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“棱镜门”持续发酵 激光窃听上演“道高一尺魔高一丈”

  1.2离焦量分析

  通常情况下由于探测过程中激光束不可能完全聚焦于光敏面上,有一定的离焦量。因此经光敏面反射后形成一定束角的反射光。另外,还有部分光因孔径的限制而被遮挡。根据文献[6],设“猫眼”的光学系统的孔径为D,焦距为f。利用几何光学可以导出有效孔径D′:

  D′=fD/(f+2d)

  式中,d为离焦量。

  分析上式可以说明,当D很小,即Dnf时,D与D′的值相差不大,这样被光阑遮挡的光线可以忽略不计。反之,离焦会产生一定的回波发散角。由几何光学公式可以推导出:

  θs=2tan-1[dD/(f+2d)f]

  对于一般的光学系统,有fmd,fmdD,则θs可以进一步简化为:

  θs=2dD/f2

  所以,“猫眼”光学系统的焦距越长或离焦量越小,回波发射角越小;光学孔径越大,回波发射角也就越大。

  1.3回波功率Pro与离焦量d分析

  激光主动探测系统可探测到的光功率与发射的光峰值功率、束散角、目标尺寸、大气等因素有关。设激光的发射角为θ0,探测目标的距离为R,则从探测器发射到目标的光斑面积为:

  S=πD2/4=1/4πR2(θ0)2

  假设光在大气中传输是遵循几何光学原理,大气是均匀且各向同性的,激光光束的能量分布近似均匀,设单程大气透过率τ,激光脉冲峰值功率P,则在距离R处激光光斑的单位面积功率为:

  Ps=Po/Sτγτ

  设接收系统孔径面积Ar,目标光学系统的有效接收面积为As,光学系统“猫眼”效应的反射系数ρs,“猫眼”目标回波功率为:

  1.4窃听原理

  当声波作用于“猫眼”目标时,引起光学系统振动,使其偏离原来位置,不同的位置对应不同的入射角度,不同的入射角度对应不同的离焦量(如图2所示),不同的离焦量引起反射光的发散角不同,最终引起探测回波信号功率的不同。

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