[发明专利]一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及空间光通讯技术领域，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。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明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。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明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；

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；

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；

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；

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；

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。