Мощность лазерного локационного сигнала, отраженного от неровной земной поверхности в условиях замутненной атмосферы

Исследована мощность лазерного локационного сигнала, отраженного от неровной земной поверхности в условиях оптически плотной (замутненной) атмосферы. Рассмотрена общая схема бистатической локации, когда источник и приемник локатора разнесены в пространстве. Получено аналитическое выражение для мощности лазерного локационного сигнала, регистрируемого приемником локатора при облучении узким лазерным пучком в сильно рассеивающей среде случайнонеровной поверхности с локальной индикатрисой отражения, имеющей как диффузную (широкую в угловом смысле), так и квазизеркальную (узкую в угловом смысле) компоненты. Полученная формула позволяет правильно описывать зависимость мощности лазерного локационного сигнала от дальности до поверхности как в прозрачной земной атмосфере (на начальном участке трассы локации), так и в оптически плотной земной атмосфере (на больших расстояниях от лазерного локатора до поверхности).

Литература

[1] Voronovich A.G. Wave scattering from rough surfaces. New York: Springer-Verlag, 2012. 244 p.

[2] Bass F.G., Fuks I.M. Wave scattering from statistically rough surfaces. Oxford: Pergamon Press, 1979. 537 p.

[3] Harvey J.E., Krywonos A., Vernold C.L. Modified Beckmann - Kirchhoff scattering model for rough surfaces with large incident and scattering angles // Optical Engineering. 2007. Vol. 46. No. 7. P. 78002-1-78002-10. DOI: 10.1117/1.2752180 URL: http://spie.org/Publications/Journal/10.1117/1.2752180

[4] Basu S., Hyde M., McCrae J.E., Fiorino S. Scattering from rough surface in presence of atmospheric turbulence // Proc. of SPIE. 2013. Vol. 8732. P. 87320G1-87320G9. DOI: 10.1117/12.2016105 URL: http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=1689784

[5] Запевалов А.С., Лебедев Е.Н. Моделирование статистических характеристик поверхности океана при дистанционном зондировании в оптическом диапазоне // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 7. № 1. С. 28-33.

[6] Основы импульсной лазерной локации / В.И. Козинцев, М.Л. Белов, В.М. Орлов, В.А. Городничев, Б.В. Стрелков. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 572 с.

[7] Rogatkin D.A., Tchernyi V.V. Scattering of the transmitted light by a randomly rough dielectric surface // Progress in Electromagnetics Research Symposium. 2005. Hangzhou, China. P. 686-690.

[8] Медведев Е.М., Данилин И.М., Мельников С.Р. Лазерная локация земли и леса. Красноярск: Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, 2007. 230 с.

[9] Тимофеев Ю.М., Васильев А.В. Основы теоретической атмосферной оптики. СПб.: СПбГУ, 2007. 152 с.

[10] Белов М.Л., Орлов В.М. О мощности, регистрируемой лидаром при зондировании в атмосфере поверхности с комбинированной индикатрисой рассеяния // Оптика атмосферы. 1991. Т. 4. № 10. С. 1066-1069.

[11] Ticconi F., Pulvirenti L., Pierdicca N. Models for scattering from rough surfaces. URL: http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/16082.pdf (дата обращения: 13.02.2017).

[12] Копилович Л.Е., Фукс И.М. Индикатрисы рассеяния и альбедо сильношероховатых поверхностей // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 1981. Т. 24. № 7. С. 840-850.

[13] Долин Л.С., Савельев В.А. К теории распространения узкого пучка света в стратифицированной рассеивающей среде // Известия высших учебных заведений. Радиофизика. 1979. Т. 22. № 11. С. 1310-1317.

[14] Карасик В.Е., Орлов В.М. Лазерные системы видения. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 478 с.

[15] Белов М.Л., Городничев В.А., Козинцев В.И. Рассеяние лазерного пучка на неровной земной поверхности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2004. № 3. С. 79-90.