直升机防撞系统的电力线检测方法

使用防撞系统探测电力线,对低能见度条件下直升机的低空飞行安全至关重要。通过理论分析,介绍了电力线的布拉格散射特征。在静态条件下,利用毫米波收发系统对电力线的散射特性进行了试验验证。在运动条件下进行运动补偿,将电力线的布拉格散射回波和输电铁塔的强回波峰进行图像累积,并利用霍夫变换进行电力线提取。试验结果可清晰地检测到电力线,证明了处理模型和方法的正确性。     

收发分置连续波雷达关键技术试验研究

主要论述了为解决收发分置连续波雷达的直达波抑制及高速目标的大时宽信号处理等关键技术,利用现有设备进行技术改造,建立试验系统开展直达波抑制和目标探测专题试验研究,通过实测直达波数据对收发分置连续波体制雷达的直达波抑制进行可行性分析,并通过探测实际目标回波数据处理分析对雷达工作波形设计、大时宽信号回波处理等关键技术进行了攻关验证。     

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。     

激光探测回波识别技术研究

讨论了激光主动探测的理论基础,分别对凝视、扫描式目标的主动探测体制、回波信号波形进行分析,提出对不同工作模式的目标应采用不同的探测方式,并分别对脉冲、连续探测体制下的回波信号波形及其检测、识别方法进行分析并给出了实施方案。试验验证表明,采用所提出的方案能得到较好的检测结果。     

目标面积与被动毫米波探测概率的仿真计算

根据被动毫米波探测及信号检测等理论,给出了被动毫米波探测的输出信号、探测概率与目标面积的理论公式.通过仿真计算给出了被动毫米波敏感器的输出信号的被积函数分布图、探测概率与信噪比的仿真计算曲线。推导了在近似线性区间内被动毫米波敏感器的输出信号、探测概率与目标面积的近似计算公式,并利用该公式对某次被动毫米波对比探测试验中出现的数据"巧合"现象进行了解释。所得结论对相关被动毫米波探测研究具有参考价值。     

机场跑道异物检测系统研究

为了解决机场跑道上的异物对飞机安全造成的极大威胁,在研究了国外现有的跑道异物检测技术的基础上,提出了易于实现的组合式毫米波探测系统及机场布局方法,分析了地杂波对跑道异物检测的影响,采用高距离与方位分辨探测技术实现对地面杂波的抑制,提出了超宽带毫米波线性调频探测单元的构成方法并对高分辨测距的基本原理和实现算法进行了理论分析.针对探测单元以及环境杂波的分布模型进行了仿真研究,仿真结果表明组合式毫米波探测系统对小目标具有较好的分辨能力.     

毫米波测云雷达回波信号衰减补偿仿真研究

针对毫米波测云雷达受云雨衰减的问题,从雷达I、Q信号角度出发,模拟毫米波测云雷达回波I、Q信号并假设一定的探测环境,进行雷达回波信号衰减补偿仿真试验.试验结果表明,雷达电磁波信号穿过雨区和云区时,在远距离处衰减量很大,通过衰减补偿,信号强度明显增强,目标信号突出.     

毫米波雷达的多普勒扩展目标检测

在毫米波雷达目标探测中,目标微动部件的微多普勒效应会引起目标回波频谱扩展,线性调频信号的时频耦合会导致目标距离扩展,从而使得目标难以检测。文中首先通过建模仿真,研究了目标回波的特点,然后结合实测数据分析了其复杂性,在此分析基础上提出了边沿检测、均值滤波质心检测、闭运算质心检测等检测方法,最后通过实测数据处理验证了各种方法的性能。     

激光遥感目标回波脉宽展宽特性实验

随着激光遥感探测技术的发展,目标回波脉冲特性对遥感探测的影响成为新的研究热点.脉冲展宽特性是激光回波的重要特性,其影响到回波接收信噪比和测距精度.为此,通过实验研究了目标回波脉冲展宽特性.描述了激光遥感回波波形采集实验系统主要构成以及关键技术参数.介绍了直射和倾斜入射情况下激光遥感目标回波脉宽展宽模型,并根据模型描述了回波脉宽展宽特性.对垂直探测楼房墙壁和倾斜探测草地的实验数据进行了分析,并将实验结果和理论分析数据进行了比较,取得了较好的一致性.最后提出了利用激光遥感回波脉宽展宽特性反演目标倾斜角的方法.     

