吸收散射型伪装遮障微波散射特性研究

借助有耗介质板模型研究了伪装遮障材料电磁参数对材料散射、透射和吸收性能的影响,初步得出了材料电磁参数可能选择的范围.采用周期结构模型和Split-Field Periodic FDTD法(基于分裂场的周期结构时域有限差分法)研究了吸收散射型伪装遮障微波散射特性,通过数值计算分析了网孔尺寸、材料电磁参数、入射波频率以及入射角度等因素对伪装遮障电磁散射特性的影响,得出了一些有参考价值的结论.     

伪装遮障热红外辐射温度计算

文中建立了伪装遮障的室内测试模型与野外使用模型,并给出了不同模型伪装遮障热红外辐射温度的计算方法.该计算方法基于辐射传热分析,比原有方法更合理.室内测试模型可作为热像仪测量伪装遮障表面发射率的参考;野外使用模型可作为伪装遮障表面发射率设计和伪装效果预估的参考.     

伪装遮障的光学与红外偏振成像

为了研究伪装遮障对抗偏振遥感的侦察效果,采用多波段偏振CCD相机在光学与红外波段获得伪装遮障的偏振图像,并提取其中的偏振信息.研究发现:在表面形态一定的情况下,伪装遮障散射光的偏振信息受光线入射角和表面反射率的影响较大.偏振信息对遮障的表面粗糙度和空间结构非常敏感,可以增强图像中目标与背景的对比度,提高识别准确率.伪装遮障和自然背景的散射光偏振度和偏振角信息有较大差别,因而,根据偏振信息成像可以有效地识别出图像中的伪装遮障,偏振成像在伪装目标识别方面具有重要的军事应用价值.     

基于伪装结构兼容设计的目标RCS仿真分析

伪装遮障是掩盖工程施工活动的有效措施,支撑骨架一般采用轻钢结构,其金属材质与外部构型,在雷达侦察下,会形成强散射暴露工程位置。本文针对伪装与结构的兼容设计,在满足结构稳定性和伪装隐蔽性的同时,通过对比同等遮障面积下不同钢柱截面的用钢量,得出优先采用方形截面柱以提高经济性的结论。同时,对大跨度遮障柱网的布局给出合理建议。随后,利用电大尺寸仿真,分类计算了多种仿形屋面结构随雷达威胁方向变化的远场RCS值,分析了多种起伏特征对结构RCS的影响规律,研究结果表明,根据地势的不同,对屋面设置特定方向的起伏能有效规避强散射的形成,可为防雷达伪装遮障的方案制定提供设计依据。     

一种液控可调透明吸波结构

提出一种液控可调透明吸波结构。该结构由双方环频率选择表面结构、透明介质层和导电底板构成。介质层包括上下两层液体介质填充层,通过注入不同电参数的液体介质,实现吸波结构吸收率的调控;通过注入不同颜色的液体介质,实现结构表面颜色的变化;采用液体介质循环注入方式和流速控制,可调控结构表面温度。提出的结构有望应用于光学、红外和雷达多波段融合伪装装备,同时为背景自适应伪装奠定基础。本文主要研究注入液体介质对吸波性能的影响规律。仿真结果表明:改变液体介质注入模式和介质种类可以在4~18 GHz 频带内实现10 dB 以上反射率大幅动态调控,并且该吸波结构具有同时对光学和红外特性进行调控的潜力。     

利用热红外偏振成像技术识别伪装目标

介绍了热红外偏振测量的原理，采用利用偏振信息在红外图像中识别伪装遮障的方法研制了一台热红外偏振成像仪，编写了偏振信息分析软件。利用该系统对地物背景（土壤）中的不同种类金属目标板及红外伪装遮障进行了热红外偏振成像探测实验。结果表明：在利用热红外偏振探测系统获得的Stokes矢量图中， 地物背景、金属目标板及红外伪装遮障的热红外偏振特性各不相同，并且和其红外辐射强度无关，相对红外强度探测更容易从地物背景中识别出金属目标板及红外伪装遮障。     

卷帘式遮障对抗红外成像制导武器

分析了目标红外特征及传统红外伪装手段的缺陷.以静态红外伪装网技术为基础,结合动态伪装技术概念,提出卷帘式遮障对抗红外成像制导武器的设想.介绍卷帘式遮障的设计思想、使用和回收方法,并对其伪装效能作了理论评估.卷帘式遮障作为一种主动防护手段,可以有效降低红外成像制导武器威胁.     

