非视域三维成像激光雷达的研究进展

综述了非视域三维成像激光雷达技术的研究现状及进展。首先介绍了非视域成像技术的产生背景和基本概念,从多种实现技术中选出最接近激光雷达构型的基于激光脉冲飞行时间测量的非视域成像技术作为文中的综述重点。然后分别从成像系统和成像算法两个方面对国内外的研究进展进行了分析总结,可以看出,未来采用SPAD面阵进行无扫描阵列式非视域成像已成为必然的趋势,而能够适配SPAD面阵的非共焦重构算法也将成为研究重点。这种激光成像雷达新体制未来在军事侦察、安防反恐、无人驾驶、灾难救援等领域将有着极其广泛的应用前景。     

基于行列寻址的压电超声换能器柔性曲面阵的研制

锆钛酸铅(PZT)压电超声换能器材料由于其优异的压电性能而在微电子机械系统(MEMS)领域受到了广泛的关注。订制了边长4 cm的PZT压电陶瓷片,将压电陶瓷片与柔性印刷电路板(PCB)键合,将压电陶瓷片划成2.45 mm×2.45 mm的阵元,在沟槽内填充环氧树脂胶。将键合后的压电陶瓷片粘在曲面模具上,溅射金属形成上电极,制成14×14阵元的曲面阵,其曲率半径为10 cm。此曲面阵采用行列寻址(RCA)的方式可以在水中测到发射和接收信号,并且可以对体模进行脉冲回波成像,在超声成像领域有广阔的发展前景。制备的曲面阵可为研制直径20 cm的柱面阵提供参考。     

天线单元存在幅相不一致性时的波束零点合成技术

波束零点对阵列幅相不一致非常敏感,这一点往往降低了利用零点技术抗干扰的性能.为了改善波束零点在实际系统中对干扰的抑制效果,本文通过对理想约束模型进行预畸变处理,大大的降低了天线单元幅相不一致性对波束零点的影响.对该方法的进一步推广,天线单元存在方向性误差和天线单元有缺失情况下的零点合成问题也得到了解决.本文中的仿真结果和实际数据处理结果都进一步证明了该方法的有效性.     

基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法

自适应角度多普勒补偿方法是补偿机载非正侧阵雷达杂波距离相关性的有效手段,该方法解决了角度多普勒补偿方法处理性能受系统误差影响较大的问题,可以实现杂波距离相关性的自适应补偿。但该方法利用子孔径平滑估计杂波协方差矩阵,存在孔径损失,系统自由度下降,估计准确度下降。此外,该方法还存在着运算量大的问题,不利于实时实现。本文提出了一种基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法,并利用正交投影逼近子空间追踪方法对估计杂波协方差矩阵进行特征分解。与常规自适应角度多普勒补偿方法相比,本文方法运算量显著降低,杂波补偿性能更优。理论分析和仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于“嫦娥二号”卫星任务约束的月面景象匹配

针对月球卫星的景象匹配定位问题,为“嫦娥二号 ”卫星设计了相应的匹配模式,并构造约束 模型进行了匹配矩阵的修正,实现了“嫦娥二号”线阵CCD观测图和美国LRO卫星局部基准图 的子图像块大 规模匹配。实验中,首先通过构建匹配矩阵和测试库验证了单对图像归一化互信息匹配的可 行性和局限性, 然后通过约束模型修正,显著性水平取0.1时,使匹配成功率从60.7%提高到89.0%,并且测试库中89.0%的 正 确匹配对被匹配矩阵所保留。实验结果表明,所提方法对“嫦娥二号”观测图的高效、高成 功率匹配可行,能够为进一步的月球卫星位置视觉解算提供可靠的匹配数据。     

双基地多入多出雷达收发方位角联合估计算法

基于多项式求根理论,提出了一种高精度双基地多入多出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)雷达收发方位角联合估计算法.该方法通过多项式求根和极小特征矢量法获得二维收发方位角的估值.所提方法无需运算负担繁重的二维伪谱峰值搜索,估得的二维收发方位角由于特征值和特征矢量存在一一对应关系能够自动配对.算法通过链接匹配滤波后的阵列接收数据,产生了虚拟阵元效应,扩展了有效阵列孔径,使得可检测信源数目成倍增长,算法的空间角分辨率更高,角估计性能更优,有效测角范围更加宽广,稳健性更好.仿真实验证明了所提算法的有效性和实用性.     

空馈双面阵相控阵雷达工作方式设计及特点

利用空馈双面阵相控阵雷达的特点，在不增加设备基础上，通过切换开关控制双面阵分时工作，提高搜索和跟踪数据率，缩短航迹建立时间，实现了对空气动力目标和TBM兼容探测，同时给出了空气动力目标探测、TBM探测、集能探测工作方式设计方法和能量调度原则。     

采用近邻粒子群算法设计非规则曲面微带共形阵

采用近邻粒子群算法设计了一个安装于非规则曲面上的微带共形阵。通过测量安装于非规则曲面上的天线单元的方法，将载体对共形阵的影响计入天线设计中。采用近邻粒子群算法对单元进行了优化，根据优化结果制作了微带共形阵，给出了非规则微带共形阵的驻波曲线和远场方向图。实验结果表明，近邻粒子群算法能够有效地对复杂曲面上安装的共形阵进行设计。     

GPS接收机空域和空时滤波性能研究

提出了空域滤波和空时滤波的优缺点,研究了他们的抗干扰性能,并在圆阵中进行了仿真.仿真结果表明这两种方法都可以用于GPS接收机抗干扰.其中,空时滤波结构相对于空域滤波能增加系统的自由度,对于宽带信号能提供更佳的抗干扰性能;价格相对较低的空域滤波结构在普通干扰环境中(干扰数目较少)也是一种合适的选择.     

一种基于面阵CCD的单波长辐射测温方法

介绍了一种基于面阵CCD的单波长辐射测量三维温度场的方法.通过引入一种新型的多路面阵CCD数据实时采集系统采集待测温度场多个方向投影数据,利用计算机层析技术重建温度场内部空间物理量的分布,然后根据维恩近似公式获得空间温度场的分布.对多路CCD数据实时采集系统的内部构造以及工作原理进行了较为详细的阐述.并对蜡烛的火焰温度场进行了测量,最后用热电偶验证此方法的正确性.利用此系统可以做到数据实时采集,为三维流场的实时测量奠定了良好的基础.