1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室，上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所，上海 200092
3 电磁散射重点实验室，上海 200092
为了满足精确快速获取雾的多次散射仿真需求，在近程雷达距离较近情况下，将雷达方程和Mie散射理论相结合，提出一种快速有效的激光多次散射计算方法.首先通过雾滴谱模型建立雾颗粒的几何模型，然后根据Mie散射理论获得的单个粒子的散射函数计算激光在雾模型中单个颗粒的一次散射和二次散射功率密度，结合雷达方程推导出雾的多次等效散射截面和散射系数计算函数.模拟计算表明：雾的激光二次等效散射截面与雾浓度的2/3次方成正比，二次散射系数随能见度增加的衰减比一次散射系数快.
激光多次散射 雷达散射截面 仿真模拟 雾滴谱 能见度 Multiple scattering of laser Radar cross section Simulation Size distribution of fog Visibility
1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
3 电磁散射国家重点实验室, 上海 200092
海面的激光散射特性是制约激光雷达对低空飞行器进行探测与识别的关键因素之一.模拟超低空状态, 通过人工造波池模拟不同海情的海面, 采用激光散射测量装置在典型海情下近距离海面获取了激光后向散射数据；采用网格化分割海面, 根据Pierson-Moscowitz谱构建了三维时变海面几何模型, 利用Torrance-Sparrow模型模拟分析海面的近距离激光后向散射特性.测量和仿真数据表明：实测与仿真结果一致, 海面的激光散射受海面几何波形调制；其强度随擦地角增大而增大；由于海面的随机起伏, 海面散射极大值存在较大范围波动, 并且波动随擦地角减小而增大.
超低空 海面 激光后向散射 双向反射函数 人工造波池 测量与仿真 Super-low altitude Sea surface Back scattering Bidirectional Reflectance Distribution Function(BR Tank with wave makers Measurement and simulation
1 同济大学物理科学与工程学院先进微结构材料教育部重点实验室，上海 200092
2 同济大学精密光学工程技术研究所，上海 200092
3 电磁散射国家重点实验室，上海 200090
在海上使用的超低空雷达设计中，非常有必要了解不同海情下的海面激光散射特性。针对设计需求，在实验室内通过人工造波模拟海况，解决了实际海环境测试的困难，实现海面激光散射影响因素的定量控制。通过激光散射测试系统，获取各种状态和不同波束照射角情况下的近场激光散射数据，经过统计分析给出了规则正弦波海面和不规则(P-M谱)海面的激光散射特性。海面激光散射与漫反射板散射差异较大，海面散射以表面镜像散射分量为主。激光散射回波起伏随海表面波形空间波长而变化；散射回波大小随擦地角增大而增大；在固定的擦地角时，海情越高相应散射回波越强；当擦地角足够大时，散射回波大小随海情变化不大。
激光散射 海表面 规则正弦波 PM谱 laser scattering sea surface regular sinusoidal wave PM spectrum 红外与激光工程
2016, 45(2): 0206003
