混浊介质180°后向散射特性参数测定系统的原理

根据“黑箱化”唯象理论,设计了研究混浊介质180°后向散射特性的系统,对该测定系统的工作原理和测定原理进行了阐述。     

混浊介质线偏振入射光180°后向散射特性参数的测定

利用生物组织等混浊介质偏振入射光的 180°后向散射特性 ,可以反映该介质的内部结构信息。介绍了把混浊介质“黑箱化” ,用旋光度α ,保偏度 β ,反射率r来表征这种散射特性 ,设计了测定特性参数的实验系统 ,并对不同浓度的牛奶的去离子水溶液进行了测定 ,当浓度为 2 5 %时 ,α =3°,β=0 .15 ,r =0 .0 9。改变样品的浓度 ,3个参数也发生不同程度的改变。     

混浊介质后向散射Mueller矩阵的一种测量方法

设计了一种测量米勒(Mueller)矩阵的斜入射正接收的实验装置结合新的数据处理算法,测量了仿生物组织和真实生物组织的后向散射Mueller矩阵.利用该法对生物组织等混浊介质后向散射Mueller矩阵进行研究,在混浊介质榆测和医疗诊断等方面有潜在的应用价值.     

混浊介质的浓度对其180°后向散射特性的影响

根据“黑箱化”唯像理论 ,利用混浊介质 180°后向散射特性的系统对不同浓度的牛奶与去离子水的混合溶液的后向散射特性参数进行了测定 ,得到了浓度对散射特性的影响关系     

光辐射在混浊液态食品介质中的传输模型的研究

研究了光在液态混浊食品介质中的传输过程.首先对光辐射与粒子之间的相互作用过程进行了理论分析.在此基础上,建立了适合测量后向散射系统的光传输的二级散射模型,得到了光信息与物质特性之间的解析关系.为了验证理论模型的应用,以典型混浊液态食品介质全脂牛奶为实验样品,设计了双光纤空间分辨测量系统·在径向距离3～5mm变化的范围内,测量全脂牛奶的后向散射光强随径向距离的变化关系.结果表明,实验测量的结果与模型计算的结果基本一致,证明了模型在实际应用中的合理性.     

金属目标表面温度场对后向散射偏振结构的影响

文章采用基尔霍夫法和微扰法,探讨了表面为大粗糙度表面和微粗糙表面两种情况 下,入射角、金属目标表面温度场对后向散射偏振结构的影响。根据现有条件设计了实验装置,并用该装置测量了部分实验数据,相关结论对激光探测等领域的研究具有一定的参考价值。     

混浊介质中的目标识别及其在交通安全中的应用

结合迷雾天气中车辆交通安全研究的核心内容——目标识别问题,利用斯托克斯/米勒表述和蒙特卡罗方法探讨偏振光在大气这类混浊介质中的传输规律,利用反射米勒矩阵对混浊介质中隐藏的目标物体进行识别。数值计算结果表明,在一定距离之内,利用反射米勒矩阵计算的解偏度能够较好地分辨出混浊介质中隐藏的不同物体。结合迷雾天气的具体特点,分析有效识别距离的大小,定量说明了识别距离大于能见距离,高于直接利用人眼识别的水平。     

高散射介质后向扩散散射实验的图像预处理

在高散射介质后向扩散散射实验中,偏振光扩散散射空间光强分布（PDB pattern）图像的几何偏差会影响其对称性,给精确分析带来困难.本文提出的图像预处理采用中值滤波的方法对图像进行去噪处理,运用函数矩理论对pattern的几何偏差进行矫正.实验结果显示,图像预处理能够有效地消除实验系统几何偏差引起的图像不对称性,以提高PDB pattern分析的准确度,有利于该系统应用于实时测量.     

