灰霾中主要污染物粒子散射特性的研究

分析了灰霾污染天气条件下气溶胶的物理光学特性,研究了PM2.5污染物粒子主要成分,包含硫酸铵、硫酸、硝酸铵和碳质气溶胶等粒子。运用Mie散射理论对此类灰霾粒子的光散射特性进行了研究,分析计算了上述几种粒子组分的散射、吸收、消光效率因子以及散射相函数。结果表明硫酸铵、硫酸和硝酸铵粒子主要以散射作用为主,吸收效应很弱几乎为零,且散射效率因子随尺度参数振荡衰减最终趋于常数2,而碳质气溶胶粒子则表现出较强的吸收效应。最后通过对比不同半径不同粒子的散射相函数,结果表明粒子相函数对粒子大小和复折射率较为敏感,且前后向散射具有一定的对称性。该研究结果可用于大气污染光学遥感监测。     

复杂目标后向LRCS的计算

本文根据粗糙目标激光雷达散射截面(LRCS)的特点和工程建模方法,对复杂目标几何建模,消隐处理以及粗糙面特性研究的方法进行了分析和讨论.计算了飞机缩比模型在1.06m的后向LRCS,数值结果和实验有较好的吻合.     

非均匀分布的箔条云团的RCS

本文推导计算了各种密度分布和角度分布的箔条的平均散射截面，并就各种角分布下的平均ＲＣＳ进行了分析讨论，比较了均匀分布和有倾角分布的箔条的散射特性。给出了散射矩阵各元素的双站ＲＣＳ曲线。     

考虑曲率修正效应时粗糙面电磁散射的微扰法

本文在分析传统粗糙面电磁散射微扰法的基础上,给出了一种新的考虑曲率修正效应的微扰法,解决了传统微扰法计算掠入射散射时的误差问题.文中同时采用传统微扰法和考虑曲率修正效应的微扰法对实际粗糙面的后向散射截面做了计算,并与有关实验测量结果做了比较,结果表明无论是中、小角度入射,还是掠入射,采用考虑曲率修正效应的微扰法的计算是准确的.     

雾对10.6μm红外辐射的衰减特性研究

基于gamma雾滴尺寸分布模型及辐射雾和平流雾含水量与能见度的经验关系,计算并回归得到了平流雾和辐射雾对10.6μm红外辐射的衰减与含水量和能见度的关系,其对浓辐射雾得到的雾衰减与含水量的线性关系与文献所给实验结果和半经验公式均有很好的一致性.最后对雾的红外衰减和可见光衰减进行了比较,结果表明浓平流雾对10.6μm红外辐射的雾衰减大于可见光的雾衰减.     

钝头锥目标对太赫兹波背景辐射的反射特性研究

为克服大气衰减对太赫兹波应用距离的限制,充分发挥太赫兹波探测的优势,文中对空气稀薄的对流层顶高度上的太赫兹波辐射传输特性进行了研究,探索太赫兹波在卫星及飞行器平台的应用如被动探测技术等. 选择7.147 THz、8.839 THz与10 THz三个频率较高、吸收衰减较小的窗口频率,计算和分析不同频率和海拔高度上大气背景亮度及目标对背景辐射的反射辐射. 结果表明,在所有高度上,大气背景在向上方向上的辐射比向下方向上的辐射小,这种趋势在海拔高度高于5 km时更为明显. 对于平行与地面放置的钝头锥目标来说,在高于5 km的高度上出现反射辐射的不对称性,反射的辐射在约80°和190°时达到峰值.     

二维各向异性椭圆柱的电磁散射

分析了二维无限长均匀各向异性椭圆柱体的电磁散射特性。基于平面波谱的积分方程以及马丢函数的级数展开式,以横电型(TE)平面波为例,导出了均匀各向异性椭圆柱内场及其单位长度的雷达散射截面(RCS)的表达式。计算了部分数值并讨论了电尺寸、介电材料等影响雷达散射截面的因素。当椭圆柱体退化到各向异性圆柱时,数值与已有文献的结果吻合较好。     

基于Kramers-Kronig关系对薄膜材料光学特征的数值反演

依据试验测量得到特殊镀金聚酯薄膜反射率谱及光学常数,利用Kramers-Kronig(K-K)关系,数值反演了镀金聚酯薄膜反射系数、相位反射率和光学常数.在近红外波段,将理论反演与试验测量值进行比较.结果表明:利用K-K方法反演薄膜材料表面的光学特征光谱反射率和光学常数实部误差较小,其中相位反射率的绝对误差小于0.96°,相对误差平均值为0.083 1,但消光系数试验和反演数据误差较大.在缺乏试验测量条件或已知部分材料光学特征的条件下,开展具有薄膜、涂层目标光谱散射和辐射特性的研究工作,该反演方法是行之有效的.     

旋转粗糙圆柱的激光散射功率谱分析

建立了圆柱旋转激光散斑功率谱的理论模型以实现粗糙目标光学无损测量的方法。首先,根据粗糙面激光散射特征,研究了平行光束照射匀速旋转的圆柱表面时其反射空间形成的动态散斑特性,给出了接收场散斑强度起伏互相关函数及其功率谱密度函数的理论模型,以及动态散斑场的相干长度和接收信号带宽。接着,分析了旋转引起的散斑平移和散斑沸腾对接收信号带宽的影响。最后,测量了旋转圆柱准镜向及漫射部分的散斑图像。结果显示:当0.633μm入射光波照射半径为1mm的圆柱时,频率为10Hz的旋转圆柱自相关函数的相关时间约为4ms,而20Hz的旋转圆柱自相关函数对应的相关时间为2ms左右。结果表明,在动态散斑场中,多普勒效应和散斑平移效应引起的带宽约为同一个量级,而散斑沸腾效应可以忽略。     

基于Haar小波基的MRTD分析APML的截断边界

将各向异性匹配层(APML)应用于三维基于Haar小波基的多分辨分析(MRTD)的边界截断,并且推导了一般的处理APML的面、边、角区的一般算法,具有传统FDTD时域步进原则,算法的有效性通过分析频域的Rapml的反射性能得到很好的验证,同时也表明应用MRTD算法的APML具有良好的电磁波吸收性能.