地面对激光雷达信号散射的统计研究

郭冠军; 邵芸

doi:10.7498/aps.51.228

摘要

从理论角度研究了利用高斯光束照射远场目标时,激光散斑的统计特性.导出了散射光场的自相关函数和光强度的二阶矩的解析表达式,计算了激光散斑的面积.研究表明:在接收面上,光强的分布与目标表面高度的相关长度和均方根高度密切相关,激光散斑面积和散斑光强的相关系数只与激光束腰的尺度有关,与目标的均方根高度和相关长度无关.

关键词:

Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｅｌｄａｔｕｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｐｅｃｋｌｅｐａｔｔｅｒｎ ,ｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｅｆａｒｆｉｅｌｄｕｎｄｅｒｔｈｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｏｆａＧａｕｓｓｉａｎｂｅａｍ ,ｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｔｈａｔｔｈｅｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｕｒｆａｃｅｓａｒｅｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｅｌａｓｅｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ.Ａｎａｌｙｔｉｃａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔａｎｄｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｍｏｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｒｉｖｅｄ,ａｎｄｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｓｐｅｃｋｌｅｃｅｌｌｈａｓｂｅｅｎｃｏｍｐｕｔｅｄ.Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｍｅａｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｓｐｅｃｋｌｅｐａｔｔｅｒｎｓｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｔｈｅｌａｔｅｒａｌｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｌｅｎｇｔｈｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ.Ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｓｐｅｃｋｌｅｃｅｌｌａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅｏｆｔｈｅｓｐｅｃｋｌｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｅｓａｒｅｓｈｏｗｎｔｏｂｅｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｉｎｇｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆａｓｕｒｆａｃｅ,ａｎｄｏｎｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｌａｓｅｒｂｅａｍｗａｉｓｔ.

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