三维弹性波场的线性化逆散射问题

在弱散射假设下，建立了三维弹性波多参数反演的理论方法。采用两束相互垂直的宽带平面波照射目标体，在包围目标体的封闭测量面上获取散射玻场，通过计算“平面波散射振幅”并选择适当的偏振方向将未知参数在富立叶变换域内解耦．所得结果类似于Ｘ射线ＣＴ成像，具有“滤波反投影”的形式。     

浅海波导中椭球体声散射特性研究

利用边界元法研究了三维海洋波导中声波与椭球散射体相互作用问题.分析了海洋波导中声波与结构体相互作用的声散射特性,包括声压在水平断面和垂直断面的分布特点.数值分析表明:浅海中椭球体的散射特性与自由场中明显不同,当椭球体按照一定比例变化时,其散射声压变化规律会近似于球体而声压幅值低于球体,这对于浅海中非规则目标散射特性的研究是非常重要的.浅海波导对散射目标有显著的影响.     

利用不规则曲线测量数据实现雷达目标三维成像

由于平台任务要求或环境影响,雷达数据采样路径可能是不规则曲线。利用通常舍弃的不规则曲线测量数据实现雷达目标三维成像,而且在稀疏测量情形下的成像分辨率甚至超过密集采样时传统成像算法的分辨率。不规则曲线测量数据的空间采样具有稀疏性和非均匀性,不能用传统成像算法得到高分辨率图像。基于压缩感知的雷达目标成像,突破了传统分辨率的瑞利准则限制,且可应用于非均匀采样数据。目标高频散射的稀疏性为压缩感知在雷达成像中的应用奠定了基础。更重要地研究证明,不规则曲线测量矩阵具有良好的互不相干性,因此基于压缩感知的三维成像能够满足重构精度和稳定性要求。考虑到三维成像中测量矩阵的高维性,用分段正交匹配追踪算法实现目标信号的稀疏重构。实验结果表明,算法不仅能够精确实现超分辨三维成像,而且成像算法具有很好的鲁棒性。     

三维弹性波场的线性化逆散射问题

在弱散射假设下，建立了三维弹性多参数反演的理论方法，采用两束相互垂直的宽带平面波照射目标体，在包围目标体的封闭测量面上获取散射玻场，通过计算“平面波散射振幅”并选择适当的偏振方向将未知参数在富立叶变换域内解耦，所得结果类似于Ｘ射线ＣＴ成像，具有“滤波反投影“的形式。     

基于稀疏字典分解的窄带雷达自旋目标干涉三维成像

空间微动目标干涉三维成像技术研究中,最关键的是对各散射点进行保相分离。当脉冲重复频率（PRF）不满足奈奎斯特采样定律时,基于图像处理的成像方法无法有效分离目标各散射点。提出了一种基于稀疏字典分解的窄带雷达自旋目标干涉三维成像方法,该方法能够直接从回波数据中分离出各散射点。首先,根据自旋目标回波信号特性构建稀疏字典,利用稀疏分解算法分解回波,得到各散射点子回波,其次通过时频分析并利用其保相性,获得各散射点的微动曲线,并提取出它们在时频平面上经过位置的干涉相位差,最后根据干涉相位差与坐标之间的关系重构散射点坐标,对空间自旋目标进行三维成像。仿真结果表明,在PRF不小于0.25倍奈奎斯特频率时,所提方法均能有效实现自旋目标三维成像。     

电磁逆散射中线性抽样法的快速计算

电磁逆散射通过测量目标体产生的散射场或其远场模式重建目标体. 该问题作为一类典型逆问题具有重要的理论研究价值,同时它在工程技术领域也具有重要的应用价值. 线性抽样法,作为解决电磁逆散射问题的方法之一,通过线性积分方程降低了电磁逆散射问题的病态性与非线性对问题求解的影响. 但是,线性抽样法传统的实现过程需要全空间或全平面的入射/散射场信息和成像区域,三维目标体的重建过程需要较长时间. 为了降低线性抽样法的计算代价,本文提出了两种快速计算方法, 分别是重建三维目标体的二维投影图和利用自适应边缘检测方法重建二维     

