双频多极化SAR测量深层土壤湿度

该文提出了利用由矢量网络分析仪构造的VHF/UHF双频、多极化合成孔径雷达(SAR)测量深层土壤湿度的方法;给出植被后向散射机理、深层土壤后向散射机理,土壤介电常数模型;对裸露土壤深层后向散射、土壤介电特性给出仿真结果。通过已知的单层土壤(双层介质粗糙面模型)的后向散射验证了模型的正确性。     

后向散射激光多普勒测速装置

本文描述一台后向散射激光多普勒测速装置及其设计思想。这一装置已成功地在实验室运转,它由一台20毫瓦单模运转的He-Ne激光器、一个发送和接收的光学头部和一台信号处理机组成。现在,已接收到了580毫米距离的后向多普勒信号。     

空气中自导光丝超连续辐射后向散射增强特性

由自导成丝效应产生的超连续辐射具有超宽带光谱、后向散射增强等一系列新特征,为激光雷达大气探测开辟了新的领域.通过测量飞秒激光脉冲自导光丝超连续辐射散射的角度分布,对不同条件空气中自导光丝产生的超连续辐射后向散射特性进行了实验研究.结果表明,在洁净空气和含气溶胶的空气中,自导光丝的超连续辐射都呈现出明显的后向散射增强特性.同时对超连续辐射后向散射的测量值进行拟合,拟合结果表明超连续辐射后向散射角分布满足洛伦兹(Lorentz)函数,在洁净空气中其角宽度为6.4°,后向180°时归一化散射强度是瑞利散射的3.2倍.超连续辐射沿光丝前向呈锥形辐射,其前向散射具有明显的波长依赖关系;而后向散射无明显的波长依赖关系.     

CALIOP反演海洋颗粒物后向散射方法

云和气溶胶探测激光雷达( Cloud-aerosol lidar with orthogonal polarization, CALIOP)能够发射532 nm 和 1064 nm 两种波长激光脉冲,主要用于大气中云和气溶胶的探测。532 nm激光脉冲在海洋表面有很好的穿透性,能获得海表以下的 后向散射信号。利用CALIOP数据对直接提取水下信号和瞬态响应校正提取水下信号两种方法进行对比研究。首先,反演 得到海洋次表层水下信号,进而反演海洋颗粒物后向散射,并与中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution imaging spectroradiometer, MODIS)反演的颗粒物后向散射进行对比。颗粒物后向散射差值的均值分别为0.0035、0.0027; 标准偏差分别为0.4004、0.0042。表明校正方法反演的颗粒物后向散射与MODIS反演颗粒物后向散射更为接近。     

数控连续扫描后向散射激光多普勒测速机

为了更好地发挥激光测速动态响应快、便于实时显示和非接触测量等优点,研究了这种数字控制大面积连续扫描的后向散射激光多普勒测速机。它由后向散射的光学发射和接收头部、信号处理机和由数控步进马达驱动的机械扫描部分构成。其测速范围0.5～25米/秒,扫描截面x方向和z方向的最大扫描距离都是400毫米。被测截面的深度以及高度上的扫描间距可以予先设定。为便于测量大截面速度剖面,本机采用后向接收,光路一经调好,就可连续测量,大大缩短了测量时间,且便于测点的调整和     

大气后向散射对主动探测激光脉冲的影响

分析了大气散射模型导致的后向散射对激光脉冲的影响,建立了激光脉冲后向散射物理模型,可用于估算后向散射产生干扰脉冲的功率.利用雪崩二极管探测器(APD)对实际大气条件下大气后向散射对探测激光脉冲产生的干扰脉冲进行了测量,结合测量结果和模型计算结果得到气溶胶和分子散射综合相函数值,与实测后向散射相函数值具有较好的一致性,对设计激光主动探测系统具有实际应用价值.     

