毫米波无源成像多波束聚焦透镜天线设计

多点良好聚焦的透镜天线可以缩短毫米波无源成像所需时间,但透镜表面轮廓满足曲线方程非常复杂。文章提出了一种内外表面轮廓满足圆方程的简单透镜,同时利用电磁仿真软件仿真了馈源各几何参数对其电磁性能的影响。最后对天线的仿真结果表明所设计透镜天线可以较好的满足工程需要。     

3mm波段交流辐射计成像实验研究

采用一种具有简单结构的交流辐射计用于场景被动毫米波成像,然后利用小波变换滤除噪声,最后采用伪彩色映射改善成像的视觉效果,为无源毫米波成像研究提供了一种新的方法.室外场景的3 mm波段的被动成像实验结果表明:黑夜与大雾天气条件对毫米波被动成像几乎没有任何影响;3 mm波段交流辐射计成像对于金属与水面目标非常敏感,场景的图像轮廓细节明显,可用于军事与遥感领域.     

旋转二次曲面折射成像的球差分析

为研究旋转二次曲面及其透镜对轴上物点的成像质量,从二次曲面的标准方程出发,以折射定律为基础,导出了旋转二次曲面折射成像的精确球差公式,并由此计算了不同类型二次曲面及其透镜成像的球差,结果发现,旋转椭球面、抛物面和双曲面双凸薄透镜的成像质量都优于球面双凸薄透镜的成像质量.     

虚物经薄透镜成像的规律研究

采用作图法和解析法对虚物经薄透镜的成像规律进行研究,给出虚物经薄透镜成像的典型,指出虚物经薄透镜成像规律与实物经薄透镜成像的规律类同,并总结出两者的成像规律.     

基于凸集投影算法的被动毫米波图像超分辨率恢复

为了提高被动毫米波图像分辨率,该文将凸集投影算法(POCS)应用于被动毫米波图像的超分辨率恢复中.文章对引起被动毫米波成像系统图像降质的因素进行了分析和讨论,建立了成像模型,结合POCS算法原理,利用图像的噪声统计特性以及幅度约束条件,对POCS算法用于被动毫米波图像的超分辨率恢复进行了详细分析,并给出了算法流程.仿真结果表明:POCS算法用于被动毫米波图像的超分辨率恢复相对双线性差值方法恢复效果有明显改善.     

倒置显微镜成像系统焦区衍射场分析

采用射线追迹与Stratton-Chu矢量衍射积分相结合的方法，分析计算小F数倒置显微镜成像系统焦区的矢量衍射场分布，假设一线极化平面波倾斜入射在系统入瞳上，入射波频率在毫米波频段，给出了成像系统焦区衍射场分布的数值计算结果，其等高线图显示出一定像差条件下透镜系统的成像性能，分析了衍射场的矢量特性，计算与实验做了比较，两者吻合。     

被动毫米波成像系统的发展状况及其关键技术

 毫米波对大气具有良好的穿透性并能提供较好的角分辨率,因此被动毫米波(PMMW)成像技术越来越受到重视。为科学设计PMMW成像系统,本文在分析被动毫米波成像原理、系统组成及辐射特性的基础上,重点阐述了国内外被动毫米波成像的最新进展及关键技术,包括主要器件、系统和信号处理方法等,并提出了被动毫米波成像的发展方向和应用领域。     

旋转双曲面和球面折射成像的球差比较

为研究旋转双曲面及其透镜对轴上物点的成像质量,从双曲面标准方程出发,以折射定律为基础,导出了双曲面折射成像的精确球差公式,并由此计算了双曲面和球面及其透镜成像的球差,比较分析了两种折射曲面的球差特性,发现双曲面相对球面有球差校正作用,双曲面双凸薄透镜的成像质量优于球面双凸薄透镜的成像质量.     

旋转椭球面折射成像的球差研究

研究单个折射面成像的球差是研究透镜及复杂光学仪器成像质量的基础.从折射定律出发,导出了旋转椭球面折射成像的精确球差公式,并由此比较了椭球面和球面及其透镜的成像质量.       

被动毫米波成像系统的关键技术

毫米波对大气具有良好的穿透性并能提供较好的角分辨率，毫米波成像技术越来越受到人们的重视。文章在叙述被动毫米波成像原理及其系统结构的基础上，提出了被动毫米波成像的关键技术，分析了毫米波接收器的主要技术参数，指出了应用MMIC(毫米波单片集成电路)技术实现毫米波接收器的重要性。     

基于增强倏逝波的声透镜光声成像系统设计

光声成像是一种新近迅速发展起来、基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法。在分析当前光声成像系统中传统声学透镜的倏逝波衰减导致包含图像细节的高频信息丢失的基础上,提出使用负折射透镜,让倏逝波参与成像,突破传统声学透镜的衍射极限,从而大幅提高成像分辨率。同时依据光声效应产生的超声波具有波的特性,在研究中还发展、完善了声学信息系统的相关理论以及三维声成像技术。通过实验对比得到了超越普通声学透镜的生物组织的光声成像效果。     

