一种角度与极化稳定的可调控电磁散射结构的设计与验证

通过调控成像雷达散射波的幅度、相位达到隐身伪装目的,是电子对抗领域发展的新方向.本文提出一种S波段角度与极化稳定的可调控电磁散射结构(electromagnetic scattering structure,ESS),该结构正面为加载变容二极管的金属网栅及方形金属贴片,背面为过孔连接的馈电网栅.利用二极管电容加载、等效电感加强、背面馈电电感等设计,实现了ESS的宽带小型化,其单元尺寸为λ0/10.通过改变外置调控电压,可实现1.98~3.91 GHz的连续调控,相对调控范围为69.5%.其中,在2.27~3.83 GHz反射波幅度调控深度大于15 dB,相位变化最大为269°.此外,整体性能在±60°入射、TE/TM极化下保持稳定,在雷达成像干扰领域具有良好应用前景.

人造目标散射结构的零极化辨识与应用

目标最优极化是雷达极化问题研究的重要理论基础.目标零极化又称共极化零点,是目标最优极化的重要组成部分.通过目标零极化可以推导出目标的其他最优极化状态,其广泛应用于目标极化匹配接收、目标对比增强等领域.文中从目标结构辨识角度首次揭示了零极化理论方法在人造目标散射结构辨识方面具有独特优势,并基于人造目标典型散射结构从理论上推导出典型散射结构的零极化矢量.将复极化比平面的极化表征方法与极化响应特征相结合,提出了零极化三维响应特征图可视化表征方法,揭示了典型散射结构的零极化差异,得到了零极化响应特征矢量.在此基础上提出了一种人造目标散射结构的零极化辨识方法,通过提取极化雷达图像中人造目标的强散射中心,将散射中心的零极化响应特征矢量与典型散射结构进行匹配,从而确定散射中心的散射结构类型,实现人造目标结构辨识.结合车辆和无人机等典型人造目标的电磁计算数据,开展了目标结构辨识对比实验.与Cameron分解方法相比,本文提出的零极化散射结构辨识方法能够准确识别出散射中心的散射结构类型.特别对结构对称型人造目标,本文方法识别结果呈现的对称性更准确,更符合目标实际的散射特性.

融合Sobel算子的SAR图像结构优化方法

针对传统滚动引导滤波算法在处理SAR图像时,面对较多琐碎纹理效果欠佳,容易产生虚假边缘的问题,提出融合Sobel算子自适应计算图像中每个像素点的梯度,反映图像的边缘强度来指导滚动引导滤波参数的调整,从而优化滚动引导滤波的结果。通过传统算法和改进算法对雷达图像处理的边缘强化和细节纹理提取的对比结果表明,提出的利用Sobel算子来进行滚动引导滤波参数的调整有着明显提升,能有效地支撑雷达图像的后续处理,为图像的强散射结构提取提供了一种新的方法。

极弱散射结构中的随机激光器

提出了一种基于空间散斑的极弱散射随机激光系统,并用该系统在不同抽运条件下分别实现了相干反馈输出和非相干反馈输出。结果表明,两种反馈机制存在内在的联系。提出了随机腔耦合的概念,对弱散射随机激光器的模式特性给出了合理的解释。

辐射在相对论等离子体中非相干散射的结构因子

等离子体中粒子关联效应使辐射在等离子体内非相干散射的总截面等于汤姆逊截面乘上结构因子。本文给出辐射在相对论等离子体中非相干散射的结构因子。

分析大口径凹形结构散射的一种混合射线方法

在大口径凹形结构散射的特点及有关分析方法的基础上 ,提出了一类基于复射线方法和几何绕射方法的分析处理大口径凹形结构散射的混合射线方法 ,即用复射线法计算反射场 ,以几何绕射法来计算边缘绕射场。基于所设计的便于工程上实现的计算流程 ,有关分析及相关结果说明了这一方法的可行性和可靠性。