植被电磁散射中后向散射增强的研究

本文应用直接求散射体散射场的方法，运用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ模拟技术研究了植被电磁散射中由植被层的体散射和地面层的面散射相互作用引起的后向散射增强。计算得到了不同高度的植被层的散射特性，给出了人们感兴趣的后向增强角宽度的量级。结果表明，在植被层较矮即地面影响较强时后向散射增强较大，由体－面相互作用散射引起的后向散射增强的角宽度较宽，约在１０￣４０度之间。     

云粒子探测器研究

介绍了米氏(Mie)散射理论,设计了基于米氏散射理论的云粒子探测器.该探测器使用685nm的二极管激光器照亮敏感区域的云滴粒子.光学接收部分分为前向散射和后向散射两部分,前向散射接收云粒子立体角在4°～12°的散射而后向散射接收126°～134°之间的能量.根据前向散射信号的强度可以确定云滴粒子尺寸,云粒子尺寸确定后,可以利用前向散射和后向散射的比值推断被测云粒子的相态.利用米氏散射理论计算了云粒子散射能量强度随粒子尺寸的变化和前、后向散射能量比随云粒子折射率的变化.     

可测大气悬浮粒子和云层后向散射的机载CO2相干激光雷达

对测量全球对流层风场的地球轨道多普勒激光雷达的性能分析需要对大气悬浮粒子全球性变化、云层后向散射和消光系数进行深入研究.喷气推进实验室(JPL)研制的机载后向散射光雷达(ABL)已在NASA的DC-8试验飞行器的飞行实验中多次对对流层和低同流层的垂直面的大气后向散射进行测量,并注重覆盖足够宽的纬度带.应用了O—     

布里渊光时域反射系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大研究

由于布里渊光时域反射(BOTDR)系统中布里渊散射信号非常微弱,常常导致传感距离受限,进而影响系统的信噪比和测量精度。因此,提出对BOTDR系统中布里渊散射信号的前向和后向拉曼放大进行研究。实验结果表明,后向抽运拉曼放大的受激布里渊散射(SBS)阈值要比前向抽运的高;当抽运功率为700mW时,前向抽运放大增益可达13.78dB,随后出现二阶布里渊散射谱线,使得放大增益开始下降;当抽运功率为1000mW时,后向抽运放大增益可达16.33dB,随后放大增益仍有增长的趋势,有利于对布里渊背向散射信号持续放大。     

一种双站后向散射系统结构及其FSK调制和接收

为了实现需要大量无线传感器覆盖和大的通信范围的应用,本文提出了一种双站后向散射系统结构及其基于移频键控(FSK)的非相干调制方案.首先对双站后向散射系统结构的后向散射信号和信道模型进行了详细分析;然后在此基础上针对功率受限情形提出了基于FSK的非相干调制和克服采用双站结构带来的载波频率偏移技术;最后给出基于FSK的接收...     

KubelkaMunk 模型下的人动脉组织对氦氖激光的光学特性

本文测量了人动脉对He-Ne激光的反射和透射传输特性。实验采用两积分球系统及波长为632.8nm的He-Ne激光器,并根据测量数据采用Kubelka-Munk模型分析和计算了人动脉组织对该波长激光的吸收系数、散射系数及总的光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)的变化情况。结果表明,不同的动脉组织的漫反射率和透射率有明显差别,而且,不同的动脉组织对激光的吸收系数和散射系数也有明显的不同,不同的动脉组织中总的光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)的变化情况也有明显的区别。     

Kubelka—Munk模型下的人血管对632．8nm氦—氖激光的散射与吸收特性

本文测量了人动脉和静脉对He-Ne激光的反射和透射传输特性。实验采用两积分球系统及波长为632．8nm的He-Ne激光器,并根据测量数据及采用Kubelka-Munk模型分析和计算了人动脉和静脉组织对该波长激光的吸收系数、散射系统及总的光强I（x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)的变化情况。结果表明,人动脉和静脉内外侧的漫反射率和透射率有明显差别,而且,动脉对激光的吸收系数明显较静脉的要小,而动脉对激光的散射系数却明显较静脉的要大,在动脉和静脉组织中总的光强I（x）及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)的变化情况也有明显的区别。     

