无合作目标测距的回波接收系统设计与分析.pdf

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1、第38卷第l期2017年1月仪器仪表学报ChineseJo啪alofScientificInstmmentV01．38No．1Jall．2017无合作目标测距的回波接收系统设计与分析裴冰1，张福民1，曲兴华1，张桐1，王俊龙2(1．天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072；2．国网河北省电力公司石家庄050000)摘要：对于调频连续波无合作目标测距来说，回波接收系统是其光学系统中重要的组成部分，其接收特性也影响着系统的测距精度。为对其进行设计与分析，利用光学设计软件对以卡塞格林望远镜与多模光纤为主体的接收系统进行了建模，

2、通过像差与光接收效率的分析与优化确定系统选用的卡塞格林望远镜的参数。建立待测物后向散射的高斯散射模型，并搭建完整的接收光路进行实验，定量分析了不同情况下系统的接收功率，并研究了接收效率、聚焦位置等与待测物的距离和表面散射之间的规律。研究结果表明，对于相同的加工方式的样块，系统接收功率与粗糙度、待测物距离成负相关规律，系统聚焦距离与粗糙度、待测物距离呈正相关规律。关键词：无合作目标测距；卡塞格林望远镜；接收效率；表面散射中图分类号：TH741文献标识码：A国家标准学科分类代码：460．40Designandanalysisofechore

3、cei、ringsysteminnon—cooperatiVetargetr锄gingPeiBin91，ZhangFuminl，QuXinghual，ZhangTon91，WaIlgJunlon92(J．S￡越e‰)，如60mzo可旷尸聊括如，l胁∞拥昭死c^，lo抛yn蒯瓜fm脚胁，m研n如DD72，劬iM；2．m抛眈c￡庇PD训erc0唧伽，，，&口把G蒯co，即似幻n，鼢折n抗眦昭∞0DDD，吼i胍)Abstract：Echoreceivingsystemisa11imponantpaninthe叩ticalsystemoffre

4、quencymodIllatedcon“nuouswaVenon-cooperatiVetargetran矛ng；anditsreceivingcharacteristicshavecertainiIlnuenceonthe啪舀ngprecisionofthesystem．Inordert0conductthedesignandanalysisofthesystem，opticaldesignsdh哪rewasusedtoconductthemodelingofthereceivingsystemwithCaLssegrainteles

5、copeandmultimodefjberaLsthemainbody，andthepar啪etersoftheCaLssegraintelescopeweredete珊inedthmughanalyzingandoptimizingtheabe咖tionandopticalreceivingemciency．TheGaussianscatteringmodelforthebackscatteringofthetargetwaLsestablished；acompletereceivingopticalpathwasbuihtocond

6、ucttheexperiment；thereceivedpoweroftllesystemwasaIlalyzedqu粕titativelyunderdiⅡ．erentconditions，andthemlesbetweenreceivingemciency，fbcusingposition蛐dta玛阱distance，suIfacescatteringwereinvestigated．Theresearchresultsshowthatforthesampleblockspmcessedwiththes锄emetllod，thesys

7、temreceivingpowerisnegativelycorrelatedwiththemughnessandta唱etdistaIIce，whilethesystemfocusingdist粕ceispositivelycorrelatedwimtheroughnessandtargetdistaJlce．Keywords：non-cooperativetargetran百ng；Cassegraintelescope；receiVingemciency；surf如escatte五ng1引言现阶段工业大尺寸精密测量的主要手段是激光测

8、量技术和由此构成的大空间坐标测量仪器‘¨。传统激光跟踪测量方法受技术手段限制，往往不能满足大尺寸工业精密测量的要求，如干涉法需要反射靶镜等作为合作目标接触测量工件，复杂环境下适用性差；脉冲收稿日期：20l6