| 摘要 | 第1-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 目录 | 第10-14页 |
| 图目录 | 第14-18页 |
| 表目录 | 第18-20页 |
| 1 绪论 | 第20-30页 |
| ·研究背景和意义 | 第20-23页 |
| ·降雨衰减的国内外研究现状 | 第23-25页 |
| ·离散介质中的脉冲传输研究进展 | 第25-27页 |
| ·论文主要内容及结构安排 | 第27-30页 |
| ·论文主要研究内容 | 第27-28页 |
| ·论文结构安排 | 第28-30页 |
| 2 激光定距系统大气传输理论基础 | 第30-43页 |
| ·激光测距距离方程 | 第30-32页 |
| ·激光的大气传输 | 第32-33页 |
| ·大气粒子散射理论 | 第33-42页 |
| ·Rayleigh散射 | 第33-35页 |
| ·角散射截面 | 第34页 |
| ·总散射截面 | 第34-35页 |
| ·Mie散射 | 第35-39页 |
| ·强度分布函数 | 第36-37页 |
| ·微分散射截面 | 第37页 |
| ·散射相函数 | 第37-39页 |
| ·非球粒子散射 | 第39-42页 |
| ·点匹配法 | 第39-40页 |
| ·T-矩阵法 | 第40-41页 |
| ·光线追踪法 | 第41-42页 |
| ·本章小结 | 第42-43页 |
| 3 降雨的物理特性研究 | 第43-55页 |
| ·降雨类型 | 第43-44页 |
| ·雨滴形状模型 | 第44-47页 |
| ·Pruppacher-Pitter模型 | 第44-45页 |
| ·Beard-Chuang模型 | 第45-46页 |
| ·近似椭球模型 | 第46-47页 |
| ·雨滴的下落速度 | 第47-48页 |
| ·雨滴的折射率系数 | 第48-49页 |
| ·雨滴尺寸分布模型 | 第49-53页 |
| ·Laws-Parsons分布 | 第49-51页 |
| ·负指数分布(Marshall-Palmer)分布 | 第51页 |
| ·伽马(Gamma)分布 | 第51-52页 |
| ·其他分布模型 | 第52-53页 |
| ·对数正态分布 | 第52页 |
| ·韦伯尔(Weibull)分布 | 第52页 |
| ·Joss分布 | 第52-53页 |
| ·适于我国的雨滴谱选择 | 第53-54页 |
| ·本章小结 | 第54-55页 |
| 4 雨滴的光散射模型及传输衰减 | 第55-84页 |
| ·球形雨滴的光散射特性 | 第55-63页 |
| ·球形雨滴的光散射模型 | 第55-61页 |
| ·雨滴的Fraunhofer衍射 | 第56-57页 |
| ·雨滴的几何光学散射 | 第57-60页 |
| ·雨滴的散射衰减截面 | 第60-61页 |
| ·球形雨滴光散射分布数值计算 | 第61-63页 |
| ·近似椭球雨滴的光散射特性 | 第63-71页 |
| ·椭球雨滴的光散射模型 | 第64-69页 |
| ·椭球的Fraunhofer衍射 | 第64-65页 |
| ·椭球的几何光学散射 | 第65-69页 |
| ·椭球雨滴光散射分布数值计算 | 第69-71页 |
| ·激光在降雨中传输的能量衰减 | 第71-83页 |
| ·前向散射修正 | 第72-73页 |
| ·降雨衰减的数值计算 | 第73-78页 |
| ·降雨衰减系数 | 第73-75页 |
| ·平行光束的能量衰减 | 第75-76页 |
| ·发散光束的能量衰减 | 第76-78页 |
| ·降雨对激光的后向散射特性 | 第78-83页 |
| ·降雨后向散射系数 | 第78-80页 |
| ·后向散射对激光定距系统信噪比的影响 | 第80-83页 |
| ·本章小结 | 第83-84页 |
| 5 脉冲激光在随机降雨中的传输特性研究 | 第84-101页 |
| ·蒙特卡罗模拟方法 | 第84-87页 |
| ·蒙特卡罗法概述 | 第84-85页 |
| ·蒙特卡罗法模拟步骤和特点 | 第85-86页 |
| ·蒙特卡罗法模拟误差 | 第86-87页 |
| ·基于蒙特卡罗模拟的脉冲激光传输模型 | 第87-91页 |
| ·光子传输模型及统计流程 | 第87-88页 |
| ·脉冲激光传输模型分析 | 第88-91页 |
| ·蒙特卡罗数值模拟及结果分析 | 第91-99页 |
| ·降雨对激光脉冲延时的影响 | 第91-95页 |
| ·衰减系数的影响 | 第92页 |
| ·传输距离的影响 | 第92-93页 |
| ·发射脉宽的影响 | 第93-94页 |
| ·脉冲延时引起的定距误差 | 第94-95页 |
| ·降雨对激光光斑扩展的影响 | 第95-99页 |
| ·模拟光子个数的影响 | 第95-96页 |
| ·传输距离的影响 | 第96-97页 |
| ·衰减系数的影响 | 第97-98页 |
| ·非对称因子的影响 | 第98页 |
| ·光束发散角的影响 | 第98-99页 |
| ·本章小结 | 第99-101页 |
| 6 激光在降雨中的传输特性仿真与实验研究 | 第101-118页 |
| ·实验原理和仪器装置 | 第101-107页 |
| ·实验原理及方案 | 第101-103页 |
| ·实验仪器 | 第103-107页 |
| ·激光发射装置 | 第103-104页 |
| ·激光探测装置 | 第104-106页 |
| ·水滴及模拟降雨发生装置 | 第106-107页 |
| ·模拟雨滴的激光衰减仿真与实验测试 | 第107-114页 |
| ·雨滴散射特性的ZEMAX光学仿真 | 第107-110页 |
| ·实验测试与结果分析 | 第110-114页 |
| ·模拟降雨下的激光传输特性实验 | 第114-116页 |
| ·激光能量衰减特性 | 第114-115页 |
| ·激光光斑扩展特性 | 第115-116页 |
| ·本章小结 | 第116-118页 |
| 7 降雨环境下激光定距性能优化方法 | 第118-138页 |
| ·激光光束准直与整形 | 第118-125页 |
| ·半导体激光器发射光束特性 | 第118-120页 |
| ·椭圆面与双曲面柱透镜准直 | 第120-122页 |
| ·非球面透镜与变形棱镜组准直 | 第122-125页 |
| ·雪崩二级管(APD)探测接收技术 | 第125-132页 |
| ·APD的特性与工作原理 | 第125-127页 |
| ·APD探测接收系统 | 第127-131页 |
| ·测试及结果分析 | 第131-132页 |
| ·大功率激光发射技术 | 第132-137页 |
| ·激光器电源电路模型 | 第133-134页 |
| ·可调高压驱动电路 | 第134-135页 |
| ·电路仿真与实验 | 第135-137页 |
| ·本章小结 | 第137-138页 |
| 8 结论与展望 | 第138-141页 |
| ·全文总结 | 第138-139页 |
| ·论文主要创新点 | 第139-140页 |
| ·研究展望 | 第140-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 参考文献 | 第142-152页 |
| 附录 | 第152-153页 |