干涉式被动亚毫米波成像系统（英文）

通过特殊设计的高精度SMMW器件,实现了一套基于二单元干涉仪的干涉式辐射计系统.针对该系统的自身特点,作者提出了点源目标响应定标方法来降低系统误差.系统完成后,分别进行了干涉条纹实验和点源目标成像实验.经测试,系统的线性相位误差小于2°,角分辨率优于0.57°.系统实测性能和理论分析结果一致.以上研究为今后设计高分辨率亚毫米波干涉式成像辐射计提供了重要的参考价值.     

基于高速数字相关器的太赫兹干涉仪系统研究

干涉仪利用通道间的相关运算进行测量,是干涉式成像的基本单元。太赫兹成像在安全检查、军事侦查等方面有着广泛的应用前景。将干涉成像测量引入太赫兹领域后,为解决相关运算中高速信号的相位同步问题,该文提出基于低速FPGA控制的交叉同步方案,用低硬件代价解决高速采样信号的相位同步问题,并完成了一套多通道高速数字相关系统。系统的最高采样速率为5 GHz, ADC有效位数大于等于6位,相关器积分时间可调。最后,利用该数字相关器和相应的太赫兹微波元器件搭建了中心频率为0.44 THz的干涉仪,并得到了清晰的干涉条纹,其线性相位误差小于2 。该研究为今后设计太赫兹干涉成像仪提供了基本单元。     

干涉合成孔径辐射计的相位误差分析

干涉合成孔径辐射计是一种被动成像手段,可以根据目标和背景的亮温差别,实现目标探测功能,在揭露伪装、发现隐蔽目标方面有应用价值。介绍了干涉综合孔径辐射计成像基本原理,给出了一种毫米波干涉综合孔径成像系统的系统结构,分析了通道间相位误差对其性能的影响,设计了消除相位误差的校准方案,并对校准方案进行了仿真分析。     

一种空间微动目标宽带雷达干涉三维成像方法

空间微动目标3维成像在目标特征信息感知方面具有优势,对于实施空间目标成像、分类、识别等任务具有重要现实意义。据此,该文针对L型天线阵列成像系统,提出一种基于改进的粒子群优化的空间微动目标宽带雷达干涉式3维成像方法。首先,分析了目标回波信号的微多普勒特性,建立参数化表征模型。其次,基于所提优化算法重构各天线回波信号的微多普勒相位项,通过对各回波信号相位项的干涉处理,获得干涉相位差,并推导干涉相位差与目标空间坐标的关系,从而重构真实3维坐标,获得微动目标3维图像。相较于已有方法,所提方法基于干涉式成像思想,在无遮挡和有遮挡效应的条件下,均可重构微动目标真实空间坐标和3维图像,并且具有较好的鲁棒性。最后,仿真计算验证了该方法的有效性。     

反远距成像相移剪切散斑干涉检测系统

为了扩大传统剪切散斑干涉仪的检测视场,设计了一种反远距成像迈克尔逊式剪切散斑干涉系统。采用负透镜组与标准成像镜头组成反远距成像系统,分析了光路的成像参量,并利用ZEMAX软件进行了模拟;讨论了发散光路时间相移的非均匀性,采用等步长相移算法进行相位解算可以弥补非均匀误差;并对中心加载的橡胶平板进行了测量。结果表明,该系统能有效地扩大成像视场,采用3片焦距为-75mm的平凹镜片可以实现70°视场角的散斑干涉检测,通过调整平凹镜片的焦距和数量可以实时调整成像视场。     

一种基于共轴干涉的相位物体定量成像技术

为了实现生物组织及相位光栅等透明相位物体的快速定量相位测量与成像,基于共轴干涉及相衬干涉原理,构建了一套相位物体定量相位快速测量与成像系统。分析了定量成像原理,设计了相应的相位提取及恢复算法。通过拍摄单幅或两幅相衬图,实现了相位光栅、水滴等小相位变化的相位样品的定量相位测量与成像。设计了相应的分区差分相位解包裹算法,实现了相位值超过π的微透镜的定量相位测量与成像。结果表明,通过该系统测量所得到的全息相位光栅的相位分布以及不同超声驱动电压下弱超声驻波光栅的相位振幅变化关系与其它方法所得的测量结果基本一致;微透镜的实验测量厚度值与理论计算值相比,绝对误差约为0.03μm。本系统具有一定的可行性和适应性,在生物细胞和组织等透明相位物体的快速测量与成像方面有潜在的应用意义。     