基于改进型CLEAN算法三维成像的雷达散射截面积反演

基于三维成像的雷达散射截面积(radar cross section,RCS)测量可以获得目标散射系数的三维空间分布,与一维和二维RCS测量相比,它具有更好的空间分辨能力.但是,在基于成像的RCS测量中,散射中心的提取至关重要,它在很大程度上决定着RCS的反演精度.采用CLEAN算法完成对目标散射中心的提取,有效抑制了图像的三维旁瓣,并针对CLEAN算法存在估计误差的迭代累加效应,设计了一种可以更新估计的改进的相干CLEAN算法,进一步提高了RCS的反演精度.用MATLAB和FEKO测量仿真,结果表明改进型CLEAN算法能更有效地提取散射中心,且提高了RCS的反演精度.     

利用多通道联合稀疏重建的干涉逆合成孔径雷达三维成像算法

针对单通道超分辨成像算法重建的超分辨图像间散射点的位置出现偏差的问题,提出了一种利用多通道联合稀疏重建的干涉逆合成孔径雷达(MCJSR-InISAR)三维成像算法。首先利用联合包络对齐算法校正目标平动对应的包络时延,再利用联合自聚焦算法实现平动补偿的初相校正,对来自不同天线的回波信号的距离差进行补偿,然后利用MCJSR进行超分辨成像,同时利用快速傅里叶变换提高运算效率,最后利用水平及俯仰干涉相位信息实现机动目标的InISAR三维成像。MCJSR-InISAR算法具有更高的强散射中心重建精度,能够对通道间的相对相位信息进行有效的保持。实测数据表明,与单通道超分辨成像算法相比,MCJSR-InISAR算法成像结果的熵值降低了约0.17,且运算复杂度降低了O(105)。     

一种新的弹道目标成像匹配识别算法

为了能充分利用目标的散射中心对弹道目标进行识别,提出利用解线频调的方法,通过对距离向和方位向进行快速傅里叶变换,实现对目标散射中心成像,然后从目标ISAR像中提取目标特征信息,提出了一种新的匹配识别的方法实现对目标的分类识别。该方法利用提取的散射中心的位置和幅度信息,通过构造匹配度矩阵,进而与预设门限比较,判定目标类别。仿真实验及识别性能评估表明,该方法在设定情况下具有良好的目标识别能力。     

基于消卷积的三维成像雷达散射截面测量技术

基于三维成像雷达散射截面积(RCS, Radar cross section)测量技术是近年新兴的一种灵活、高效的RCS测量技术。该技术基于三维线阵合成孔径雷达(SAR, Synthetic aperture radar)测量系统对目标进行近场三维高分辨成像,通过近远场变换算法,得到目标的远场RCS,具备近场、外场测量能力。基于成像的RCS测量,其成像精度就直接影响着RCS的测量精度,因此,为了得到高质量的RCS结果,就需要得到高分辨的图像。本文采用压缩感知三维成像算法对目标进行成像,有效提高了RCS的反演精度,并分析了改进CLEAN算法的抑制旁瓣原理,得出两种方法都是基于消卷积原理对旁瓣进行抑制。用MATLAB和FEKO测量仿真,结果表明压缩感知算法提取散射中心效果更好,且提高了RCS的反演精度。     

二维海洋波导中Helmholtz方程外问题数值解的有限元方法

研究了二维海洋波导中声波与散射体相互作用的问题.基于伽辽金变分原理和DtN映射方法,发展了这类声散射问题的一种有限元数值求解方法,提出了有效的数值实现手段.考察了海洋波导中声波与散射体相互作用的回声结构特性,包括海洋界面的多重反射效应对回声结构特性的影响.数值计算结果表明,所建立的有限元理论方法是有效和实用的,而且数值实现速度较快.     

