毫米波被动探测信号的熵特征研究

针对毫米波被动探测系统中以幅度值作为判决特征时,容易将无源干扰(如平面金属、地面积水等)误识别为装甲目标的问题,提出了毫米波被动探测信号的新特征量——熵。从毫米波被动探测典型地物目标的天线温度基本组成出发,提出了熵的提取方法。对一定样本量的地物探测信号进行熵特征分析,结果表明装甲目标的熵与平面金属及地面积水有明显差异,对装甲目标识别的研究提供了新的分析思路和理论指导。     

背景和装甲目标毫米波被动探测统计特性研究

根据背景和装甲目标不同的毫米波辐射机理,采用不同的统计方法得到了背景和装甲目标的不同统计特性。针对背景的不均匀性造成的背景辐射特性的非单一性,提出了采用假设检验的方法得到背景的统计分布;针对装甲目标难以得到统计分布的特点,提出了以目标信号复杂度为特征量的装甲目标辐射特性的统计方法。为毫米波被动探测地物及装甲目标识别方法的研究提供了必要的理论依据,具有切实可行的指导意义。     

电光调制在被动综合孔径成像探测中的应用

介绍了一种新型被动综合孔径成像探测方法:视场辐射信号被接收和放大后,通过电光幅度调制将其幅度和相位信息加载到光波上,经光纤传输在末端形成阵列,通过光学系统直接成像,将视场实时恢复出来.该方法可实现工作在微波、毫米波和太赫兹波段的高分辨力实时成像探测的目的.深入分析了电光调制器在综合孔径成像探测中的应用,建立电光调制模型,讨论了在小信号调制下的电光幅度调制近似理论.通过数值计算与仿真分析,得到综合孔径成像探测中电光调制器的调制信号强度限制的有关结论.结果表明,利用上变频电光调制技术和光信息处理,所得到的成像仿真图的半峰全宽和信噪比性能都优于传统的基于下变频技术的成像仿真结果.     

基于被动毫米波图像的金属目标特征提取方法[BT)]

针对探测金属目标时其中心难以确定的问题,提出了分割被动毫米波辐射图像过渡带的算法以精确获取其几何尺寸及特征;通过实测金属立体目标的辐射数据矩阵进行成像,对毫米波辐射图像进行基于Canny算子的边缘检测与分析,结合金属目标辐射特性以及天线参数分割目标边缘过渡带,计算金属目标的面积、周长并提取其中心位置;实验结果表明,该方法误差控制在9.3%以内,可以精确提取金属目标几何特征及目标中心。     

基于MODTRAN模型使用被动傅里叶变换红外光谱技术对生物气溶胶的探测研究

利用MODTRAN模型在水平低仰角探测模式下,对生物气溶胶探测的问题进行了分析讨论.用傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术对生物气溶胶进行探测研究.首先介绍了MODTRAN模型的大气模式和廓线,根据FTIR光谱技术对生物气溶胶的被动探测要求,利用辐射传输理论和最简单的三层模型,仿真计算得到大气背景和目标生物气溶胶之间的辐射亮度差?L,然后对?L进一步差值得到信号?2Lt,同时再结合光谱仪自身的噪声等效辐射亮度值,得到实际情况下的信号值?2Lt;最后根据探测条件和MODTRAN提供的大气模式,使用被动遥测红外光谱方法预测每种大气模式下生物气溶胶的探测限浓度.每种大气模式下探测限浓度的不同,是因为边界层温度、透过率和背景辐射亮度的不同所导致,同时还与生物气溶胶的吸收系数有关.研究表明,FTIR光谱被动遥测技术能够探测到生物气溶胶的存在,进一步说明探测生物气溶胶的可行性,也为生物气溶胶实际探测提供了一种方法.     

数字多波束目标被动定向仿真技术研究

对被动工作方式来说，目标方向是水下探测系统最重要的估计参数。本文以被动多波束目标方位估计的三波束抛物线法为基础，提出了一种对多波束目标定向进行数字仿真研究的实用方法，该方法包括目标被动仿真信号的产生、被动多波束输出信号的产生、以及被动多波束目标定向等的仿真研究。利用本文开发的仿真软件，进行了大量的仿真试验。试验的结果验证了本文所采用的理论及方法的实用性和有效性。     

波束方向探测技术的注入式仿真系统验证

这篇文章主要介绍采用功率探测仪方式的注入式仿真系统对波束方向地面探测试验系统进行验证的系统设计和软、硬件控制与实现。通过向注入式仿真系统输入模拟目标星在不同位置发射的信号功率,以及目标星在平台坐标下的角度和位置信息,一方面确定地面探测试验系统技术方案的可行性和检测相关设备的性能,另一方面验证对目标星发射天线主波束方向的探测是否满足精度要求。通过仿真试验证明该注入式仿真系统不仅使用方便、节约成本,而且通过控制相关仪器设备能够准确记录地面探测试验系统对目标星仿真数据的计算信息,进而实现验证。     

典型光谱吸收模型对静止轨道毫米波辐射分析

为分析我国未来拟发展的高轨静止卫星毫米波大气辐射特征,选择最佳模拟其毫米波辐射的光谱吸收线库方案,选取了三种基于典型光谱吸收线库逐线吸收模型（毫米波传播模型(MPM)、罗氏模型(ROS)和高分辨率分子吸收传输模型(HITRAN)）,针对拟新增的静止轨道毫米波探测频率424 GHz,分析了三种大气吸收模型模拟该频率大气吸收系数随大气温度、大气压强和大气湿度的变化差异。构建了一种多层毫米波辐射传输模型,利用上海探空站加密观测数据,模拟风云三号B星微波湿度探测仪(FY3B/MWHS) 183.31 GHz三个毫米波通道辐射值,并与真实观测值对比,分析三种光谱吸收线库在模拟海陆边界地区毫米波辐射时的性能差异。分析结果表明,对于424 GHz通道三种大气吸收模型对大气温度、大气压强和大气湿度的敏感变化趋势一致,数值上MPM模型与ROS模型更接近,HITRAN模型要显著低于其他模型。对于183.31 GHz,在海陆交界地区MPM模型模拟误差相比ROS和HITRAN模型最小,所有模型的第五通道模拟误差比第三通道和第四通道要小。     

