电力线的毫米波回波分析

低能见度条件下的电力线探测对直升机低空飞行安全起着至关重要的作用。针对毫米波段电力线后向散射回波特征进行了理论分析,研究了天线极化对电力线回波的影响。在充分的理论分析基础上,确定了采用毫米波收发系统进行电力线探测的试验方法,得到了电力线回波数据。通过对回波数据分析,提出了一种电力线检测模型,通过仿真试验可清晰地检测到电力线,证明了毫米波收发电力线检测模型的正确性。     

超宽带条件下运动目标的高分辨分析方法

该文首先分析了在超宽带条件下静态雷达目标的频域响应特性,提出了一种更符合目标散射实际情况的高分辨分析参数化方法,该方法通过对目标回波进行ARMA模型状态空间近似,提取目标的散射极点来获得散射点的散射类型和距离信息。在目标存在运动时,目标的回波模型是由静态回波模型与一个含运动参数的多项式相位因子组成。据此,该文提出采用循环统计量的方法来进行速度估计,经过速度补偿消除运动影响后可获得超宽带条件下目标的散射极点的精确估计。仿真实验结果表明该方法对静止和运动目标都能够获得目标精确的一维距离信息和各散射点的散射机理类型,对于获取超宽带条件下目标高分辨分析是十分有效的。     

基于二阶散射的海面三尺度雷达后向散射模型

 基于二阶组合表面模型和随机多尺度散射模型,本文提出一种既包含大尺度、中小尺度散射又包含二阶布拉格散射的海面雷达后向散射模型.在本模型框架下,我们推导了二阶布拉格散射的表达式,并根据弱流体动力作用理论推导出流体动力调制函数解析表达式.另外,我们通过全局和本地坐标系中观测角度的转换实现了倾斜调制.仿真结果表明该模型结果与实测数据相符,并优于前两者的模型结果.     

直升机三维场景感知技术及初步验证

直升机起飞和着陆过程中,高效的态势感知至关重要。三维态势感知需解决高精度测量和电力线检测两大难点。文中首先介绍了窄波束、虚拟孔径、高度维干涉、俯仰超分辨四种提高测量精度的途径;然后,对电力线的散射特性进行了分析研究;最后,利用一部毫米波雷达,获取了电力线实际回波数据,并进行了初步验证。     

基于散射模型的极化SAR数据分解

该文提出一种描述极化SAR散射机制的散射模型。该模型由四种基本散射模型构成:布拉格散射,偶次散射,奇次散射和体散射。该散射模型成功地描述了人造目标和自然目标对电磁波的散射机制。本文利用美国空气动力实验室(JPL)的机载多极化合成孔径雷达系统获得的SAR图像数据对该模型进行了检验,结果表明该散射模型可以很好地描述建筑和植被覆盖地区对电磁波的散射机制。     

基于ZigBee的窄带电力线通信中继器的设计

在介绍窄带电力线通信网络的基础上,提出了一种基于ZigBee的中继器设计方案。该中继器利用ZigBee作为电力线通信网络的中继器的物理层,从而可有效改善电力线通信节点在受限环境下传输的条件,扩展电力线通信网络的覆盖范围。     

电力线跳频扩频通信仿真研究

从分析低压配电网信道特点入手,提出了电力线频率资源使用受限的观点.为了解决电力线通信可靠性和干扰性问题,将跳频技术应用于电力线通信,建立了电力线跳频通信系统模型;讨论了跳频通信的关键技术,包括m序列选择、直接频率合成器(DDS)设计和跳频同步方法,并建立了电力线通信环境下跳频通信仿真模型;仿真试验表明:电力线跳频通信利用有限的电力线带宽资源,较好地实现了一定信噪比下的可靠通信.     