基于FPGA的干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原研究

对目标的实时探测与识别是当前干涉式红外成像光谱仪领域研究的热点问题,而光谱仪实时光谱复原是有效解决该问题的前提。利用可见光相机模拟干涉仪而得到干涉图信号,利用高速大容量FPGA芯片设计了一种干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原系统。系统主要由干涉图数据预处理、实时光谱复原以及光谱显示等模块组成,以流水线方式运行,能够实时输出目标的光谱信息,具有运算速度快、体积小、便于算法升级等优点,为光谱仪对目标的实时探测与识别研究奠定了良好的技术基础。     

像面干涉成像光谱技术中的复原方法

与传统的干涉成像光谱技术相比,像面干涉成像光谱技术具有高光通量、高光谱分辨率、高目标分辨率等优点。在介绍像面干涉成像光谱技术的基本原理基础上,提出了通过推扫横向剪切分束器对目标进行探测的方法,省去了传统推扫方法中提取物点干涉信息时的图像配准过程。研究了信息处理中去直流项、切趾等预处理问题,分析了相位误差校正方法及各种方法的优缺点。搭建Sagnac型像面干涉成像光谱实验装置进行了光谱重构实验,复原了被测光源的光谱曲线,并复原了探测目标在各个谱段的光谱图像。     

金属网栅耦合的光泵腔式亚毫米波激光器

采用电感性金属网栅作为光学谐振腔的反射镜和反射镜和输入输出耦合器，设计制作 了长度分别为１００ｃｍ、２０ｃｍ和１０ｃｍ的Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ腔式亚毫米波激光器，分别用ＴＥＡ－ＣＯ２激光器的１０Ｒ（８）线和９Ｒ（１６）线洋浦源，成功地获得光泵ＮＨ３分子亚毫米波激光，根据Ｆ－Ｐ腔的多光束干涉特性，动用量子系统的密度四理论，对上述激光器光学特性和ＮＨ３分子亚毫米波激光的频谱特性进行了理论研究。     

利用360 GHz辐射计高空探测目标研究

亚毫米波会被大气严重吸收,因此在底层大气中进行金属目标的被动探测很困难。提出了一种利用360 GHz亚毫米波辐射计在高空探测目标的方法。介绍了360 GHz辐射计系统的结构。利用MPM模型计算了大气辐射温度和目标的天线温度对比度。在地面温度为0℃、相对湿度为20%的天气条件下对辐射计进行了定标实验,并对地面上方3 m处的0.5 m×1m金属目标进行了探测试验。计算和试验结果表明,天线温度对比度的计算模型是可行的。在地面温度为20℃、相对湿度为20%的天气条件下,处于5 km高度的360 GHz辐射计对1 m×5 m目标的探测高度为0.3 km,而对10 m×20 m大目标的探测高度为2 km。     

Primary trends in superconductive microwave radioelectronics

Primary trends in superconductive microwave radioelectronics in millimeter-wave (MMW) and submillimeter-wave (SMMW) bands are presented with applications in the fields of (1) the radiometer—a matrix receiving system for passive imaging in the MMW and SMMW bands, (2) the Josephson junction-based MMW and SMMW band oscillators, and (3) the Josephson effect-based devices for weak microwave signals such as the Josephson frequency-meter and spectrum analyzer. The feasibility of realizing the radiometer, and the MMW and SMMW oscillators is discussed. The experimental parameters of the Josephson frequency-meter designed in “Iceberg” follow.     

