一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置制造技术

本发明专利技术提供一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟装置，其包括：模拟腔、湍流效应模拟系统、气溶胶效应模拟系统、检测装置及控制系统。模拟腔内设置有传输信道，传输信道的两端设置有光学窗口；湍流效应模拟系统包括加热器和制冷机，加热器和制冷机的加热输出端和制冷输出端分别设置在传输信道两侧；气溶胶效应模拟系统包括气溶胶发生器及衰减片，气溶胶发生器向模拟腔内输入气溶胶颗粒物，衰减片设置在模拟腔外并位于靠近激光发射端一侧的传输信道上；检测装置设置在模拟腔远离激光发射端一侧的光学窗口外侧。本发明专利技术可在米级模拟腔内模拟真实气溶胶和湍流分布，评估高能激光在大气中长距离传输后受大气调制形成的衰减和畸变影响。减和畸变影响。减和畸变影响。

【技术实现步骤摘要】
一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置


[0001]本专利技术涉及空间光通讯
，具体涉及一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置。

技术介绍

[0002]随着激光技术的发展，激光作为一种主动光学遥感探测技术，在空间分辨率、探测灵敏度、抗干扰能力及实时监测等方面具有独特的优势，广泛应用在航空航天、地理测绘、三维建模、大气环境监测、海洋遥感等领域得到了广泛的应用。而对激光在大气中传输中，大气特性是最重要的考虑因素。大气环境具有不稳定性，其受温度、湿度、密度等条件影响不断地变化，大气中的水、沙尘、气溶胶(雾、烟、霾、霭、微尘和烟雾)等也随之处于不停地运动和变化中，由于信道传输及大气介质的吸收、散射、湍流等影响，激光在大气传输过程中将出现衰减、闪烁、偏移、强度和相位起伏现象，使激光传输特征和光束质量受到影响。因此，在模拟激光在大气环境传输时应将大气视作一种随机介质，特别在对于模拟长距离大气环境中激光损伤特性而言，重点在于实现实际大气湍流以及气溶胶进行稳定、可控、高度仿真地等效，以及在可定量且全面的大气湍流及气溶胶模拟环境下开展激光传输特性的测量。而现有的大气环境模拟设备主要用于研究气溶胶成云过程粒子特性复杂的变化过程，以及湍流对该过程的影响研究，且箱体较大。
[0003]从现有技术可以得知，目前现有的大气模拟设备存在以下问题：(1)模拟的激光大气传输信道长度均较短(大部分在米级)，对于公里级的模拟设备研究较少，而对于实际应用而言，激光的传输距离均在公里级以外；(2)公开报道的湍流或者气溶胶模拟一般只能实现单要素对激光传输影响的测量，但不能实现综合效应的测量。(3)气溶胶模拟室内的气溶胶粒子存在一定的非均匀、非稳定，对于激光大气传输模拟测量误差较大。
[0004]因此，需要设计一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置，实现在米级设备中模拟公里级的真实气溶胶和湍流分布，评估高能激光在大气中长距离传输后受大气调制形成的衰减和畸变影响。