热红外伪装技术的研究现状与进展

热红外伪装技术在现代战争中的重要性日益凸显。在阐述其原理的基础上,综述了热红外伪装技术的主要方式,包括热红外伪装涂料技术、热红外伪装网与遮障技术、新型热红外伪装技术。分析了热红外伪装技术的研究现状与进展。     

一种烟幕遮障下的伪装目标协同识别方法

针对单源传感器在迷彩伪装识别特性下的单一性和局限性,提出了一种基于可见光-热红外图像协同识别烟幕遮障下的行人的方法。该方法首先在可见光图像中识别出烟幕遮障,在热红外图像中识别出行人目标,然后利用协同机制最终可以识别出烟幕遮障下的行人。通过本文中实验数据的分析,本文中的方法能够有效地识别出烟幕遮障下的迷彩伪装行人。而且本文中的方法在去除虚警和识别率上都有了大幅度提高。     

多芯片PCB板热布局优化试验研究及数值模拟

应用红外热成像技术,对PCB板芯片组布局优化前后的表面温度进行试验测定,同时利用ICEPAK对PCB板表面温度场进行数值模拟,探索预测芯片组热布局效果的可行途径。试验结果表明布局优化后芯片组表面最高温度较随机布局从151.43℃降低至141℃,降幅为6.89%,布局优化降温效果明显。数值仿真发现PCB板导热系数、发射率、建模方式等因素对结果的准确性影响程度不同: 发射率总体影响较小,而导热系数的影响较为显著,建模时应尽量减少对元件结构的简化。采用改进后的仿真模型对芯片组布局进行计算,结果显示芯片表面温度计算值相对误差最小为0.33%,最大为5.99%,布局优化前后最高温度降低5.61%。仿真值与实验结果符合较好,说明合理运用数值模拟技术可以替代试验对电子元件进行热布局分析。     

地面目标表面温度及红外辐射的计算

目标表面温度和红外辐射的理论计算对红外热像的模拟、控制目标红外辐射进而实现红外隐身等领域有着重要意义。各种复杂因素的影响导致地面目标表面温度的计算非常复杂。边界条件对目标的表面温度理论计算精度有着重要的影响，分析了影响目标表面温度边界条件的各种因素，得到了计算地面目标表面温度的一般方法。以一维导热微分方程为例，计算了某建筑物墙壁外表面温度白天随时间的变化关系，并与实际测量值进行了比较，结果表明理论计算较为准确。最后在此基础上，对目标的红外辐射进行了理论计算和讨论。     

有罩雷达目标表面温度场求解方法

针对雷达目标在军事打击的重要战略地位,提出了一种有罩雷达目标表面温度场求解方法。首先,对雷达目标的结构特性进行分析,在此基础上将有罩雷达目标简化为椭球目标;其次,对雷达目标三维温度场进行建模,在球坐标系下建立瞬态热传导方程,分析边界条件,建立热平衡模型;最后,对雷达目标表面温度场模型及边界条件进行简化,提出了基于降维有限差分的迭代法,对目标表面温度场进行数值求解。利用文中算法得到的温度场分布及生成的红外仿真图像,符合实际情况,其温度变化规律与实际一致,建立的温度场模型及求解方法切实可行,为进一步研究目标红外辐射特性提供了基本参数和理论依据。     

激光加工熔池自由表面形貌的理论研究

报道了激光加工的包含熔池自由表面的准稳态有限元模型。研究表明:Marangoni力和蒸气压力是决定自由表面形貌的内在因素,当熔池温度低于沸点时,前者是主要原因,并且重力方向变化对表面形貌有明显的影响;气流是主要的外在因素,它的分布和大小能明显影响熔池自由表面形貌。     