自适应中值滤波在云雷达数据预处理的应用

为了解决毫米波雷达回波噪声的污染,剔除Ka波段雷达探测数据中的散点噪声,得到雷达真实的探测大气云粒子回波,采用自适应滤波方法,改进并使其适用于Ka波段雷达资料的噪声剔除,同时进行了理论分析和实验论证。结果表明,相对于传统的中值滤波,自适应滤波具有明显的滤波性能,不仅可以剔除噪声,并有效地保留了雷达探测数据的局部细节。     

基于脉冲光的布里渊散射阈值分析

针对连续分布式布里渊光纤传感器的传感特性与阈值问题,根据光纤中泵浦光与斯托克斯光之间耦合波方程,推导出布里渊散射阈值的关系式,通过计算分析该关系式与入射光的脉冲宽度、光纤半径和温度的关系,提出了基于脉冲光布里渊散射的阈值理论估算模型。在实验中,利用布里渊光时域反射仪系统,得出了脉冲光布里渊阈值特性,并与理论模型的结果进行对比分析,实验证明了该脉冲光阈值模型的结果与实验得到的布里渊阈值能够较好的吻合。     

舰船气泡尾流激光雷达的关键技术

针对舰船气泡尾流激光雷达研发中的三项关键技术———复合散射理论研究、激光断层和偏振检测技术、后向散射抑制技术展开综述,总结了相关领域研究成果并提出新的技术方案。对复杂海洋环境下的激光复合散射理论进行了系统的分析,有针对性地给出了相关研究方法及研究关键点。提出利用激光断层和偏振检测技术对舰船尾流进行检测的新方法。基于Monte Carlo模型分析了尾流激光雷达近场后向散射光的大动态衰减规律,提出一种新的基于雪崩光电二极管的大动态范围信号接收技术。在国内首次成功研发尾流激光雷达样机并首次获得大量详实的海试数据。海试结果表明,该样机对8节航行下的千吨级民用船舶尾流探测距离大于3.7 km。     

激光测高卫星大气散射延迟改正现状及展望

激光测高卫星可以在大范围内获得亚米甚至厘米级的地表高程信息,但不可避免受云、气溶胶等粒子引起的散射影响,其中前向散射引起的激光测距和最终测高误差不容忽视。文中系统梳理激光测高卫星大气散射误差改正技术,介绍了国内外卫星激光测高系统参数、大气探测及散射改正算法,有别于已有的蒙特卡洛模拟改正方法,提出了一种基于指数函数模型的大气散射改正算法,选择青海湖等区域的ICESat/GLAS开展试验,结果表明,光学厚度小于2时能有效提升受大气散射影响的数据精度,同时提升数据可利用率约9%,该算法更易于实现业务化应用。最后针对大气参数同步探测的必要性,结合星载大气参数探测设备对后续国产激光测高卫星大气散射改正提出了若干建议。     

Power line tower models above 1000 kHz in the standard broadcastband

It is shown that the resonant behavior of power lines at higher frequencies is quite dependent on the geometry of the crossarms that the tower uses to carry the phase wires. Tower models (including crossarm detail) which can reproduce the Thornhill measurements at 1605 kHz and the scale-model measurements from 1000 to 1900 kHz are developed. One such tower model is simple enough to allow the analysis of long runs of power line. Such models are useful in estimating scattering from power lines across the entire AM broadcast band     

Millimeter-wave radar phenomenology of power lines and apolarimetric detection algorithm