运动目标激光图像获取及后向散射抑制算法研究

基于距离选通的激光主动成像在大气条件下对静止目标成像时具有分辨率高、作用远距离等优点,但是对运动目标成像时,为了跟踪运动中的目标,距离选通门宽相应增加,进而引起后向散射。文中分析了基于距离选通的激光主动成像系统,在此基础上引入距离信息实时跟踪运动目标,研究了不同选通门宽引起的后向散射对图像质量的影响,提出采用提升小波变换引入同态滤波,将后向散射引起的噪声作为低频成分,利用高通滤波对小波变换系数进行处理。结果表明,提出的算法取得了良好的后向散射抑制效果,基本消除了后向散射的影响,将后向散射噪声在整幅图像中的比例由66%降低到1%以下。     

基于强散射点在线估计的距离扩展目标检测方法

传统的距离扩展目标检测一般在散射点密度或散射点数量先验条件下完成,在目标散射点信息完全未知时检测性能会大幅降低。针对这个问题,该文提出一种基于强散射点在线估计的距离扩展目标检测方法(OESS-RSTD),该方法利用机器学习中的无监督聚类算法在线估计强散射点数量以及首次检测门限,然后再结合虚警率,确定2次检测门限,最后通过两次门限检测完成目标有无的判决。该文分别利用仿真数据和实测数据进行了试验验证,并和其他算法进行了试验对比,通过虚警概率一定时的信噪比(SNR)-检测概率曲线验证了该文所提方法相对于传统算法有更高的稳健性,且该方法不需要目标散射点的任何先验信息。     

基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取

本文研究了旋转运动对雷达目标回波的幅度调制作用,进而提出了一种基于微运动的旋转散射中心空域散射特征提取方法。首先对含旋转部件目标的雷达回波进行时频分析得到回波的谱图,然后基于目标上各旋转散射中心的微多普勒频率差异,利用谱图的边缘特性估计各散射中心的回波能量随时间的起伏变化关系。结合微运动的参数估计,提取旋转部件的空域散射特征。通过仿真试验和外场实验对本文所提出的方法进行了验证。旋转部件的空域散射特征可以揭示旋转部件的结构属性信息,为目标识别提供重要依据。      

高频地波舰载超视距雷达的双零点波束测角方法

在高频地波舰载超视距雷达中,雷达平台的运动导致了一阶海浪谱(Bragg谱线)的展宽.提取和检测落入此展宽区的目标是舰载条件下面临的主要困难.本文分析了Bragg谱线展宽的原因,提出了用单零点波束提取目标并用分裂的双零点波束测角的具体方法.在文章中用计算机对该种方法进行了仿真,仿真结果证明该方法作为高频地波舰载超视距雷达目标检测方法是有效的.     

天波超视距雷达海洋回波谱特性研究

根据高频电磁波与海面相互作用产生Bragg谐振散射的特性,首先对一阶和二阶海杂波的产生机理进行了理论分析,然后结合Barrick提出的一阶、二阶散射理论对海洋回波谱进行了模拟。最后详细地研究了洋流、海态、雷达工作参数、电离层等因素对海洋回波谱的影响,并在天波超视距雷达体制下,建立了其海洋回波谱多普勒频率模型,为全面研究海杂波及天波超视距雷达目标检测提供了理论依据。     

运动条件下光子计数激光测距系统点云数据的处理

研究了运动条件下光子计数激光测距系统的探测机制,分析了该系统在数据处理中涉及到的回波光子信号的统计特性、探测概率等理论问题。针对运动条件下的测距背景,根据该系统的回波信号特点,基于Matlab产生了符合统计分布规律的包含目标回波和噪声回波的仿真信号。在对泊松滤波算法等传统数据处理算法进行研究的基础上,提出了一种改进的基于栅格滤波的算法,并利用该算法对仿真回波数据进行了处理,最终有效滤除了随机分布于整个探测空间的噪声信号,获得了目标的运动轨迹。与传统的数据处理算法相比,该算法对运动条件下的光子计数激光测距数据具有良好的处理效果。     

