偶极子云团的非相干极化散射特性研究

研究了自由空间中半波偶极子云团的极化散射截面问题,并利用二次辐射理论,研究了单个偶极子的极化散射过程,然后利用偶极子云团的非相干散射模型,得到了在各种入射极化条件下偶极子云团散射截面的计算公式,并纠正了长期以来存在于经典文献中有关偶极子云团散射截面的错误结论。     

基于相干散射模型箔条云团散射截面研究

采用箔条云团的相干散射模型^[l]研究了自由空间中云团散射截面与其空间分布的依赖关系,定量地给出了几种典型空间分布箔条云团的极化散射截面与其空间分布参数的关系曲线或曲面,计算机仿真结果表明：箔条云团散射截面因其空间分布形式的不同而有较大的差异,某些情况下,不同空间分布的散射截面之间的差异可达8～12dB之多,通过设计箔条云团的空间分布形状及其密度分布,可有效地增大箔条云团的有效散射截面,进而提高于扰效果。     

自由空间中箔条云团极化散射统计特性的研究

针对自由空间环境,研究了箔条云团极化散射的统计特性.根据相干散射模型导出了箔条云团的极化散射矩阵,给出了箔条云团散射矩阵的一二阶矩及其概率密度函数的解析表达式.在此基础上,分析了箔条云团散射截面积的起伏特性,并给出了其统计分布的精确表达式.这些公式原则上适用于包括大气层内抛撒情形箔条云团的极化散射计算问题.     

高分辨相干极化GTD散射模型及其应用

针对高分辨极化测量雷达体制,研究了雷达目标的高分辨极化特性的建模与提取问题.建立了能够精确描述雷达目标高频极化散射的高分辨相干极化GTD(CP-GTD)模型,并提出了基于CP-GTD模型的全极化散射中心参数估计方法.与常规GTD方法相比,CP-GTD方法的突出优点在于它不需要进行散射中心关联,并且能准确估计散射中心的相干散射矩阵.此外,全极化信息的利用,使其具有精度更高、速度更快等优点.基于仿真和实测数据的实验结果验证了CP-GTD模型的优越性.     

基于散射模型的极化SAR图像相干斑抑制算法

针对地表目标散射具有随机取向特性,给出一种新的基于散射模型的极化合成孔径雷达相干斑抑制算法。首先将去取向理论用于相干斑抑制的预处理过程,之后在考虑图像中存在混合散射像素的情况下,通过Freeman分解将像素分成4种散射类型,利用欧式距离分类器对像素进行无监督分类,最后按最小均方误差准则对图像降斑处理。利用美国宇航局喷气推进实验室(NASA/JPL)的AIRSAR系统实测数据进行实验,结果表明,文中方法由于考虑了图像中目标散射的随机取向特性和混合散射情况,并采用相应的处理方法,改善了像素初始分类结果,相干斑抑制效果和分类结果明显优于LEE的基于散射模型降斑算法。     

自由空间中偶极子云团的有效干扰截面

研究了自由空间中半波偶极子云团对于单基地观测雷达的有效散射截面问题。在自由空间中抛撒偶极子云团后,随着飞行时间的增加,偶极子云团与雷达观测分辨单元之间的相对几何关系将发生变化,进而使云团相对于雷达的有效散射截面发生变化。文中以球状偶极子云团为例,详细讨论了云团与雷达空间分辨单元之间的相对几何关系,给出了云团有效干扰体积和有效干扰截面的计算公式,并结合某多功能相控阵雷达,估算了其对自由空间中偶极子云团有效散射截面的测量结果。     

具有极化特征的植被相干散射模型及参数反演

重点研究了具有极化特征的植被相干散射模型及参数反演算法。基于目标分解理论,推导了植被及地表回波的极化干涉相干系数与植被高度、衰减系数、地形相位等参数之间的数学关系,以衰减系数作为极化分量的函数,建立了具有明显极化特征的植被及地表相干散射模型。在此基础上,以全极化干涉相干系数作为输入参量,考虑模型对极化的依赖性,采用三阶段法对植被的物理参量进行反演,获得了地形相位和植被高度。在环境可控的微波暗室内构建了极化干涉半实物合成孔径雷达系统对模型进行实验验证,获取了南洋杉和土壤所构成场景的极化干涉回波数据,实验结果表明:采用该模型在场景的地体幅度比小于-10dB的情况下,植被反演高度与实际高度的误差仅为0.03m,说明了模型的有效性。     

