水下激光告警系统动态范围分析.pdf

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1、Vol．３６No．２舰船电子工程总第２６０期１４６ShipElectronicEngineering２０１６年第２期磁水下激光告警系统动态范围分析杨国华（海军工程大学兵器工程系武汉４３００３３）摘要对水下探测脉冲激光告警时，脉冲激光作为被告警信号，进入告警系统的脉冲光功率动态范围作为确定告警系统性能指标的依据，为告警系统设计提供参考。论文以细光束水下唯像模型基础，将高斯光束分解成大量平行准直细光束，推导高斯光束水下照度场分布方程，建立水下激光告警系统动态范围计算模型。并通过仿真计算，分析轴向、离轴动态范围随水体衰减系数的变化规律。关键词激光告警；动态

2、范围；唯像模型中图分类号TN２４７DOI：１０．３９６９／j．issn．１６７２‐９７３０．２０１６．０２．０３９AnalysisofDynamicRangeonUnderwaterLaserWarningSystemYANGGuohua（DepartmentofWeaponaryEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan４３００３３）AbstractWhenwarningagainstunderwaterdetectionpulselaser，thelaserpulseisalarmsignalan

3、dwillentertheop‐ticallensofalarmsystem，whichcandeterminethedynamicrangeofthesystem，provideareferenceforthedesignofalarmsystem．Onthebasisofthephenomenologicalmodelofparallelcollimatedfinebeamunderwatertransmission，Gaussianbeamwillbebrokendownintoalargenumberofparallelcollimatedf

4、inebeamtoobtainetheunderwaterilluminancedistribu‐tionbysuperimposingtheilluminanceofcollimatedfinebeam，derivatingtheequationoftheGaussianbeamunderwaterillu‐minationdistribution，andestablishingthemodelofunderwaterlaserwarningsystemdynamicrangecalculation．Throughthesimulation，the

5、dynamicrangeoftheaxialandoffaxisisanalyzed．KeyWordslaseralarming，dynamicrange，phenomenologicalmodelClassNumberTN２４７算，将系统视场角近似为１８０°，通过对接收面内点１引言照度值积分求出进入告警系统的光功率大小，无疑自２０世纪６０年代，Duntly等发现激光水下传具有重大理论与实用价值。高斯光束在水下传输［１］［２］输窗口特性以来，水下激光探测迅速发展。为的照度分布方程是建立光束照度场动态范围计算了探测来袭激光，告警技术受到越来越多的重视。

6、模型的重点和难点，本文通过把高斯光束分解成若［５～６］通常，水下探测雷达采用Nd：YAG倍频５３２nm激干细光束，求出单根细光束的照度分布，再叠光器发射探测脉冲信号。海水是一种复杂的介加求出高斯光束总的照度分布规律；以此为基础建［３］质，当光在水体传输时，主要受水体的吸收和散立告警系统动态范围计算模型。本文的研究可以［４］射而衰减，不同水质衰减系数有明显差别，造成为水下激光告警器的设计提供依据和参考，具有一告警系统在同一传输距离动态范围不一样。目前，定应用价值。针对水下激光告警系统的动态范围定量研究鲜有２高斯光束水下照度分布方程报道。对水下告警系统来

7、说，由于不考虑成像问题，其接收镜头视场角可以做得较大。为简化计高斯光束水下照度分布难以直接求解得到，常磁收稿日期：２０１５年８月７日，修回日期：２０１５年９月２３日作者简介：杨国华，男，硕士研究生，研究方向：告警系统设计。２０１６年第２期舰船电子工程１４７［６］用的做法是将高斯光束分解成多条平行细光束，称，因此分析x轴上照度分布即可。根据高斯光束根据唯像模型计算出每条细光束在截面某一点的定义，轴上任一点（x，z０）的照度可表示为２照度值，然后对每条细光束在此点的照度值叠加，xE（x，z０）＝E０（０，z０）exp－２２（９）w（z０）得到此点总的照度

8、值大小，依次则可得到水下高斯光束的照度分布。２．１水下准直细光束照度分布［７］准直细光束在水下传输时，其截面