三维有限孔径逆声散射问题的数值解

从声散射场远场分布的信息来再现三维障碍物形状反问题的数值解,提出了求解这类非线性且不适定反问题的一种非线性最优化方法,该方法的主要特点是只需声散射场的远场分布在某个有限孔径中若干个入射和观测方向上的远场信息。数值结果表明,对较小的波数,即使只用在较小的入射和观测范围中的远场测量信息,得到三维障碍物的一个合理的重构也是可能的。     

激光干涉法探测水下声信号

为实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,提出一种从水面散射激光中获取水下声源信息的方法.利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉现象来获取水表面声波的频率和幅度信息.采用该方法建立的实验装置可准确探测水下声信号,验证了理论和仿真程序的正确性以及该方法的可行性,为航空遥感水下目标提供一种技术途径.     

阻尼边界条件下声波散射的一个逼近方法

将阻尼边界条件下声波散射问题转化为求解一个最小二乘法问题，将散射波表示为单层位势，该问题满足拟牛顿法的收敛条件，采用拟牛顿法得到逼近散射波的傅立叶级数的系数，并根据散射波与其远场模式之间的关系求得散射波的远场模式。通过给出二维空间的具体的数值计算实例与已有的求解积分方程的方法比较，该方法计算量小且计算速度快，而得到的精度却是一样的。     

电磁层析成像系统中标量磁势的数值解法

电磁层析成像技术是一种基于电磁感应定律的工业过程成像技术,激励线圈产生的交变磁场在目标物体中产生涡流,进而产生二次磁场.接收线圈检测到感应电压后利用重建算法可以得到物场的分布信息.边界元法以积分方程为数学基础,同时采用了与有限元法相似的划分单元离散技术,将边界积分方程离散为代数方程组后用数值方法求解.边界元法在电磁层析成像技术中已有一定的应用,而基于标量磁势的边界元法使得求解过程的速度和效率显著提高.本文针对一个简化的电磁层析成像系统模型,利用3种数值方法求解目标物体表面的标量磁势,并利用Matlab编程得到仿真结果.对结果进行对比分析后,选出最优解法.     

声全息分析噪声场的空间频域重建算法

声全息方法是分析噪声场的一种有效手段。该文在基于空间面积分的声全息重建公式的基础上利用二维快速Fourier变换进行了快速的声场空间频域重建。在理论推导的基础上 ,进行了模拟实验和现场实验 ,两种实验均证明了空间频域重建算法的有效性。     

基于扩展Kalman滤波的声阵列定位数据融合算法

利用各阵元和目标相对于一中心阵元的几何关系建立目标运动方程，坐标变换方程和声阵列测量方程，并以此建立了声阵列目标定位模型。在此基础上提出了基于扩展Kalman滤波算法的目标定位数据融合算法。通过地面目标和空中目标的计算机仿真表明，本算法能够有效地克服由于智能雷布阵的随机性给智能雷定位数据估计带来的困难，对声阵列定位数据也能进行较好的融合，对提高定位精度有一定效果。     

用矩量法求解浅海声波散射问题

讨论了浅海中波导的声波散射问题．利用单层位势理论将声波散射的外边值问题化为一个第一类边界积分方程,利用矩量法对积分方程求解,给出了二维空间的数值结果．结果表明其精度比Tikhonov正则化方法稍差些,但计算方法简单,计算机的实现快速．     

基于k-邻域密度的离散点云简化算法与实现

提出一种基于k-邻域密度(即k-邻域中的点云密度)的离散点云简化算法, 并给出了在三角网格重构中的实现. 该方法不仅可以保证实物模型重建后的整体轮廓, 而且在细节部分也较好地保持了局部形状特征. 三角网格重构的实验结果表明, 所给方法简单、 高效, 同时, 在实物模型平滑处与曲率变化较大处均取得了理想效果.     

波导环境中利用匹配场处理技术的声源定位研究

采用现代信号处理技术及水声物理学的交叉内容形成匹配场处理技术，用来进行声源定位。运用数值方法进行简正波分解得到各阶简正波的特征值与特征函数，进而求得远距离声场，并采用Bucker检测因子(DF)方法对假定声源进行了计算机定位仿真。这一方法，具有精度高、低频计算快的特点，特别是在远距离有关的环境。