基于全变差正则化的压缩感知毫米波成像方法

毫米波成像技术在人体安检领域有着重要的应用,它采用合成孔径雷达成像原理、宽带信号扫描方式实现三维高分辨率成像。针对其采集空域和频域数据冗余造成的信息和成本浪费问题,提出了在三维毫米波全息成像算法的基础上,采用一种傅里叶操作算子化的频率测量方法,从而实现压缩感知稀疏成像。同时依据成像场景,取图像差分域先验信息,引入了第三维频率维稀疏先验,利用三维全变差L1范数正则化方法将图像重构。实验通过真实回波数据成像效果的展示,证明了拥有高分辨率的三维毫米波图像恢复效果优异,并且与二维全变差正则化方法相比,三维全变差正则化方法重构的图像效果更佳,从而证明了所提方法的有效性。     

光声傅里叶变换成像理论

依据光声效应产生的超声波具有波的特性，借鉴光学成像理论，提出了一种新的光声信号成像模式－利用声透镜直接成像。以声场复振幅来描述声场分布，根据基尔霍夫衍射理论，从理论上推导了声透镜的脉冲响应，并通过实验得到了生物组织的功能成像。     

基于声全息的超透镜成像改进方法研究

针对空间Fourier变换的倏逝波近场声全息研究方法存在的缺陷,提出了在近场用声学超透镜代替离散分布在全息面上的声传感器的改进方法。先将声源信息汇聚于一点,再用声压传感器在聚焦点采集声源信息,实现声源识别、定位以及重建,从而有效地避免因离散采集而带来的"窗效应"和"卷绕误差"。建立物理模型,运用COMSOL软件模拟仿真,得到入射波与透镜汇聚声波的能量值比值接近1,成像效果良好,应用前景广阔。     

波动光学应用于成像光学系统装配公差的确定

给出一种利用波动光学原理计算成像光学系统，特别是非旋转对称系统的装配公差计算方法．采用光波波面描述物面上一个点发出的光在存在装配误差的系统中的传播过程．用菲涅耳衍射公式计算自由传播部分；用薄透镜的透射比计算通过透镜时的波面变化，由此得到射向像面的成像波面；通过对成像波面分布的分析推断成像情况；依据容许的成像质量确定装配误差．以一个含两个柱面透镜的成像系统为例，导出了确定这两个柱面透镜母线不正交性公差的公式．由此说明该方法可以解决不易用几何光学方法获得解析结果的问题．     

基于Z变换在平板透镜成像中的FDTD分析

文章研究了分析双负媒质平板成像规律的一种方法,双负介质的介电系数和磁导系数均为频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系,这就给应用时域有限差分(FDTD)方法计算双负媒质平板中波的散射和传播带来困难;因此将Z变换理论应用到双负媒质中的FDTD计算当中,对麦克斯韦方程做了修改,使得FDTD计算式独立于双负媒质函数,并给出双负媒质中与频率有关的FDTD表达式;数值仿真了电磁波与双负媒质平板的相互作用,详细讨论了双负媒质平板透镜成像理论,并提出了一种球差更小的平板透镜系统.     

光声信号亚波长成像分辨率的分析与实现

为提高光声成像的亚波长分辨率,探究了光声信号产生的机理,并对其亚波长分辨率进行了傅里叶分析,发现普通正折射率透镜难以对携带诸多物质细节信息的倏逝波进行成像,通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对声学超透镜进行建模和仿真,结果发现在该声学透镜对声波的调控作用下,倏逝波在近场区域能够实现较好的成像效果,在对样品进行制备与测试后,实验与仿真效果基本吻合,证实了该声学透镜的实用性。     

The application of dynamic scanning in target detection and imaging based on an NR-PC flat lens

In this paper a finite-difference time-domain method is used to model and analyze the application of dynamic scanning in target detection and imaging by using an effective negative-refraction photonic crystal(NR-PC) flat lens.The results show that there is a transmission peak,with a value far greater than unity,resulting from the influence of mini-forbidden bands and resonance excitation effect at a resonance frequency of 0.3068(a/λ).Thus,the lightwave emitted from the point source will provide strong backscattered waves after being focused on the target by the NR-PC lens that greatly improves the refocusing resolution and imaging resolution of the backscattered wave.Furthermore,a comparison with a non-dynamic scanning scheme clearly demonstrates that the dynamic scanning scheme provides improved refocusing resolution.In conclusion,our investigation optimized the performance of a detection and imaging system,and provided the basis for converting an idealized LHM lens into a physically realizable NR-PC flat lens.     

全息正弦式波带片特性研究

本文主要对全息正弦式波带片的形成及成像特性进行了详细的理论分析，并把它与传统的菲氏波带片及几何光学透镜作比较研究，从中获得正弦式波带片的焦距公式；ｆ＝λ１α／λ２。