[发明专利]一种全类型大气波导激光雷达探测系统及方法在审

专利信息
申请号: 202110762610.5 申请日: 2021-07-06
公开(公告)号: CN113866792A 公开(公告)日: 2021-12-31
发明(设计)人: 周孟龙;李德阳;郭强;张振国;刘洋;李海涛;黄小毛;焦林 申请(专利权)人: 万合(洛阳)光电技术有限公司
主分类号: G01S17/95 分类号: G01S17/95
代理公司: 洛阳市凯旋专利事务所(普通合伙) 41112 代理人: 林志坚
地址: 471000 河南省洛阳市洛*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 类型 大气 波导 激光雷达 探测 系统 方法
【说明书】:

发明公开一种全类型大气波导激光雷达探测系统,其包括激光雷达、大气参数传感器、海水皮温传感器、控制单元和电源单元,激光雷达,用于进行大气气象要素廓线数据的探测与获取;大气参数传感器,用于进行地面大气温度、大气湿度、大气压强、风速、风向、雨量的参数数据获取;海水皮温传感器,用于进行海面表皮温度的数据获取;控制单元,与激光雷达、大气参数传感器、海水皮温传感器相连接,用于进行数据采集、大气波导诊断、全波导融合分析、大气波导应用、数据管理和综合信息显控;电源单元,为上述各部件供电;还公开一种全类型大气波导激光雷达探测方法。本发明能够实现连续观测,实时、易操作,适合在岸上持续观测大气波导。

技术领域

本发明属于大气波导监测技术领域,尤其是涉及一种全类型大气波导激光雷达探测系统及方法,适用于岸基固定平台或舰载、车载等移动平台。

背景技术

在一定的气象条件下,电磁波在大气层中传输的过程中,会受大气折射的影响,使电磁波的传播轨迹弯向地面。当电磁波传播轨迹的曲率超过地球表面曲率时,电磁波会部分地陷在一定厚度的大气薄层内,就像电磁波在金属波导管中传播一样,这种现象称为电磁波的大气波导传播。

大气波导对无线电信号能量分布的显著改变,已成为影响对海雷达、武器装备作战性能的关键因素。具体而言,大气波导对电子系统的影响有三个方面:一、大气波导能够帮助雷达实现超视距探测;二、大气波导的存在会导致雷达探测存在盲区;三、大气波导的存在会为雷达的探测引入更多的陆地杂波与海杂波,减弱目标的雷达识别能力。现代战争中,电磁对抗比较激烈,根据战场实际环境,评估和使用大气波导现象,对于己方实现先敌发现、先机制敌、防范敌方利用雷达盲区突袭等具有重要意义。

根据特殊大气层节形成的高度可以将大气波导分为蒸发波导、表面波导和悬空波导。蒸发波导发生在海洋表面,其形成机理是原本在海洋表面附近的饱和水汽压上升到某一高度后突然锐减,满足垂直大气折射率梯度小于-157n/km的条件,致使电磁波在垂直方向的传播被此蒸发波导层状结构所约束,出现超折射现象。蒸发波导层在垂直方向的高度一般为5m至50m之间,具有稳定性好、持续时间长、水平方向上延伸距离远等特点,对舰载雷达远距离、超视距目标探测威力影响很大;表面波导通常出现在海岸边或者被温暖干燥的陆地环绕的内海区域,这些区域常有强烈的逆温层使得大气折射指数锐减;悬空波导层的上、下壁均为大气层;然而,在广阔海洋上观测数据严重缺乏与长期连续的大范围观测,难以实施等现状,严重制约了大气波导技术的研究。

目前,大气波导探测的方法主要有以下四种:1、利用气象梯度塔只可以完成蒸发波导的监测,无法完成表面波导和悬空波导的探测,且气象梯度塔不可移动;2、利用探空系统(如探空火箭、探空气球等)可以完成大气波导的探测,但每天释放次数有限(一般早八点和晚八点各一次)且释放点较少,无法连续探测,只有在发射时才能获取数据;3、雷达海杂波反演法,利用雷达杂波反演大气波导参数,具有可监测区域大气波导的优点,但存在雷达开机时易暴露本方目标的致命缺点,无法在实战中使用;4、被动式反演法,只能完成蒸发波导的监测,无法完成表面波导和悬空波导的探测。

发明内容

为解决上述问题,本发明的目的是提供一种全类型大气波导激光雷达探测系统及方法。

为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

一种全类型大气波导激光雷达探测系统,其包括激光雷达、大气参数传感器、海水皮温传感器、控制单元和电源单元,其中,

激光雷达,用于进行大气气象要素廓线数据的探测与获取;

大气参数传感器,用于进行地面大气温度、大气湿度、大气压强、风速、风向、雨量的参数数据获取;

海水皮温传感器,用于进行海面表皮温度的数据获取;

控制单元,与激光雷达、大气参数传感器、海水皮温传感器相连接,用于进行数据采集、大气波导诊断、全波导融合分析、大气波导应用、数据管理和综合信息显控;

电源单元,为上述各部件供电。

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