基于双频成像声呐的内河航道水下目标探测方法试验

针对内河航道中在应急情况下的水下目标探测问题,本文利用双频成像声呐开展水下目标物的成像试验,基于试验所获取的水下目标物声学图像的特点,结合三倍标准差阈值分割方法、形态学处理方法、边缘及角点检测方法,提出水下目标物所在区域的距离及面积探测方法,结果显示,区域面积探测结果与实际情况误差为7.8%,水下目标实际布置距离在测算距离以内,该方法可为航道部门进行水下目标探测提供一定参考。

双频透射无线电波勘探方法及应用研究

煤层可作为高频电磁波的导波层,无线电波透视技术适用于工作面煤层内的地质构造探测。目前无线电波透视法通常采用单一频率进行探测,在煤层工作面勘探过程中常存在频率选择不当和探测精度不足等方面问题。为此,提出了双频透射无线电波勘探方法。基于理论分析,利用双频透视场强数据和衰减系数参数,推导了基于双频无线电波测量数据的煤岩介质吸收因子γ计算公式;采用有限元数值模拟方法,模拟并分析了无异常构造煤层和含断层煤层工作面两种工况。实验结果表明:利用双频法计算得到的吸收因子对煤层地质异常的响应更加敏感,验证了透射无线电波勘探方法的有效性。通过比对现场试验数据及回采钻探结果,再次验证了双频吸收因子γ对地质异常的响应特征优于单频衰减系数。研究结果表明,双频法可提高煤层工作面无线电波探测地质异常的效果,为无线电波精细化勘探和矿井地质透明化提供一个新的方法和思路。

基于双频融合的微波全息成像算法研究

针对单频微波全息成像算法在目标距离向分辨率的局限性,提出一种基于双频融合的微波全息成像算法。该算法通过将对目标的照射频率从单频扩展至双频,以获取目标高斯相位信息,并利用此相位信息增加对目标距离向的分辨能力,抑制在单频成像过程中出现的距离混叠效应。利用Matlab对基于双频融合的微波全息成像算法进行性能仿真,并通过在仿真中增加空间采样位置抖动作为非理想因素来检验该算法的实际应用鲁棒性,最终利用实验平台验证该算法在目标探测应用中的有效性。实验结果表明,基于双频融合的成像算法可减少相近目标距离向之间的干扰,有效抑制在单频成像过程中出现的距离混叠效应。

双频微波热声成像方法及应用研究

为解决传统微波热声成像技术对含有骨骼的复杂生物组织难以完整清晰重建的问题,本文提出新型双频微波热声成像技术.即利用两个不同中心频率短脉宽微波激励组织得到两组单频微波热声数据,两组数据利用区域像素均值与区域吸收系数补偿进行能量校准后,以骨骼在不同频率下微波能量吸收系数的比值进行加权相减,最后得到减小骨骼副作用的双频微波热声图像.本文首先对双频微波热声成像方法的原理进行了研究,然后介绍了搭建的双频微波热声成像系统,最后进行了兔膝关节与鸡跖骨成像实验,并对成像结果进行了定性观察与半定量量化分析.实验结果表明,与单频微波热声成像相比,双频微波热声成像中的组织估算尺寸和微波热声信号趋势与相应的组织实际尺寸和理论分析更加符合.双频微波热声成像技术能够减小骨骼的“负造影”作用带来的影响,从而使受此作用影响的半月板、交叉韧带和骨髓腔清晰完整重建.综上,此方法能够提高微波热声成像技术对含骨复杂生物组织的成像能力,从而推动相关应用研究的进展,并为需要缓解骨骼副作用的其他影像学方法提供参考.