
[10]	赵宏鹏, 甘霖, 殷瑞光, 郭豪, 梁巍巍. 激光制导武器半实物仿真中激光能量模拟误差研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1006005-1006005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1006005
[11]	赵凤美, 戴聪明, 魏合理, 朱希娟, 马静. 基于MODIS云参数的卷云反射率计算研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 917006-0917006(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0917006
[12]	葛诗雨, 沈华, 朱日宏, 汤亚洲, 矫岢蓉, 舒剑. 高精度测量高功率光纤激光器低反光纤光栅反射率的方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1117005-1117005(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1117005
[13]	李之通, 于灏洋, 程思齐, 姜梦华, 惠勇凌, 雷訇, 李强. 脉冲半导体泵浦掠入射Nd:YVO₄板条振荡器储能优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 205003-0205003(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0205003
[14]	苗锡奎, 赵威, 张恒伟, 杨伟宏. 时间控制脉冲间隔激光编码方法研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006002-1006002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1006002
[15]	石东平, 吴超, 李孜军, 潘伟. 基于反射温度补偿及入射温度补偿的红外测温影响分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2321-2326.
[16]	王博, 白永林, 徐鹏, 缑永胜, 朱炳利, 白晓红, 刘百玉, 秦军君. 超快泵探针对GaAs中X射线诱导的瞬态光学反射率变化的探测 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3130-3133.
[17]	韦成华, 王立君, 刘卫平, 赵国民, 刘晶儒, 赵伊君. 1.06 μm 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化机理 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 2896-2900.
[18]	范世鹏, 林德福, 王靳然, 王伟. 激光制导武器半实物仿真的误差分析与校正 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 904-908.
[19]	崔骥, 付欢, 刘烨, 王清华, 李振华, 贺安之. 典型粗糙表面激光后向散射特性实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1208-1211.
[20]	巩蕾, 吴振森. 粗糙基底上涂层的极化双向反射分布函数 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 200-204.

点击查看大图

计量

文章访问数: 388
HTML全文浏览量: 77
PDF下载量: 165
被引次数: 0

各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究

1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;

2. 中国人民解放军总参谋部陆航研究所,北京 101121

作者简介:
王新涛（1988-），男，硕士生，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：wangxintao.1988@163.com；屈慧明（1967-），男，副教授，博士，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：huimingqu@163.com

收稿日期: 2013-03-08
修回日期: 2013-04-20
刊出日期: 2013-11-25

基金项目:

国家自然科学基金（61171164）;装备预研基金（62201050103）

中图分类号: TN977

关键词:

摘要: 针对目前粗糙海面的激光散射场模型并不适用于激光束掠入射的情况以及忽略风速的影响，基于Cox-Munk模型及基尔霍夫近似（KA）模拟各向异性粗糙海面，建立海面对掠入射激光束的方向反射率分布模型，仿真分析了方向反射率随风速、风向、入射角、入射方位角、反射角、反射方位角的变化规律，并通过水池实验进行了验证。结果表明：粗糙海面对激光束的散射能量主要分布在以被照射海面为顶点的圆锥形角空域，此空域角方向位于镜面反射方向附近，且随着风速的增加，空域角逐渐变大，对于掠入射的激光束，由于海浪的遮蔽效应，空域角方向会偏离镜面方向。该模型可以为激光半主动制导导弹对海上小目标射击研究以及利用激光束照射粗糙海面布设激光诱饵研究提供一定理论依据。

English Abstract

Grazing incidence laser scattering characteristics of anisotropic rough sea surface

1. School of Engineering and Optical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;

2. Research Institute of Army Air Technical of PLA General Staff,Beijing 101121,China

Received Date: 2013-03-08
Rev Recd Date: 2013-04-20
Publish Date: 2013-11-25

Keywords:

Abstract: In light of the laser scattering field model of the rough sea surface is not suitable for laser beam grazing incidence and ignores the influence of wind speed, based on the Cox-Munk and kirchhoff approximation(KA) simulation model of anisotropic rough sea, directional reflectance ratio distribution model for grazing incidence laser beam was set up, change law of directional reflectance ratio vs wind speed, wind direction, incident angle, incident position angle, reflection angle, reflection position angle was simulated, and the result was verified by pool experiments. Results show that the laser energy scattering of rough sea surface mainly distributes in the conical space angular which in order to irradiated surface for a vertex, this space angular direction locates near the specular reflection direction, as the wind speed increases, space angular becomes larger, for grazing incidence laser beam, due to the shielding effect, the direction of space angular away from the specular direction. The model can provide certain theoretical basis for the research of semi-active laser guided missile shooting small targets at sea and layout of laser decoy in rough sea.

全文HTML

参考文献 (19)

下载: 全尺寸图片幻灯片

返回文章

用微信扫码二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究

作者简介: 王新涛（1988-），男，硕士生，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：wangxintao.1988@163.com；屈慧明（1967-），男，副教授，博士，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：huimingqu@163.com

Grazing incidence laser scattering characteristics of anisotropic rough sea surface

计量

出版历程

各向异性粗糙海面对掠入射激光的散射特性研究

1. 南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094; 2. 中国人民解放军总参谋部 陆航研究所,北京 101121

作者简介: 王新涛（1988-），男，硕士生，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：wangxintao.1988@163.com；屈慧明（1967-），男，副教授，博士，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：huimingqu@163.com

English Abstract

Grazing incidence laser scattering characteristics of anisotropic rough sea surface

1. School of Engineering and Optical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China; 2. Research Institute of Army Air Technical of PLA General Staff,Beijing 101121,China

全文HTML

目录

作者简介:
王新涛（1988-），男，硕士生，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：wangxintao.1988@163.com；屈慧明（1967-），男，副教授，博士，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：huimingqu@163.com

1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;

2. 中国人民解放军总参谋部陆航研究所,北京 101121

作者简介:
王新涛（1988-），男，硕士生，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：wangxintao.1988@163.com；屈慧明（1967-），男，副教授，博士，主要从事光电探测与光电成像技术方面的研究。Email：huimingqu@163.com

1. School of Engineering and Optical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China;

2. Research Institute of Army Air Technical of PLA General Staff,Beijing 101121,China