用MATLAB实现普朗克函数积分的快捷计算

普朗克函数在不少红外计算中具有重要作用.为了得到黑体源在某一波段内的辐射总量,需要对普朗克函数做积分.除了0～∞波段,该积分并没有解析解.有多种计算普朗克函数积分的方法,但其中最快捷的途径可能是用MATLAB.通过选择合适的MATLAB数值积分函数和方法,容易得到精度为10-6甚至更高精度的普朗克函数光谱积分结果.     

宽光谱间隔普朗克函数积分的近似算法

提出了一种计算宽光谱间隔的普朗克函数积分值的简单近似方法。     

黑体辐射中普朗克积分的新展式

讨论普朗克积分(相对波段光子出射度R_n(x)和相对波段辐射出射度R_m(x))在x≡hv/kT≤10情况下的幂级数展开式。利用解析开拓方法避开x=2πni处被积函数的奇性,给出高阶系数的解析展式,导出了R_n(x)和R_m(x)的若干幂级数展式,在|x—x_0|≤1时精度为10~(-9)～10~(-10);在|x—x_0|≤0.5时精度为10~(-12)。     

数字微分器系数函数的快速获取算法

微分器系数函数是研究与应用分数微分器、广义数字微分器的基础.除少数特殊情况具有解析表达式以外,一般情形下,只能通过数值积分来获得微分器系数函数.在求解微分器系数函数的积分公式中,由于存在高阶振荡函数,从而造成直接计算得到的数值结果存在稳定性较差、精度较差,计算复杂度高等缺点.为了克服直接计算的缺点,我们在深入分析微分器系数函数及其积分公式的基本性质基础上,提出一种快速、稳定获取数字微分器系数函数的快速递推算法,并在MATLAB中,采用高斯-勒让德积分编程实现.     

热辐射传感器相关的普朗克积分解

文章提出了普朗克积分在普遍情况下的表达形式。给出了考虑到光纤传输函数和硅2 光电检测器的光谱响应特性后普朗克积分的数值解,其结果与文献的实验较为一致。文末还讨论了在求解普遍情况下的普朗克积分时应该注意的几个问题。     

基于MATLAB红外双波段成像探测器性能仿真

红外双波段成像探测器能接收目标和干扰源在两个波段上的辐射能量.从普朗克黑体辐射定律出发,根据MATLAB软件模拟出的目标和干扰源的辐射特性来选择SW/MW两个红外波段.首先利用仿真程序计算InSb面阵探测器对于点黑体和面黑体的响应结果,由计算结果和测试结果较好的一致性,说明设计的MATLAB仿真程序具有实用性.再从实际研制的HgCdTe 128×128叠层式双波段器件结构考虑,通过一定的变换,利用仿真程序对HgCdTe SW/MW双波段成像探测器进行参数性能仿真,达到利用成像及双色比来区分目标和干扰的目的.     

热辐射型光纤高温传感器的理论与实验研究

从理论上分析了热辐射型光纤高温传感器的特性,给出了涉及探测器波长响应和光纤损耗谱响应的普朗克积分的数值计算。这种计算方法简单、适用并且精度很高,与所做的实验相比较,变化趋势一致。     

导体线面连接问题中奇异函数积分的计算

在线面连接问题中，电流展开函数包含体展开函数、线展开函数和连接点展开函数三类。求解电场积分方程的积分项是电流基函数及其散度分别与自由空间格林函数的乘积，由于连接点展开函数含有一个奇异点，所以被积函数中含有两个奇异点。本文通过积分变换消除了奇异点，并将二重积分化为一重积分，使计算精度得到提高。计算实例验证了本文方法的正确性。     

一维波包运动的MATLAB分析计算

给出了引入势场函数的一维波函数的表达式.在已知初始值的条件下,波包可以表示为一个定积分或无穷积分.该定积分可用MATLAB提供的积分函数计算,或者利用蒙特卡罗方法通过编程求解.该方法具有编程简单、使用方便和实用性强等特点,可使波包运动分析计算的工作量大为减少.     

热成象系统性能的估算

热成象系统性能的估算,由于需要计算普朗克辐射函数的温度导数的积分而变得复杂了。当系统采用光子探测器时,可用资料提供的近似求解法,以在辐射计算尺算出的函数求此积分值。当目标和背景温度接近300K时,这一近似求解法适用于(?)     

利用NETD和探测器测试数据计算红外成像系统的噪声等效带宽

因为涉及参数较多,红外成像系统的噪声等效带宽有时不易计算或确定.△fn与噪声等效温差(NETD)有关.利用NETD的理论公式以及探测器的测试结果,例如相对光谱响应、黑体探测率等,可以导出一个新的△fn表达式,其中的光谱积分项容易利用MATLAB提供的样条函数命令做数值积分求解.该表达式可用作噪声等效带宽△fn的一种间接测试方法.     