亚毫米波激光的应用领域及应用前景

阐述了亚毫米波研究、开拓的重大意义,重点介绍和分析了亚毫米波激光在基础学科、天文物理、医学生物学研究以及军事、通信、工程等领域的应用及应用前景。     

普遍意义下的干涉仪通道间相位差测量精度分析

传统的干涉仪通道间相位差测量模型是建立在单频电磁波的基础之上的,在应用于调制信号测量时,其精度分析结果有时会出现较大偏差。针对这一问题,利用调制信号相关接收的方法来提取干涉仪通道间的相位差信息,推导并建立了普遍意义下的干涉仪通道间相位差测量精度的理论计算式,并且新的精度计算式对传统计算式具有向下兼容性,并通过仿真对其有效性进行了验证,这对于电子侦察的测向和定位等应用中与干涉仪相关的测量精度分析提供了新的参考。     

全极化微波辐射计数字化引入误差分析

全极化微波辐射计是一种用于海洋表面风场测量的新型被动微波遥感器.数字相关器是全极化辐射计的核心部件.数字相关器的应用相对于模拟相关辐射计具有可配置、集成度高和易于控制的特点.同时,数字化技术会给辐射计带来量化误差和相位抖动误差.具体的误差分析验证了全极化微波辐射计中数字化的可行性.文中详细分析了定量误差,并根据实际工程应用说明了多比特数字化带来的误差可以在系统整体误差中忽略.     

移相器类进动现象对干涉测量的影响

压电晶体(PZT)光学移相器作为移相干涉仪(PSI)的关键部件，其移相误差直接影响被测波面的相位复原精度。分析了压电晶体移相器在移相过程中导致干涉图旋转的原因——类进动，其本质是移相器在伸长的同时其参考镜端面法线方向绕着伸长方向产生旋转。利用典型的Hariharan五步移相算法。得出了类进动现象所导致的波面相位复原误差计算公式，给出了在测试孔径上的误差分布图。对影响误差大小的主要因素如干涉条纹的宽度、旋转的角度和测试口径等进行了具体分析，由此推导出在移相干涉仪光学调整过程中控制干涉图旋转误差的准则。     

基于光子学处理技术的被动毫米波成像

提出了一种采用电光调制和光子学处理技术的被动毫米波扫描成像方法.该成像方法中辐射计通过电光调制将毫米波信号转换到光波频率,采用光子学滤波器和光电探测器进行信息获取和处理.阐述了毫米波辐射信号光子学处理的工作原理,研究了器件参数对信号转换的影响,分析了该处理方法中系统的噪声特性.依据上述原理设计了一个基于光子学技术的机械...     

基于CCD标定的微像素精度图像定位技术

基于光电成像器件CCD的点目标定位技术被广泛运用于天文定位、侦察等民用及军用方面。传统点目标定位精度一般为亚像素级,受CCD自身成像误差限制,目标定位精度难以大幅提高。提出通过干涉条纹对CCD进行标定,从而得到CCD频域像素响应函数的精确表达式,由此重构高质量的目标入射光场图像,进而提高光电成像系统对点目标定位的精度。首先建立了干涉条纹标定CCD及目标光场图像重构的理想模型,并通过仿真验证了点目标图像重构效果以及最终点目标的定位精度。仿真结果表明,经干涉条纹标定CCD后,重构的目标光场图像质量得到大幅度的提升,接近于CCD像面前入射光场图像,通过高斯曲面拟合得到点目标形心坐标及其微位移的提取精度均达微像素级别,相比于传统的亚像素定位,定位精度得到了大幅度的提高。     

The principle of a double crystal electron interferometer.

Sinusoidal interference fringes have been observed recently using a double crystal interferometer and convergent beam electron diffraction techniques. However, the formation mechanism of the interference fringes is not understood completely. In this paper, we explain this effect using wave theory and discuss the coherence conditions necessary for this special interferometer. The excitation errors of partial exit waves leaving a crystal, which is used as a wave splitter, are found to be responsible for the formation of the interference fringes. The double crystal interferometer used in the electron diffraction manifests a new interference mechanism. Compared with two-beam interference in real space, we observe the interference effect in the reciprocal space, i.e. in the Fourier space. This effect may enable us to undertake holography in the Fraunhofer diffraction plane and measure both the phase and amplitude information of reflections. The phase information of reflections contains information on the position of atoms and the symmetry of a unit cell. Furthermore, such an interferometer has no rigorous coherence conditions.     

Automatic measurement for dielectric properties of solid material at 890 GHz

An automatic measurement system has been used to measure the complex dielectric constant of solid materials at 890GHz. This instrument can be used as a two-beam interferometer for determining the refractive index or as a transmitter for measuring the absorption coefficient of dielectric materials at FIR and SMMW frequency. The results for seven low-loss solid materials and the accuracy of the measurement are presented.