数字摄像能见度系统及其比对实验

传统的光学能见度仪分别存在各自的观测缺陷。数字摄像能见度观测系统是采用先进的数字摄像技术,完全仿照人眼观测能见度的原理,根据能见度的定义研制的新型能见度自动观测仪。本文重点介绍了它的基本原理、系统组成、硬件结构以及软件流程。最后给出了数字能见度仪与传统光学能见度仪及人工观测的比对结果。结果显示三者具有相同的变化趋势,但存在一定的观测差异。在降雨等复杂天气条件下,会有较大差异。     

基于数字摄像的测量观测系统设计

在大气能见度观测中,相关研究多集中于白天观测,夜间观测的研究比较少见,而对于昼夜连续观测的研究更是鲜有报道。目前,国内外尚没有完全按照能见度定义研制的大气能见度自动观测仪出现。针对这一问题,基于CCD数字摄像技术,模拟人工观测光学原理,提出了一种能够昼夜进行大气能见度连续观测的方法。该方法基于对目标物获得能见度计算公式,并针对昼夜模式下的系统参数进行修正,能够有效消除外在环境因素和相机自身系统内部因素引发的观测误差。为验证算法的有效性,针对天空遮挡、半遮挡和空旷等不同情况(不同情况,会影响观测环境的亮度,以此测试系统对杂散光的抵抗能力,以及对不同环境的适应能力),搭建了基于该方法的3套原理样机。利用搭建的数字摄像能见度仪(DPVS)在北京地区进行了实际的大气能见度分钟级观测。观测实验表明,基于该方法构建的观测系统,不但具有较宽的观测范围,而且能够有效适应各类复杂天气情况,在雨雪霾等不同天气下,均有较好的观测效果,且无论是在能见度变化较快或者较为缓慢的情况下,DPVS系统均能够进行快速正确的响应。而透过DPVS与散射仪和透射仪这两种标准观测仪器观测结果的对比分析发现,DPVS与前两者的观...     

数字摄像能见度仪夜间观测技术研究

在数字摄像能见度仪夜间观测系统中,光源亮度均匀性难以达标、稳定性受电源系统波动和环境温度变化的影响,给夜间观测结果带来的误差和波动不可忽略.本文提出选择抗震性强、稳定性高、响应时间短的LED（Light-Emitting-Diode）作为夜间观测光源.采用高密度LED阵列组成面光源,在LED发光板四周增加光源反射镜,在其前方增加柔光板,大大提高了光源亮度的均匀性.采用高稳定度恒压驱动模式,同时增加恒流自反馈驱动电路为LED发光板供电,基本消除了电源系统的波动,大大提高了光源亮度的稳定性.采用对目标算法,有效降低了光源亮度随温度变化引起的观测误差.     

具有宽带特性的超材料设计与分析*

分别提出具有宽带负磁导率特性的圆盘结构超材料和具有宽带双负特性的互联圆盘结构左手材料。对任意极化的垂直入射波,圆盘结构超材料可在8.71GHz到15.19GHz的频段上产生负的磁导率,而互联圆盘结构左手材料则可在6.04GHz到7.40GHz的频段上产生双负特性。通过有限元仿真、本构参数提取、表面电流分布计算、结构参数扫描等方法,对圆盘结构进行了详细分析。结果表明,该结构通过外加磁场激励起的电流环路构成磁谐振回路,进而获得负磁导率特性。利用无限划分的方法,分析了该结构实现宽带特性的原理,推导了等效的磁谐振频率和品质因数的计算公式,并给出其等效电路结构。通过参数扫描,分析了贴片半径、基板介电常数、损耗特性和入射角大小对负磁导率特性的影响规律。对互联圆盘结构左手材料,在提取其等效本构参数的基础上,着重分析了电响应特性,详细推导了等效电等离子体频率的计算公式。