雾环境下激光雷达的传输特性分析

摘要

针对雾霾环境下激光在传播过程中光束能量快速衰减，导致激光雷达系统探测性能降低的问题，对激光雷达在雾霾介质中的传播特性进行分析。首先，系统阐述雾霾粒子的物理特性，包括粒径分布、浓度及激光波长等参数；然后，分析激光在雾霾中的传输机制，结合Mie散射理论及激光衰减模型，比较不同波段激光在雾中的传输性能差异；最后，采用蒙特卡洛方法对激光在雾霾粒子中的传输过程进行建模仿真。仿真结果分析表明，在500 m传输距离下，波长为10.6μm的激光脉冲时延为195.6 ns,而波长为0.55μm时的脉冲时延则高达836.2 ns,脉冲时延随传输距离增长而增加，且波长越短，延迟增长越快。

关键词

Mie散射 / 激光雷达 / 雾霾粒子 / 雾衰减模型 / 蒙特卡洛