无合作目标测量中目标表面后向散射特性的实验研究

设计并搭建了半球空间内收发同轴的目标表面后向散射特性测量系统,以1 550 nm线偏振、窄线宽激光为光源,在0°~±60°入射角度范围内,通过对具有不同表面微观形貌(研磨、立铣和平铣加工表面)的典型粗糙度比较样块进行后向散射特性的测量,探讨了入射光偏振方向、入射方位角、入射角和表面微观形貌的变化对后向散射特性的影响,分析了这些影响产生的原因,并分析了后向散射场偏振特性的变化。结果表明这些影响因子均对表面后向散射特性产生规律性影响,既有共性规律,也有个性规律.其中,表面微观形貌又决定着入射方位角、入射角等变量变化时对后向散射场能量分布及偏振性质的改变所产生的影响。这一结果为无合作目标测量领域及其他表面测量特性研究领域提供参考及应用价值。     

距离选通水下成像中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法

研究了距离选通水下成像系统中基于等水体后向散射光能量的目标搜索方法,建立了ICCD接收水体后向散射光能量计算模型,给出了单次成像时ICCD 接收水体后向散射光能量的计算公式。通过控制系统成像时的开门时刻和选通门宽,使得系统每次成像时接收到的水体后向散射光能量相等,确定了基于等水体后向散射光目标搜索方法的搜索策略,并给出了搜索策略的仿真计算结果。利用在某次成像中,目标存在会导致系统接收信号光能量增大的特点,给出了目标存在的判别准则,仿真计算结果验证了所提出的判别准则的正确性。     

极化调制假目标干扰的鉴别

采用数字射频存储器(DRFM)技术的转发式假目标干扰对雷达构成了日益严重的威胁,利用极化信息对真、假目标进行鉴别进而剔除假目标,是对抗假目标干扰的一种有效途径.目前的极化鉴别方法只对脉内极化恒定的假目标干扰有效,为此,本文专门研究了真实目标和脉内极化调制假目标的鉴别方法.首先设计了一种对来波极化矢量进行张量积接收的处理方式,目标回波矢量经此处理后,汇聚于四维复空间中一点,而假目标干扰则无规律地散布在该空间中,利用这种差异,以矩阵间的散度作为鉴别统计量设计了鉴别算法.仿真实验结果及分析结论表明,本文方法对真实目标和脉内极化调制假目标均具有较高的鉴别率.     

基于极化联合特征值的雷达弱小目标检测方法

针对海杂波背景下雷达弱小目标检测问题,提出了一种基于极化联合特征值的雷达弱小目标检测方法。该方法利用多极化通道回波数据计算极化相干矩阵的最大特征值,然后将待检测单元的最大特征值与参考单元最大特征值、最小特征值、算数平均值和几何平均值的算数平均之比分别作为检验统计量实现检验判决。仿真和实测数据处理结果表明：基于极化联合特征值的雷达弱小目标检测方法较基于特征值的检测方法性能提高2 dB,较极化检测最优滤波器性能提高1.5 dB,较功率最大综合检测方法、SPAN检测方法性能提高5 dB,极化联合最大特征值-几何平均方法综合检测效果最好。     

红外偏振成像下的弱小目标检测

为了验证红外偏振成像在海杂波中检测弱小目标的可行性,开展了海背景下的红外偏振成像实验。使用未装偏振片和加装偏振片的红外热像仪对海杂波背景下的弱小目标进行了探测,同时采集了相应状态下的数据。为了验证偏振片对海杂波的抑制效果,对采集的数据进行了图像处理。从没有加装偏振片的红外热像仪数据中无法提取测试目标,而从加装偏振片后的红外图像数据中通过图像增强、中值滤波以及边缘检测的图像处理手段提取出了测试目标。     

基于红外偏振成像的目标检测技术

红外偏振成像技术是利用物体偏振度上的差异来对复杂背景下的目标进行探测的。在战场上,由于人造物体和自然景物在偏振度上存在差异,红外偏振成像技术能够提高人们对自然景物及伪装的辨别能力。首先介绍了偏振成像理论及其系统的结构组成,然后对基于偏振图像处理的目标特征提取过程进行了分析,并对偏振图像像质评价方法以及图像融合、分割和特征提取方法进行了研究。最后给出了国外基于偏振成像目标检测技术的应用研究情况,并指出了该技术在军事领域中的应用价值。     