光纤探测方式下全积分球与半积分球性能对比研究

为比对全积分球和半积分球在光路传输、输出信号上的差异,根据积分球基本原理分别建立了全积分球和半积分球的光学传输模型,推导了两种积分球在光纤探测方式下的输出信号强度表达式,并从理论和实验上对这两种积分球的探测性能进行了比对。结果表明,全积分球与半积分球的输出信号和探测灵敏度均与积分球涂层反射率、积分球半径、光纤数值孔径角有关;半积分球性能是否优于全积分球取决于漫反射涂层以及平面反射镜反射率的选取。当理想情况下平面反射镜的反射率等于1时,半积分球的信号强度是全积分球的2倍。     

全波形激光雷达回波信号建模仿真与分析

全波形回波信号建模仿真与分析是全波形激光雷达探测技术的一项重要研究内容。针对激光束在目标场景中投影点的获取问题,提出了一种基于激光束空间边界的光线求交快速算法,运算效率高,稳定性好。基于激光雷达信号的时空分布特性,推算出目标场景对信号的响应函数,建立二者的作用过程模型。并针对全回波检测技术中的距离选通探测模式,对目标回波信号与距离选通门限的位置关系进行了分类建模和分析。在研究以上三项关键技术的基础上,构建了全波形激光雷达回波信号仿真系统,仿真实现和分析了不同距离选通门限条件下的全波形回波信号特性,并生成了复杂场景下隐蔽目标的全波形激光雷达数据。     

8MM Radiometric Simulation Detection Based on Optical Image

Widely applied in the fields of guidance and remote sensing, millimeter wave radiometer is a typical passive detection system. Radiometric simulation detection based on optical image is presented as a new approach of target detection. In this paper, we mainly discuss the design proposal of software structure and the output results of simulation system. We have developed 8mm radiometric target detection simulation system, which exactly simulated radiometric target detection by the working procedure, simulation environment and technical parameters. All adoptive data is measured and collected by our lab for many years. So the result is acceptable. It is greatly helpful to detect specific target and improve radiometric hardware design.     

红外热波技术在装甲装备故障诊断和缺陷检测中的应用

针对装甲装备典型故障诊断操作复杂及缺陷检测效率低下等问题,将国外装备维修中广泛应用的红外热波技术引入到装甲装备维修过程中。简要介绍了红外热波技术的基本原理及特点,系统分析了信噪比和热激励2个因素对检测效果的影响,并成功实现了装备发动机动力不足的故障诊断和装甲板裂纹的缺陷检测。试验结果表明:该技术能够在不解体的情况下实现发动机动力不足故障的准确定位,同时能够在3.5 s之内实现装甲车底板裂纹等缺陷的快速检测。     

Research on Antenna Temperature Contrast of Metal Solid Objects

It is necessary to study the radiation characteristic of metal solid objects for millimeter wave passive guidance. On basis of discussing the grounded theory, the antenna temperature contrast formula of metal solid objects is presented. Furthermore equivalent radiometric section coefficient based on scale-shrinking measuring theory is proposed in favor of engineering applications. The data error between 8mm theoretical calculation and actual measurement are mostly below 1K. So equivalent radiometric section coefficient gives a virtual way for engineering calculation and measurement of metal solid objects.     

Enhanced Raman scattering based on fabry‐perot like resonance in a metal‐cladding waveguide

A liquid‐core metal‐cladding waveguide structure of millimeter scale is designed to enhance Raman signal via the excitation of Fabry–Perot‐like resonance. Theoretically, an oscillating field distribution covering the whole guiding layer is generated by the multireflection at the two metal interfaces. The large detection area covers the whole sample chamber because of the oscillating nature of excited high order modes with concentrated intensity. By adding metal nanoparticles, the Fabry–Perot‐like resonance can be combined with local surface plasmons resonance to further enhance the light‐matter interaction with the target molecules, which is also confirmed by the experimental results. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Experimental Research on Optimal Millimeter Wave Radiometric Images

Widely used in remote sensing and guidance, radiometer is a typical passive detection system. However, it is an important problem to improve the millimeter wave radiometric imaging resolution. On basis of discussing imaging theory of radiometer, this paper presents the way to get optimal radiometric images by experimental research. The experimental result shows the satisfying images can be obtained by the matching of the parameters.     

Millimeter Wave Passive Detection Simulation System

In this paper, millimeter wave Radiometer Dynamic Simulation system (RDS) is presented as a typical pre-verification system. Before designing hardware circuit, we can utilize RDS system to simulate radiometric working orders by presetting its technical parameters and simulation environment. Thus it can improve radiometric validity and accuracy on target detection and pattern recognition. On the basis of discussing radiation characteristic and mathematical model, a system framework was proposed.     

Even Modes of a New Transmission Line Based on Semi–Open Dielectric Rode

An original transmission line based on a planar waveguide splitter with central dielectric filling is proposed. A rigorous electrodynamics model is presented for calculating propagation and attenuation parameters of even eigenmodes. The presence of the lowest quasi–H wave having low dissipation loses was detected in the spectrum of hybrid modes. Numerical experiments prove that new line is very promising for different millimeter wave applications, such as antennae and three-dimensional integrated circuits (TDIC).