采用WD倒谱法分析人体肾组织的超声散射微结构特征

提出了一种对超声散射信号分析的新方法———WD倒谱法 .利用该方法对人体正常肾和肾肿瘤组织的回波信号进行分析 ,与用AR倒谱法所得结果进行了比较 .结果表明 ,两种肾组织散射子的平均间距明显不同 ,WD倒谱比AR倒谱更能反映软组织的微观结构特征 。

肌纤维与肌纤维瘤结构散射超声频谱实验和分析

本文结合肌肉组织结构特征,用宽带换能器对肌纤维和肌纤维瘤组织结构背散射进行了实验和分析。结果表明,组织结构的变化,在散射谱上有明显特征表现,服纤维瘤背散射系数明显大于正常组织。

用于裂隙光源的侧面发光塑料光纤散射点设计

设计一种侧面发光塑料光纤表面正四棱锥形微结构散射点,使侧面发光塑料光纤可用作裂隙灯显微镜的裂隙光源,以减小裂隙光源的体积.采用光学仿真软件分析光纤上表面(有散射点)和光纤下表面(无散射点)的散射率,当塑料光纤直径为1 mm时,得到优化后的正四棱锥散射点的底边宽度和深度均为80μm.仿真结果表明,光纤下表面散射光的光束发散角在垂直于光纤方向约为40°,在平行于光纤方向约为110°,经过焦距为50 mm的投射镜会聚后的光带宽度约为0.3 mm,可以满足裂隙灯显微镜的要求.

基于模式项散射的吸波结构

天线雷达散射截面(RCS)的缩减是隐身平台实现低散射特性的关键。吸波结构是缩减目标RCS的重要技术手段,而又难以避免对天线辐射性能产生恶化影响。针对微带天线提出了基于模式项散射的吸波结构设计方法,利用吸波结构模式项散射与微带天线的结构项散射进行对消,达到天线带外雷达散射截面缩减的效果。通过仿真验证,在工作中心频率为10 GHz的微带天线2×2元阵加载该吸波结构,可在不影响天线阵列辐射性能的基础上,对天线阵列5 GHz的法向RCS带来8 dB缩减效果。实测结果表明,在某Ka频段天线阵列加载该吸波结构,对天线阵列X频段法向RCS有6 dB缩减效果。

光电/红外侦察卫星目标散射特性提取研究

卫星雷达波散射特征是对其进行监测、识别及打击的重要依据,其特征控制同时也是卫星总体设计的重要内容。针对光电传感器侦察卫星的载荷搭载特点和面临的威胁,确定侦察卫星构型约束条件,分析卫星散射结构组成,对不同雷达波散射特性仿真方法进行分析,提出红外侦察卫星结构的RCS仿真方法。以美国DSP卫星为例,对卫星结构剖分,构建电磁仿真模型,采用射线追踪法、物理光学近似法及等效边缘电流法,对DSP卫星进行目标散射特性提取,从入射频率、极化形式等方面分析散射特点,提出光电侦察卫星的散射亮点部位及隐身改进建议,可用于对光电侦察类卫星的监测、识别及打击和指导该类卫星雷达波隐身总体设计。

天线散射理论研究

本文给出单端口天线和多端口天线阵列的基础散射理论,该理论清晰地说明了天线散射的原理.以该理论为基础,可以得到求解天线散射场的方法,从而解决了长久以来天线散射场中结构模式项散射和天线模式项散射之间的相位差难以确定的问题.本文工作对天线隐身有重要意义.

相控阵天线系统散射分析

该文采用S参数分析了有源相控阵天线单元馈电系统模型的接收机负载反射系数。将该反射系数代入阵列天线散射场基础理论公式分析了有源相控阵天线的散射场,将有源相控阵天线的天线模式项散射场分为天线模式反射散射场和天线模式相控散射场进行分析。最后通过一维线阵验证了理论分析结果。该分析方法和分析结果为相控阵天线RCS计算和控制提供了理论指导。

光纤分子背向散射的温度效应与分布光纤温度传感网络

本文讨论了光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射精细结构谱和光纤分子喇曼（Raman）背向散射光谱及其温度效应。作者从实验中发现1550nm光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射的温度效应强于905nm；光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射强度与温度近似成正比关系；作者讨论了光纤分子背向Raman散射温度效应在分布式光纤温度传感网络上的应用。