The radar phenomenology of high-voltage power lines and cables is studied for examining the feasibility of detecting power lines along the path of a low-flying aircraft using a millimeter-wave radar system. For this purpose, polarimetric backscatter measurements of power line samples of different diameters and strand arrangements were performed over a wide range of incidence angles with very fine increments at 94 GHz. Also, similar polarimetric backscatter measurements were conducted for cylinders of the same radii and lengths as the power line samples for identifying the scattering features caused by the braiding structure of the power lines. In addition, the effects of a thin layer of water and a layer of ice over the power line surface on its polarimetric scattering behavior are studied by repeating the polarimetric backscatter measurements. Based on this phenomenological study, a polarimetric detection algorithm that makes use of the scattering features caused by the braided structure of power lines is proposed. It is shown that the proposed algorithm is capable of detecting power lines in a relatively strong clutter background with a poor signal-to-clutter ratio. The performance of the algorithm is demonstrated experimentally using a rough asphalt surface and a vegetation foliage as sample clutter backgrounds     

全尺寸目标激光脉冲后向散射回波功率测定和建模

运用粗糙面散射、激光脉冲散射理论,结合复杂目标粗糙表面相关建模参数,建立用于计算全尺寸复杂目标激光脉冲后向散射功率的理论模型.实验测量一种空中缩比目标模型后向散射激光脉冲回波功率,获取该缩比目标激光脉冲后向散射功率随接受天顶角的变化曲线.比较理论建模与实验测量数据,分析实验误差,证明了该理论模型的正确性.将建立的理论模型进一步应用于计算非合作空间全尺寸目标的激光脉冲回波功率.计算结果能够预估空间目标的激光散射特征,解决一些关于空间目标激光脉冲光学特征工程的应用问题.     

硬盘盘片表面疵病检测装置的光学系统设计

为了检测硬盘盘片表面疵病的大小是否符合标准,设计了一种检测装置.采用光的散射理论,结合硬盘盘片表面疵病的粗糙度等级和实验结果,利用光照射到粗糙表面时发生的散射现象、散射光的特性以及散射模型建立的理论基础,对4种散射模型进行了分析和比较.并以混合型散射模型为基础,利用光学设计软件完成了该检测装置的光学系统设计.结果表明,混合型散射模型的散射角最大、散射能量密度最大,最适合用于反映硬盘盘片表面疵病造成的散射现象.     

基于非视线红外激光大气散射通信技术研究

为了实现非视线激光大气散射通信,根据米氏散射理论,建立了非视线通信链路模型,研究了1.06m激光的大气散射通信技术,分析了激光接收功率、激光发射功率、激光发散角、接收视场、探测器灵敏度、发射机倾角、接收机倾角、大气衰减和通信距离的关系,并搭建了试验原理系统,进行了1km距离的散射通信试验,获得了激光散射信号。结果表明,在一定的天气条件下,采用波长为1.06m的红外激光进行信号传输,有望实现远距离的大气散射通信。     

Backscattering enhancement of electromagnetic waves fromtwo-dimensional perfectly conducting random rough surfaces: a comparisonof Monte Carlo simulations with experimental data

Predictions of an exact numerical model for scattering from a surface randomly rough in two directions are compared with experimental data. The numerical model is based on Monte Carlo simulation using an iterative version of the method of moments known as the sparse-matrix flat-surface iterative approach (SMFSIA). Experimental data is obtained from millimeter wave laboratory experiments in which the bistatic scattering patterns of fabricated surfaces with known statistical parameters were measured. The surfaces studied have both a Gaussian height distribution and correlation function, so that their statistics are characterized by an RMS height and correlation length. An RMS height of 1 wavelength and correlation lengths ranging from 1.41-3 wavelengths are investigated, and the phenomenon of backscattering enhancement is observed both in the numerical predictions and experimental data. A comparison of the absolute value of the bistatic scattering coefficient as normalized by the incident power shows the theory and experiment to be in good agreement