基于红外热像波段拓展的多光谱成像研究

红外目标多光谱图像为目标红外辐射特性的研究提供了有效的手段,在目标材质识别、伪装目标辨识和复杂背景抑制等目标探测技术领域有着极为重要的应用。以黑体辐射理论为基础,提出了一种基于波段拓展的红外多光谱成像的方法。首先,利用中波红外热像仪（3～5 μm）采集红外图像,通过目标表面的真实红外辐射反推出热图像中不同像素点的温度值,然后利用普朗克公式可以获得不同像素点在预拓展波段处的辐射出射度数值,最后根据这些数值进行红外多光谱成像。     

N×40 Gbit/s波分系统在线带内信噪比测试方法研究与验证

在40Gbit/s和ROADM波分系统中,传统的信噪比测试方法已不适用,需要进行带内信噪比测试。积分法虽然可以测试带内信噪比,但由于需要反复打开和关闭信号光,并且每次只能测试一个通道,不适于系统测试。目前的偏振法具有多种类型,本文重点讨论了混合偏振差分光谱分析法的原理,并且进行了实际的验证测试。     

悬停直升机回波特性与检测仿真分析

分析了低空悬停直升机旋翼回波信号的模型和特性,提出了相应的检测方法,包括时域信号检测法和时、频域信号联合检测法,并用MATLAB进行仿真验证.结果表明,在L波段选择合适的脉冲重复频率和积累时间,对低空、超低空飞行或悬停的直升机是可以检测的.     

热像仪定标函数的研究

在宽波段内用普朗克（Ｐｌａｎｋ）公式精确地定标热像仪，建立热像仪的输出值和被测目标温度间精确的定标函数，推导定标函数公式及其精确解的系数。给出ＰＣ－１５００袖珍计算机上使用的计算程序，能迅速方便地按热像仪使用的不同物镜、口径比、滤光片的组合算出物体的温度，不仅为热像仪、红外测温仪的定标提供了理论和实用的数学模型，也为用它们作现场测温提供了方便的计算方法。     

对流层散射信号的循环谱分析

简要阐述了对流层散射通信的接收信号的形式。提出了对流层散射通信信号的循环谱分析算法,并给出了散射通信常用的调制信号形式(带内两频QPSK)的循环谱相关函数和循环谱密度函数。通过使用MATLAB软件对算法在散射QPSK信号在无噪声和信噪比为0dB时的计算结果。仿真结果证实,循环谱相关分析方法是进行对流层散射通信信号的最佳谱分析方法之一。     

A joint band prioritization and band-decorrelation approach to bandselection for hyperspectral image classification

Band selection for remotely sensed image data is an effective means to mitigate the curse of dimensionality. Many criteria have been suggested in the past for optimal band selection. In this paper, a joint band-prioritization and band-decorrelation approach to band selection is considered for hyperspectral image classification. The proposed band prioritization is a method based on the eigen (spectral) decomposition of a matrix from which a loading-factors matrix can be constructed for band prioritization via the corresponding eigenvalues and eigenvectors. Two approaches are presented, principal components analysis (PCA)-based criteria and classification-based criteria. The former includes the maximum-variance PCA and maximum SNR PCA, whereas the latter derives the minimum misclassification canonical analysis (MMCA) (i.e., Fisher's discriminant analysis) and subspace projection-based criteria. Since the band prioritization does not take spectral correlation into account, an information-theoretic criterion called divergence is used for band decorrelation. Finally, the band selection can then be done by an eigenanalysis based band prioritization in conjunction with a divergence-based band decorrelation. It is shown that the proposed band-selection method effectively eliminates a great number of insignificant bands. Surprisingly, the experiments show that with a proper band selection, less than 0.1 of the total number of bands can achieve comparable performance using the number of full bands. This further demonstrates that the band selection can significantly reduce data volume so as to achieve data compression     

用MATLAB和样条函数拟合红外探测器相对光谱响应曲线

以长波HgCdTe和中波InSb红外探测器相对光谱响应的测试数据为例,介绍了用MATLAB提供的样条函数例如三次样条函数、B样条函数拟合相对光谱响应曲线的方法。这种方法具有实现容易、使用快捷、精度较高等特点。给出了MAT—LAB程序。该方法也可以用于红外系统其他参数类似测试数据的拟合及插值计算。     

基于MATLAB的数据采集与分析系统设计

数据采集与分析是科学实验的一种重要手段,也是信息科学的重要分支之一.基于MATLAB的数据采集与分析系统可以高精度,低成本的完成数据的实时采集.利用MATLAB强大的数值计算能力,通过调用它所提供的函数,可以完成数据的分析工作.分析了该类系统的设计过程和MATLAB二次开发编程的实现.     

GSM频段主用户频谱占用情况的测量和建模研究

为获得GSM900频段主用户频谱的占用情况,利用频谱分析仪对北京部分地区850~970 MHz频段频谱进行了定点测量。通过MATLAB软件对测量数据进行分析和建模,得出GSM900频段主用户的频谱占用情况及其到达模型。研究发现,此段频谱的平均占用度只有2.33%,主用户到达时间间隔服从负指数分布的修正形式,为认知无线电用户选择频谱提供了参考,并为链路级仿真中主用户占用模式的确立提供了理论支持。