基于人工表面等离激元结构的全向隐身

人工局域表面等离激元结构具有许多特殊的光学性质,对于新一代光学元件的设计具有重要的意义.本文设计了一种在硅盘中周期性嵌入金属条的结构,从而使得物体在任意方向的光散射均被抑制,实现了全方向隐身的效果.通过理论分析与数值模拟,发现这种空心的人工局域表面等离激元结构在一定频率下会出现强散射抑制现象,这是由结构的散射波与背景波之间干涉相消产生的效果,且由于结构是一种周期性环状结构,因此可以在散射抑制的频率点下实现全方向的隐身效果.这为分析人工局域表面等离激元结构的物理隐身和光学响应提供了一条新的途径.此外,本文还分析了结构在不同参数条件下对散射谱移动规律的影响.本文的结果适用于微波到太赫兹波区域,可以应用于各种先进的光学器件,如雷达、隐身涂层、传感器和探测器等.

Vivaldi天线主瓣方向上的双站RCS特征仿真

为了分析Vivaldi天线主瓣方向上的双站RCS特征,对Vivaldi天线方向图和双站RCS进行了仿真。仿真结果表明在阻抗匹配条件下,从主瓣方向照射时双站RCS与天线方向图形状基本一致,但指向相反。分析其原因是在阻抗匹配状态下,天线RCS以结构项散射为主,发射和接收时天线上的电流分布基本相同,但传播方向相反。因此,无法在不影响Vivaldi天线方向图的情况下对其双站RCS进行缩减。

基于目标物理特征和压缩感知的地雷目标鉴别方法

通过压缩感知(Compressed Sensing,CS)算法可以实现对目标的稀疏成像,并获取其空间散射结构用于目标鉴别和识别。该文针对穿透地表成像的前视超宽带虚拟孔径雷达(Forward Looking Virtual Aperture Radar,FLVAR)实测数据,以CS理论为基础对地雷目标进行稀疏成像,利用地雷目标电磁散射的稀疏性实现其散射结构的提取,将目标散射特性转化为与物理结构相关的几何特征,并基于该特征进行目标的分类鉴别。新方法不仅拓展了地雷鉴别的新思路,而且也为压缩感知在目标散射结构提取和目标鉴别上的应用进行了初步有效的尝试。

雷达目标识别的改进双谱法

雷达目标的散射结构具有移位不变性和旋转不变性，是雷达目标识别的一个重要特征量。本文基于一种改进的双谱分析方法，从雷达回波中有效地提取了雷达目标散射结构特征。该特征量不仅可以用于识别具有不同结构的雷达目标，而且可以用于识别具有相似结构的雷达目标，仿真结果证明了该方法的有效性。

声全息测量基阵的设计与研制

对用于近场声全息 (NAH)技术、测量大型声呐发射阵近场全息声压分布的线型水听器基阵 ,进行设计、研制 .全息测量阵设计和研制的关键问题是它应能得到声场中复数声压 (振幅和相位差 )的真实数据、给出场中正确的声压全息面 .本文估算了所设计结构的支撑架和水听器基座声散射对阵上水听器测量全息声压的影响 ;分析对基阵结构的加工工艺要求和提出如何实现这些要求的措施 .实验结果表明设计的这套四分之一小型水声扫描线阵的阵元测量数据可靠 ,适用于大型声呐基阵NAH技术 .并为大型全息测量线阵设计提供基础 .

L波段一维低RCS阵列天线设计方法

L波段阵列天线是隐身平台的强散射源之一,其主要散射源包括结构项散射、模式项散射及散射栅瓣三类。对上述三类强散射源进行机理分析,提出相应的缩减方法,完成了天线的RCS(Radar Cross Section雷达散射截面)缩减设计,并针对L波段一维低RCS阵列天线的特点,对结构项散射缩减等方法给出了数值仿真验证。针对所示算例,仿真结果表明,采用矩形平板偏置15°的方法,3 GHz频率下可以将结构项散射由3.5 d Bsm降低到–26 d Bsm。