基于单光子探测的目标光学散射特性研究

研究了目标物体的单光子散射回波特性,基于红外单光子探测器和皮秒激光器搭建了目标光学散射特性测量系统,以回波光子数作为单光子条件下目标光学散射特性的表征。实验研究了不同形状（球体、立方体、圆柱体、圆锥体）目标物体的单光子散射特性,并利用双向反射分布函数模型对实验结果进行拟合,理论拟合结果与实验测量结果能够很好地吻合。进一步对不同材质（瓷砖、木材、外墙砖）目标物体的单光子散射特性进行了研究,并将实验结果与传统波动散射特性进行了对比分析。该研究为单光子激光雷达远距离目标识别与探测的相关工作提供了参考。     

基于一阶海洋回波的HF-SAR提取表层海流性能分析

将合成孔径技术用于高频地波雷达,以实现单站提取表层海流,对于降低观测成本、提高效率具有重要意义。但现有的高频合成孔径雷达(HF-SAR)信号模型是基于理想点目标的,而未考虑海域分辨单元的Bragg散射效应。针对这一问题,基于一阶海洋回波理论,该文提出了用HF-SAR提取表层海流的改进的信号模型,并分析了Bragg散射对HF-SAR方位向回波的影响。然后针对方位向回波信号的特点,给出了相应的速度估计算法。最后通过蒙特卡洛仿真分析了HF-SAR对指定海域分辨单元的速度估计性能,结果显示对于流速和流向的估计精度能够满足工程应用的要求,这表明用HF-SAR提取表层海流是可行的。     

主动探测回波激光脉冲时域特性

利用猫眼效应原理实施目标主动探测,能够快速、准确发现空间光学侦察设备。激光脉冲辐照不同的反射目标,产生回波经大气传输后具有不同的脉冲展宽,利用该特性可实现对不同目标的识别和定位。利用光子散射理论分析了近地面气溶胶散射效应引起的脉冲展宽,给出了影响脉冲展宽的主要因素,建立了猫眼和漫反射背景回波脉冲展宽的计算物理模型;为验证模型,设计并实施了基于飞艇平台的动态主动探测验证实验,实验结果表明:激光脉冲经过8～10 km斜程大气传输,猫眼和飞艇背景漫反射回波分别展宽了20～30 ns和90 ns,与物理模型计算值具有较好的一致性,验证了物理模型的正确性,该模型可为区分和提取猫眼回波信号提供理论依据。     

紫外激光探测灰霾的后向散射回波特性

为了研究紫外激光探测灰霾的后向散射特性,基于Mie散射理论和蒙特卡洛方法,建立紫外激光后向散射探测灰霾模型,仿真灰霾条件下紫外激光的后向散射过程,并分析了不同宽度紫外激光脉冲后向散射回波的峰值功率、波峰时延和半高全宽等特征。研究结果表明,在一定灰霾浓度范围内,灰霾浓度越低,发射脉冲越窄时,激光回波畸变越明显,当发射脉冲宽度大于10 ns,激光回波近似呈高斯分布;在发射脉冲宽度相同的条件下,激光回波峰值功率和回波波峰时延随着灰霾浓度的增大而增大,回波半高全宽随着灰霾浓度的增大而减小,当发射脉冲宽度大于32 ns,回波峰值功率趋于平缓。文中研究成果可为紫外激光探测灰霾浓度及分析灰霾后向散射激光回波特性提供依据。     

前向散射雷达目标回波特性实验

前向散射雷达是一种双基地角接近180°的特殊体制双基地雷达,它通过捕获目标穿越基线时引起的回波起伏变化实现目标的检测,因此对前向散射雷达目标回波特性的研究至关重要。以暗室实测的前向散射雷达回波数据为基础,分析了球体、二面角、三面角、圆柱体雷达目标前向散射场与辐射场相干叠加的综合效应,得出雷达目标进入前向散射区,回波幅度先减小后小幅反弹的规律。该文可以增进对前向散射雷达目标回波特性的认知,为目标检测与识别提供支撑。     

Ultra-Long-Distance Fiber Bragg Grating Sensor System

A long-distance fiber Bragg grating (FBG) sensor system has been developed using a wavelength-swept light source with output power turned on-off and timing synchronized to the sweep signal to reduce optical noise caused by Rayleigh scattering generated from the transmission fiber. This system can detect changes in the FBG reflection wavelengths even if the FBG is 120 km from the sensing position.