[發(fā)明專利]跨水空介質(zhì)激光致聲遙感探測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911190003.5
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN111025326A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋曉瑩;賈曉東;吳環(huán)寶;王天鶴;劉建輝;王姝瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津津航技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): G01S17/88
• 分類號(hào): G01S17/88;G01S7/481
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

本發(fā)明屬于激光水下探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種跨水空介質(zhì)激光致聲遙感探測方法，所述方法包括：步驟1：大功率脈沖激光器產(chǎn)生的高能量發(fā)射強(qiáng)激光聚焦到水面產(chǎn)生聲波，聲波被水下目標(biāo)和底部反射到達(dá)水面；步驟2：采用置于空中的光檢測系統(tǒng)進(jìn)行聲波檢測，即光檢測系統(tǒng)中的發(fā)射模塊發(fā)射檢測用激光到達(dá)水面，經(jīng)水面反射后被接收模塊接收，反射后的散射光包含水下聲波的信息；步驟3：經(jīng)過信號(hào)處理系統(tǒng)解調(diào)接收到包含水下聲波信息的散射光，獲得水下聲波信息。種跨水空介質(zhì)激光致聲遙感探測方法。所述方法實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍海域的快速探測，既不受復(fù)雜海域環(huán)境的影響，探測速度又比傳統(tǒng)的聲納探測提高很多。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光水下探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種跨水空介質(zhì)激光致聲遙感探測方法。

背景技術(shù)

水下空間作為新型戰(zhàn)略空間，已日益成為世界軍事強(qiáng)國維護(hù)和拓展海洋強(qiáng)國的重要抓手。當(dāng)前和今后的一個(gè)時(shí)期，我國安全威脅主要來自海上，軍事斗爭焦點(diǎn)也在海上。面對(duì)美軍加速發(fā)展新型水下作戰(zhàn)體系及日益復(fù)雜的水下作戰(zhàn)環(huán)境，對(duì)于水下精準(zhǔn)高效探測的需求越來越急迫。由于海洋水體對(duì)光電信號(hào)的遮蔽作用，導(dǎo)致水下的軍事部署與活動(dòng)都面臨探測難、跟蹤難、防御難的突出問題。而傳統(tǒng)的水下聲納探測由于系統(tǒng)載體方式無法對(duì)暗礁區(qū)或敵方海域等危險(xiǎn)水域進(jìn)行探測，且探測速度較慢。所以亟待形成新型水下探測理論、構(gòu)建新型水下探測體系、發(fā)展水下軍事探測裝備，為我軍水下作戰(zhàn)裝備與技術(shù)體系發(fā)展奠定基礎(chǔ)。必須利用其他手段來彌補(bǔ)光電、聲納探測的不足，完善對(duì)水下目標(biāo)精準(zhǔn)探測、高分辨估計(jì)、定位和跟蹤成為當(dāng)前研究的重中之重。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種跨水空介質(zhì)激光致聲遙感探測方法。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種跨水空介質(zhì)激光致聲遙感探測方法，所述方法包括：

步驟1：大功率脈沖激光器產(chǎn)生的高能量發(fā)射強(qiáng)激光聚焦到水面產(chǎn)生聲波，聲波被水下目標(biāo)和底部反射到達(dá)水面；

步驟2：采用置于空中的光檢測系統(tǒng)進(jìn)行聲波檢測，即光檢測系統(tǒng)中的發(fā)射模塊發(fā)射檢測用激光到達(dá)水面，經(jīng)水面反射后被接收模塊接收，反射后的散射光包含水下聲波的信息；

步驟3：經(jīng)過信號(hào)處理系統(tǒng)解調(diào)接收到包含水下聲波信息的散射光，獲得水下聲波信息。

其中，所述步驟1中，所述大功率脈沖激光器采用被動(dòng)調(diào)Q泵浦Nd:YAG固體倍頻激光器。

其中，所述被動(dòng)調(diào)Q泵浦Nd:YAG固體倍頻激光器技術(shù)指標(biāo)為：

(1)波長：1.064μm；

(2)重復(fù)頻率：24～26Hz；

(3)輸出能量：≥100mJ；

(4)自然光束發(fā)散角：≤3.5mrad；

(5)出光口徑：≤Φ6.5mm；

(6)激光脈沖寬度：8～15ns。

其中，所述步驟1中，所述高能量發(fā)射強(qiáng)激光為532nm綠光。

其中，所述光檢測系統(tǒng)包含激光的發(fā)射模塊和接收模塊。

其中，所述激光的發(fā)射模塊為激光器。

其中，所述激光的發(fā)射模塊包括光電倍增管和放大器。

其中，所述步驟2及步驟3中，采用激光干涉法探測解調(diào)包含水下聲波信息的散射光，獲得水下聲波信息。

其中，所述激光干涉法具體為：

激光器發(fā)射的光經(jīng)過分光鏡后產(chǎn)生P光和S光，S光作為參考光，P光作為測量光；