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气溶胶粒子微观特性对后向散射信号影响研究

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摘要

烟雾沙尘等气溶胶对激光近距探测产生后向散射干扰,严重限制了其应用范围。为研究气溶胶后向散射规律,与传统方法不同,本文提出了一种从微观角度分析气溶胶粒子特性对后向散射信号影响的方法。基于Mie散射理论,建立了蒙特卡罗仿真模型,对收发同轴激光雷达的气溶胶后向散射信号特性进行仿真分析,得到了气溶胶粒径、复折射率实部及虚部对后向散射回波的峰值强度、信号延迟、波形展宽的影响规律,分析了微观特性下多种宏观特性同时作用对后向散射回波产生的影响。结果表明:后向散射强度主要取决于散射系数和不对称因子,延迟和展宽与散射系数相关;随着粒径增大后向散射信号强度先增大后减小再增大、延迟减小、回波脉宽变窄;复折射率实部影响气溶胶的散射作用,虚部同时影响散射和吸收作用;随着复折射率实部增大,后向散射信号强度增加,回波延迟和脉宽先降低后升高,但影响较小;随着复折射率虚部的增大,后向散射强度先减小后增大,虚部对回波延迟和脉宽无明显影响。

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补充资料

DOI:10.3788/cjl201946.0405001

作者单位:

    航天工程大学
    航天工程大学电子与光学工程系
    Institute of Command and Technology of Equipment
    航天工程大学

引用该论文

陈鹏,赵继广,宋一铄,朱常. 气溶胶粒子微观特性对后向散射信号影响研究[J].中国激光,2019,46(04):0405001.