对“激光隐身涂层隐身效果评估”一文的再研究

资源类型:pdf 资源大小:231.00KB 文档分类:航空、航天 上传者:王桥医

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文档信息

【作者】 王自荣  孙晓泉  聂劲松 

【关键词】激光隐身 隐蔽系数 效果评价 

【出版日期】2005-04-30

【摘要】   对2003年本刊第一期的“激光隐身涂层隐身效果评估”一文推导隐蔽系数的过程进行了探讨,分析了推导出的隐蔽系数表达式存在的不足,隐蔽系数不仅与反射率有关,而且与未隐身目标的最大测程有关,并指出不必进一步推导,直接利用所定义的隐蔽系数概念评价激光隐身效果即可。

【刊名】航天电子对抗

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1 引言2003年《航天电子对抗》第一期刊登了“激光隐身涂层隐身效果评估”一文,该文提出了用隐蔽系数评价激光隐身涂层隐身效果的方法,并推导了隐蔽系数的表达式[1]。经分析研究,所推导出的隐蔽系数表达式存在不足,通过实例计算发现有很大误差,本文对其继续进行研究。2 原文简要推导过程原文首先推导了漫反射大目标和漫反射小目标的激光测距机的测距方程,如公式(1)和公式(2)所示:对漫反射大目标Rmax=ρPtArcosθπPrminKtKrT2a12(1)对漫反射小目标Rmax=ρPtArAcos2θπφPrminKtKrT2a14(2)式中,Rmax为最大测程,ρ为目标激光反射率,Pt 为激光器的发射功率,Ar 为测距机接收端系统的接收面积,A为目标面积,θ为激光束照射方向与目标表面法线方向的夹角,φ为光束发散立体角,Kt 为发射光学系统的透过率,Kr 为接收光学系统的透过率,Ta 为单程大气透过率,Prmin为激光器的最小可探测功率。然后提出了隐蔽系数的概念,用公式(3)表示:S=(Rmax-R′max)/Rmax (3)式中,S 为隐蔽系数,R 为目标隐身前的最大测程,R′max为涂敷激光隐身涂层后的最大测程。然后将公式(1)和(2)代入(3)式分别推导出了对漫反射大目标和漫反射小目标的隐蔽系数的表达式,如公式(4)和公式(5)所示:对漫反射大目标 S=(ρ12 -ρ′12 )/ρ12 (4)对漫反射小目标 S=(ρ14 -ρ′14 )/ρ14 (5)式中,ρ、ρ′分别为目标激光反射率和涂层激光反射率。对于迷彩涂层,ρ′可以用各斑块的平均反射率来表示。3 隐蔽系数表达式的不足在将(1)和(2)式代入(3)式时,激光器的发射功率Pt、激光束照射方向与目标表面法线方向夹角的余弦cosθ、激光器的最小可探测功率Prmin、测距机接收端系统的接收面积Ar、光束发散立体角φ是相同的,可以约去,但单程大气透过率则不能约去,因为它是与测程有关的,因此,这时的隐蔽系数应如公式(6)和(7)所示:对漫反射大目标 S=[ρ12 -ρ′12 (T′aTa)]/ρ12 (6)对漫反射小目标 S=[ρ14 -ρ′14 (T′aTa)12 ]/ρ14 (7)式中,对于未隐身目标 Ta=e-μRmax (8)对于隐身目标 T′a=e-μR′max (9)μ为大气对激光的衰减系数。将(8)、(9)式代入(6)、(7)式得对漫反射大目标ρ′ 1由隐蔽系数定义(3)式可得 Rmax -R′max =S·Rmax,将其代入(10)、(11)式得:对漫反射大目标 S=1-(ρ′ρ)12 eμSRmax (12)对漫反射小目标 S=1-(ρ′ρ)14 e12μSRmax (13)由(12)、(13)式可以看出,隐蔽系数 S 不仅与目标涂敷隐身涂层前后的激光反射率有关,还与激光测距机对未隐身目标的最大测程有关,这与直接利用原文推导的(4)、(5)式有很大的误差。这可以通过一个具体的实例计算来验证。假设标准板(或者未隐身目标表面)反射率为15%,大气对激光的衰减系数为 0.2/km(大气能见度为10km时,大气对 1.06μm 激光的衰减系数)[2],在激光隐身涂层反射率分别为 1%、3%、5%的情况下,按原文推导的公式可以计算出其各自的隐蔽系数,如表1所示。表1 不同反射率涂层按公式(4)、(5)计算出的隐蔽系数标准反射率 15%隐身涂层反射率 1% 3% 5%漫反射大目标隐蔽系数 0.7428 0.5528 0.4226漫反射小目标隐蔽系数 0.4919 0.3313 0.2402  而事实上隐蔽系数是随激光测距机对未隐身目标的最大测程而变化的,根据公式(12)、(13)可以分别做出隐蔽系数S对Rmax的变化曲线,如图1、2所示。图2 漫反射小目标隐蔽系数S随Rmax变化曲线由图1和图2可以看出,无论是对漫反射大目标而言,还是对漫反射小目标而言,隐蔽系数都与最大测程有关,并随着最大测程的增大而降低,这说明所采用的激光测距机性能越好,最大测程越大,隐蔽系数越小,激光隐身效果越差。因此为了比较各种不同的激光隐身目标的激光隐身效果,必须选用相同类型的激光测距机。通过比较表1和图1、图2 可以看出,根据原文推导的公式计算的隐蔽系数都高于采用任何激光测距机情况下的实际隐蔽系数,因此,认为隐蔽系数与所用激光测距机无关,而只与目标隐身前后的反射率有关是不合理的。4 结论采用隐蔽系数法评价激光隐身涂层的激光隐身效果,具有方便、直观等优点,只要测量出激光测距机对目标在实施激光隐身前和隐身后的最大测程,即可以计算出隐蔽系数,隐蔽系数越大,隐身效果越好。但隐蔽系数的数值除了和目标隐身前后的激光反射率有关以外,还与所采用的具体激光测距机有关,激光测距机的测距性能越好,隐蔽系数越小。因此,在采用隐蔽系数评价不同目标激光隐身效果时,必须采用相同的激光测距机,而且不能直接代入反射率进行计算。■对“激光隐身涂层隐身效果评估”一文的再研究@王自荣$解放军电子工程学院!合肥230037 @孙晓泉$解放军电子工程学院!合肥230037 @聂劲松$解放军电子工程学院!合肥230037激光隐身;;隐蔽系数;;效果评价   对2003年本刊第一期的“激光隐身涂层隐身效果评估”一文推导隐蔽系数的过程进行了探讨,分析了推导出的隐蔽系数表达式存在的不足,隐蔽系数不仅与反射率有关,而且与未隐身目标的最大测程有关,并指出不必进一步推导,直接利用所定义的隐蔽系数概念评价激光隐身效果即可。1 王博,王自荣,孙晓泉.激光隐身涂层隐身效果评估[J].航天电子对抗,2003(1):41~43. 2 孙晓泉.激光对抗原理与技术[M].解放军出版社,2000.

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