一维随机粗糙表面散射特征的数值分析

本文在Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ近似基础上，利用数值积分方法分析了一维随机粗糙表面的散射特征。结果显示随着粗糙度的增大，单次散射峰值由连续地向后向移动，其强度不断降低。峰值宽度增加。在一个较窄的粗糙度范围内，散射场对称于表面法线呈近似余弦分布而接近于理想朗伯体。当粗糙度超过这一范围时，散射峰值将由线向后向移动，并在粗糙度很大时稳定在后向附近。     

Kubelka-Munk模型下的兔血管对Ar+激光的散射与吸收特性

测量了兔动脉和静脉对Ar+激光的反射和透射传输特性.实验采用两积分球系统及Ar+激光器,并根据测量数据和采用Kubelka-Munk模型分析、计算了兔动脉与静脉组织对该波长激光的吸收系数、散射系数、总光强I(x)及前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)随厚度的变化情况.结果表明,兔动脉与静脉的漫反射率和透射率有明显差别,且动脉对激光的吸收系数明显较静脉的小,而动脉对激光的散射系数却明显较静脉的大,在动脉和静脉组织中总光强I(x)、前向散射通量i(x)和后向散射通量j(x)随厚度的变化情况也有明显的区别.     

双基地前向散射雷达探测与成像

前向散射雷达(Forward Scatter Radar, FSR)作为一种特殊的双基地雷达,可以利用目标在穿越收发机之间基线的运动而形成的前向散射信号进行探测、成像与识别。由于前向散射效应对提高目标雷达截面积具有重要意义,因此,前向散射雷达在反隐身探测方面具有显著的优势。文章首先综述了前向散射雷达截面积、前向散射雷达目标探测及阴影逆合成孔径雷达(Shadow Inverse Synthetic Aperture Radar, SISAR)成像的国内外研究现状,重点分析了前向散射杂波的统计特性、高精度参数估计与多目标分辨等关键难题;在此基础上详细介绍了前向散射雷达探测和SISAR成像研究的最新理论和实验进展,首次给出了基于北斗导航卫星的民航客机前向散射探测实验结果;最后,对前向散射雷达探测和成像的研究前景和发展趋势进行了展望,为隐身目标的探测与识别研究提供一种新的技术手段。      

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。     

基于高频微波技术的分布式光纤传感器布里渊散射信号检测

分析了布里渊分布式光纤传感技术原理,采用自行研制的光纤单纵模分布反馈(DFB)激光器结合电光调制技术,利用相干检测技术,对布里渊微弱后向散射信号进行检测。通过改进滤波放大技术,对微弱后向散射光信号进行有效放大,再用扰偏技术及信号采样平均处理,实现对光纤传感器后向布里渊散射信号在11 GHz高频段直接采集显示。结果表明,探测所得布里渊散射信号峰值功率可达50 mV,能有效降低解调系统信号检测难度,改善了系统信噪比(SNR)。初步实验结果证明了该方案的可行性。     

中断波多普勒谱的线型分析

本文通过对海面波动引起的微波后向散射谱的谱密度分析发现多普勒谱可以分解成不同的分量，即以高斯线型为代表的Ｂｒａｇｇ后向散射和以Ｌｏｒｅｎｔｚｉａｎ或Ｖｏｉｇｔｉａｎ线型为代表的快速Ｂｒａｇｇ散射。据推测，快速Ｂｒａｇｇ散射是由中断波散射引起的，其散射机理在自然界中是非Ｂｒａｇｇ。为检验散射过程中有代表意义的符合上述谱线分析这个假设，我们在一个波池内做了性能试验。对中断波的多普勒的线型进行了分析。发     

MPL探测气溶胶误差的数值模拟计算研究

微脉冲激光雷达(micropu lse lidar,MPL)是一种新型的激光雷达系统。通过对其探测的大气气溶胶后向散射比和后向散射系数进行误差的数值模拟计算,分析了误差源及其不确定性,给出了误差数值模拟计算的方法。较为详细地分析和讨论了各误差源对大气气溶胶后向散射比和后向散射系数的影响,为进一步提高微脉冲激光雷达的测量精度提供了可靠的理论依据。