基于傅里叶模型的雪面辐射特性研究

根据雪面温度域以及热流的周期性特点,在雪地表面热平衡方程的基础上,建立了雪面辐射温度的傅里叶模型。利用此模型不仅可以模拟辐射温度的周期变化,而且可以模拟出雪层参数、雪层下方介质参数、风速、地表空气相对湿度以及雪地表面的不同反照率对辐射温度均值及其起伏的影响。计算中采用了ＦＦＴ算法,提高了计算速度。结果表明,雪地表面的辐射温度与上述环境因素有很大关系。     

海面目标高分辨率卫星成像仿真方法

海洋目标高空间分辨率遥感成像仿真技术在海面目标探测识别等方面得到了广泛应用。舰船与海水流体交互作用在高分辨率下得以显现,对其产生的复杂流场辐射模拟是成像仿真的主要难点。重点研究了舰船航行过程中与海水交互产生的流场几何形态和物性变化,提出了与海面方向辐射特性的耦合作用模型及海洋目标高分辨率遥感成像仿真方法。通过频谱分析的方法构建海面三维模型,使用计算流体力学的方法构造了船只航行流场的三维几何模型。根据海面组分分布的不同将其辐射特性与三维结构关联,构建了亚米级海洋场景三维辐射模型。通过辐射传输计算、场景内部多次反射模拟及大气影响和传感器效应仿真,最终得到观测条件下的卫星遥感图像。结果表明,将GF-6卫星全色波段实测图像与相同成像条件下的仿真图像对比,图像均值的误差为9.17%,标准差误差为9.21%,在平均灰度值、灰度分布、纹理细节等方面都具有较好的一致性,可以较真实地模拟高分辨率卫星成像下的海洋目标场景。     

油罐目标表面温度场特性研究

针对油罐目标在军事打击中的重要战略地位,提出了一种油罐目标温度场的建模方法.首先,分析了油罐目标的结构特性,在此基础上简化了目标结构,将油罐体分为5个部分、采用2种坐标系进行分析;其次,对油罐目标进行了网格划分,明确了各节点之间的几何关系;然后,分4种情况分析了不同控制体的热平衡状态,建立了控制体的热平衡方程;最后,通...     

激光抛光中金属表面的建模及仿真

为了更好地研究激光抛光的作用机理,基于高斯热源对材料表面形貌的变化过程进行了数学建模分析,对表面形貌模型进行了理论表述,使用三种模型的二维投影进行曲线积分的方法拟合材料表面轮廓,提出利用计算过渡表面的方法,将建模对象由单峰扩大到了整个光斑范围,利用外法线方向受定向激光辐照后升温去材的方法拟合表面的z轴向变化,通过z轴的变化来预测抛光后的表面粗糙度。最后使用ANSYS对不同形貌的材料表面进行激光辐照仿真,得出各种表面情况下温度随时间变化的情况,不同的材料表面形貌对抛光效果有很大影响。     

硅热流量传感器封装的热模拟分析

针对硅热流量传感器的封装,给出了其一维简化理论模型,并采用有限元分析工具ANSYS/FLOTRAN,建立了该封装结构的热模型．模拟结果显示,该封装后的传感器的温度场与未封装传感器相似,证明陶瓷封装结构是可行的;同时比较了封装前后传感器性能的差异,并进一步分析了传感器的热性能和其特征尺寸的关系．该模型的建立,可以减少大量的模拟分析过程,减小计算量,研究结果将为该传感器封装的进一步优化设计提供理论参考和依据．     

伪装材料表面偏振散射的几何光学解

散射光的偏振特征可以作为遥感信息来识别目标,给伪装技术带来了新的威胁.文中采用偏振相机在光学与红外波段测试了染料型和涂料型伪装材料的偏振散射光谱,研究了不同探测波段下粗糙材料表面的偏振散射机理.研究结果表明:染料型伪装材料的偏振度很小,当光源以不同的入射角照射其表面时,偏振度基本保持不变;涂料型伪装材料的偏振度较大,且随着入射角的增大,其散射光的偏振度也逐渐升高;材料散射光的偏振度与表面粗糙度成反比,染料型伪装材料具有较大的表面粗糙度,在与入射光的作用过程中多次散射占优,因此,其偏振度很小.利用几何光学理论分析了材料表面的偏振散射机理,分析结果与实验结论相吻合.在一定条件下,伪装材料的偏振散射特征与背景不同,偏振信息在伪装目标识别方面具有重要的军事应用价值.