基于体散射约束的极化SAR相干变化检测方法

相干变化检测(CCD)利用场景中变化区域的失相干特性进行检测,而场景中存在的体散射植被区域及低信噪比区域也呈现低相干特性,对待检测变化区域形成干扰。该文提出一种极化SAR CCD方法,首先利用变化前后SAR图像间的极化相干信息建立加权迹相干统计量,然后利用各个SAR图像内极化通道间的相干信息,通过建立混合GEV分布模型,采用改进EM算法求解各分量参数,建立体散射约束项,最后结合散射功率变化约束项构建极化CCD检验统计量。该方法可在不影响检测性能情况下排除干扰。该文采用变化前后的两幅L波段全极化SAR图像进行方法验证,实验结果及指标参数验证了该方法的正确性与有效性。     

Ku波段球伏偶极子云团遮挡效应研究

在经典遮挡效应理论基础上,对Ｋｕ波段球体状大数目偶极子云团进行了建模,论述了几种典型遮挡理论的一致性,并对它们进行了修正。最后,计算了几种不同（几何、数学）参数云团的ＲＣＳ,并对一实际云团ＲＣＳ进行了计算,以证明本方法的可行性。     

Ku波段球状偶极子云团遮挡效应研究

在经典遮挡效应理论基础上,对Ｋｕ波段球体状大数目偶极子云团进行了建模,论述了几种典型遮挡理论的一致性,并对它们进行了修正。最后,计算了几种不同（几何、数学）参数云团的ＲＣＳ,并对一实际云团ＲＣＳ进行了计算,以证明本方法的可行性。     

箔条云的运动模型及雷达电磁散射特性

主要研究飞机发射箔条弹后的箔条运动模型,考虑到大气密度、风速、飞机尾涡以及结合箔条自身属性的影响,建立了大气环境下的箔条的运动模型,从而对箔条云团的速度、位移以及体积进行了定量的描述,还研究了与之密切相关的箔条云团雷达散射截面积（RCS）特性。     

海洋气溶胶红外偏振散射特性及校正研究

红外偏振系统探测远距离海面目标时,海洋气溶胶的散射使得成像质量退化严重,由于散射作用导致目标与背景难以区分。本文针对气溶胶散射对红外偏振光退偏特性问题,以气溶胶Mie散射模型为基础,推导得到散射退偏模型。然后,根据不同气溶胶的粒子谱分布,在对大气透过率和红外偏振系统同时校正的基础上,建立散射退偏校正模型,研究了气溶胶散射对不同尺度因子,不同散射角和不同散射光矢量的影响。根据对实验图像分析,在经过本文所提出的经散射校正和红外偏振系统校正后图像的质量有了明显提高,该方法能够较好的校正大气气溶胶散射对红外偏振光所带来的影响,更准确反映出目标与背景的偏振特性,对于红外偏振目标检测与识别具有重要意义。     

舰船尾流气泡多重散射偏振特性研究

舰船尾流气泡的多次散射效应对光尾流探测领域的研究具有重要意义.针对水中气泡多次散射对后向散射光强以及偏振度的影响规律问题,基于矢量Monte Carlo方法,采用欧拉矢量法对光子在水中气泡后向散射偏振态进行跟踪,对比分析了线偏振、圆偏振激光入射情况下,不同散射次数回波信号在强度和偏振度特性上的差异性,验证了欧拉矢量法用于光尾流探测仿真领域的可行性.     

基于Mie散射理论的磷化镓粒子散射特性

基于Mie散射理论,对磷化镓微球粒子从紫外光区到红外光区的光散射特性进行了数值计算与理论分析,得到了散射强度与散射角、粒子尺寸参数、偏振度与散射角以及光学截面与粒子尺寸参数的关系。结果表明,入射波长越长,粒子半径越小,散射越弱;并且在红外波段光散射很弱,在散射角90°方向上能观测到线偏振光,这为磷化镓材料的制备与应用提供了理论参考。     

相干激光引信在云雾干扰下的回波特性研究

为分析相干激光引信在云雾干扰下的探测性能,基于Mie散射理论和Monte Carlo方法建立了相干激光引信在云雾中的探测模型,仿真获取相干激光引信在多种云雾干扰场景下的探测回波,分析回波信号的时域和频域特性,以及云雾能见度、探测位置和探测角度对回波特性的影响。研究结果表明,相干激光引信可利用回波频域特征准确探测和识别目标,且不易受云雾能见度、探测位置和探测角度等因素的影响。结果证明:相干激光引信在云雾干扰下具有优良的探测性能。     

基于偏振散射对大气中炭黑颗粒物表征

基于光的偏振散射原理提出了一种对大气中炭黑颗粒物进行表征的测量方法.首先利用偏振光子散射的蒙特卡洛模拟方法寻找表征炭黑颗粒物属性的偏振特征参量,进而通过实验对特征参量进行验证.结果表明,获取的偏振参量对炭黑有较好的表征效果.此外,偏振表征不仅可以兼容现有非偏振散射仪器,提供更多颗粒物属性等信息,还可以减少探测角度,优化探测装置.