基于IPPV的真假目标极化鉴别算法

针对低分辨率分时极化测量雷达体制 ,研究了弹道导弹突防过程中圆极化天线有源假目标欺骗性电子干扰的鉴别问题。首先分析了有源假目标干扰信号的极化特性 ,分别讨论了干扰信号的IPPV和雷达目标散射回波的IPPV在雷达脉冲之间的变化规律。在此基础上 ,提出了能够有效表征有源假目标和雷达目标极化特性差异的特征参量———IPPV起伏度的概念和定义 ,设计了圆极化天线有源假目标的极化鉴别算法。最后 ,计算机仿真实验验证了本文所提鉴别算法的可行性和有效性     

基于PWF融合的高分辨极化雷达目标检测算法

本文研究了高分辨全极化体制下目标的检测问题.提出了串联检测的思想:首先利用极化信息进行融合增强,改善一维成像质量,然后利用高分辨特性,将目标的检测转化为目标强散射中心的检测.仿真实验验证了PWF改善了成像质量,检测性能也有明显的提高.     

偏振对相干激光雷达目标散射的影响

应用Stokes矢量,Mueller矩阵以及双向反射分布函数4×4矩阵理论。计算了各种发射和接收偏振结构对目标散射信号的影响。建立了偏振可调的CO_2激光相干探测系统,并分别测量了光滑铝板和立方体角目标对各种接收和发射偏振结构的后向散射数据。发现偏振对目标测量(包括激光雷达目标定标)的影响是必须考虑的。     

草地背景中伪装目标偏振成像探测的实验研究

在室内仿真实验平台上对草地背景中的伪装目标和背景在不同观测角度不同波段的偏振特性进行了实验研究。通过分析得到了对伪装目标进行偏振成像探测的最佳角度和最佳波段的范围,并在室外进行了实验验证。实验研究表明,在一定条件下偏振成像可以较好地探测出隐藏于草地背景中的伪装目标。     

雷达动目标极化散射矩阵瞬时测量技术

研究了雷达运动目标的信息获取问题,提出了运动目标极化散射矩阵瞬时测量方法。雷达正交双极化天线同时发射正、负调频斜率线性调频信号,目标的正交双极化回波分别与2个线性调频信号进行匹配滤波,利用正、负斜率线性调频信号的模糊函数特性测量目标时延和多普勒频移,通过求解线性方程组消除极化-多普勒耦合,精确得到目标极化散射矩阵的4个元素。该方法可以在单个脉冲周期内同时获取目标的距离信息、速度信息和极化信息。仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于双波片的偏振调控和偏振测量技术

针对双波片偏振调控结构,基于Stokes-Mueller矩阵偏振算法,对双1/4波片和双1/2波片的偏振调控机理作了详尽的理论分析,得出调控偏振态与双波片快轴方向之间的关系,并追迹其在庞加莱球上的运动轨迹.基于双波片调控结构搭建偏振测量系统,根据入射和出射Stokes矢量构建了投影关系矩阵算法,完成了待测元件Mueller矩阵的测量,并分析了波片的快轴方向误差和位相延迟误差对Mueller矩阵测量结果以及对出射偏振态调控精度的影响.分析结果表明:波片的快轴方向误差控制在±2°内,位相延迟误差不大于λ/300时,Mueller矩阵的最大测量误差为0.040 2,波片自身误差对测量结果的影响可以忽略不计;波片自身误差所引起的方位角误差不大于0.16rad时,快轴方向误差引起的椭率角误差最大不超过0.032 rad,位相延迟误差导致的椭率角误差小于0.015 rad,且对偏振度无影响.