技术实现思路

[0005]鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术提供了一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置，可以为高能激光设备的设计和研制提供理论依据，也可辅助开展激光性能的标定和实际开放环境中的性能评估，该装置实现了在米级设备中模拟公里级的真实大气气溶胶和湍流分布，评估高能激光在大气中长距离传输后受大气调制形成气溶胶效应的衰减和湍流效应的畸变影响。
[0006]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置包括：模拟腔、湍流效应模拟系统、气溶胶效应模拟系统、检测装置及控制系统；
[0007]模拟腔的腔内设置有传输信道，所述模拟腔上于所述传输信道的两端设置有光学
窗口；
[0008]湍流效应模拟系统包括加热器和制冷机，所述加热器和制冷机的加热输出端和制冷输出端分别设置在所述传输信道两侧的所述模拟腔内；
[0009]气溶胶效应模拟系统包括气溶胶发生器及衰减片，所述气溶胶发生器向所述模拟腔内输入气溶胶颗粒物，所述衰减片设置在所述模拟腔外，并位于靠近激光发射端一侧的所述传输信道上；
[0010]检测装置设置在所述模拟腔远离激光发射端一侧的光学窗口外侧，用于接收和分析通过所述传输信道的测试激光；
[0011]控制系统分别电连接于所述湍流效应模拟系统和所述气溶胶效应模拟系统上。
[0012]在本专利技术一示例中，所述湍流效应模拟系统还包括多个风扇，所述多个风扇沿所述传输信道垂直方向设置在所述模拟腔中。
[0013]在本专利技术一示例中，所述加热器的加热输出端为多块加热板，所述多块加热板设置在所述模拟腔的内壁上。
[0014]在本专利技术一示例中，所述制冷机为水冷循环设备，所述制冷输出端为冷却液循环板，所述冷却液循环板上安装循环水冷管道。
[0015]在本专利技术一示例中，所述模拟腔外侧还设置有自校准机构，所述自校准机构包括校准光源和校准激光检测装置，所述校准光源在激光发射端发射激光经由所述衰减片沿所述传输信道穿过所述模拟腔并在激光检测端被所述校准激光检测装置所接收。
[0016]在本专利技术一示例中，所述衰减片与所述传输信道的夹角为45
°
至90
°
。
[0017]在本专利技术一示例中，所述衰减片沿与所述传输信道夹角45
°
方向设置，在所述衰减片反射沿所述传输信道入射激光的一侧设置有光陷阱。
[0018]在本专利技术一示例中，所述衰减片安装在运动台上，所述运动台在激光发射端沿所述传输信道的正交方向移动。
[0019]在本专利技术一示例中，所述气溶胶效应模拟系统还包括搅拌风扇，所述搅拌风扇设置在所述模拟腔内。
[0020]在本专利技术一示例中，所述气溶胶效应模拟系统还包括零级空气发生器和多个阀门，所述零级空气发生器向所述模拟腔中输入洁净空气，将所述模拟腔中的含有气溶胶颗粒物的气体从所述多个阀门中排出。
[0021]综上所述，本专利技术的用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置通过大气环境模拟腔产生真实气溶胶和湍流分布，并与衰减片结合的方案，将等量的气溶胶粒子数和湍流强度设置到米级的模拟装置上实现不同情况下的大气公里级效应，实现了公里级大气环境模拟，用于开展不同的传输距离、不同大气条件下大气衰减效应和湍流效应对激光传输的影响实验，获得激光能量衰减、光强闪烁、光束漂移及光束扩展下损伤作用情况。提出了激光自标定校正功能，满足高精度大气环境闭环模拟，解决了长光程路径气溶胶粒子和湍流强度过渡到米级模拟装置的等效参数控制技术，通过在衰减效应状态建立过程中对透过率进行实时测量和反馈，提高衰减效应的模拟精度和状态建立速度。用于评估长距离传输过程中大气环境下激光受大气的影响。可以为激光的设计和研制提供理论依据，也可以开展激光性能的标定和实际开放环境中传输特性的预测。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置于一实施例中的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置于一实施例中的湍流效应模拟系统的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置于一实施例中的气溶胶效应模拟系统的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置于一实施例中的模拟装置工作流程图。
[0027]图5为本专利技术用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置于一实施例中的控制系统主控软件湍流效应模拟的界面示意图。
[0028]图6为本专利技术用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置于一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟装置，其特征在于，包括：模拟腔，其腔内设置有传输信道，所述模拟腔上于所述传输信道的两端设置有光学窗口；湍流效应模拟系统，其包括加热器和制冷机，所述加热器和制冷机的加热输出端和制冷输出端分别设置在所述传输信道两侧的所述模拟腔内；气溶胶效应模拟系统，其包括气溶胶发生器及衰减片，所述气溶胶发生器向所述模拟腔内输入气溶胶颗粒物，所述衰减片设置在所述模拟腔外，并位于靠近激光发射端一侧的所述传输信道上；检测装置，其设置在所述模拟腔远离激光发射端一侧的光学窗口外侧，用于接收和分析通过所述传输信道的测试激光；控制系统，其分别电连接于所述湍流效应模拟系统和所述气溶胶效应模拟系统上。2.根据权利要求1所述的用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置，其特征在于，所述湍流效应模拟系统还包括多个风扇，所述多个风扇沿所述传输信道垂直方向设置在所述模拟腔中。3.根据权利要求1所述的用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置，其特征在于，所述加热器的加热输出端为多块加热板，所述多块加热板设置在所述模拟腔的内壁上。4.根据权利要求1所述的用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟转置，其特征在于，所述制冷机为水冷循环设备，所述制冷输出端为冷却液循环板，所述冷却液循环板上安装循环水冷管道。5.根据权利要求1所述的用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晨，施海亮，王先华，李志伟，叶函函，孙熊伟，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：