机载综合孔径辐射计用于目标探测的性能分析

探讨了机载综合孔径辐射计的技术参数与探测目标的最大探测距离之间的关系,推导了综合孔径辐射计微波辐射图像对比度的计算公式,给出了综合孔径辐射计探测目标最大距离的计算方法,研究了积分时间累积对探测距离的影响.以T型天线阵列为例,对机载综合孔径辐射计探测亮度温度对比度为200 K左右的金属目标的性能进行了分析,计算结果表明:该机载综合孔径辐射计能够以150 m/s的飞行速度探测到距离10 km远处半径为4 m的金属圆目标.     

毫米波被动探测空中隐身目标研究

为探测空中涂层隐身目标,建立了地面辐射计对空中目标进行锥形扫描的天线温度对比度计算模型。在目标下方分别为高发射率地面和低发射率水面的情况下,对晴天时平面隐身目标和光洁金属目标的天线温度对比度进行了对比计算。将3 mm波段辐射计系统固定在地面上,目标分别悬挂于水泥地面和水池上方10 m高度处,分别在晴天和阴天时,采用辐射计系统对隐身目标和光洁金属目标进行了探测实验。计算和实验结果说明,涂层隐身目标比同等大小的光洁金属目标的天线温度对比度大,当目标下方地物的发射率较小时,差别更大。在毫米波被动探测下,空中金属目标表面的吸波材料涂层,不仅不能起到隐身效果,反而会更明显地暴露目标。     

3 mm波段面目标辐射特性测量研究

论述了3mm波段(94GHz)同步检波Dicke辐射计基于自然变温源的定标方法与特性指标.在水平和垂直两种极化下利用矩形口面的喇叭天线对天空及5种典型的地物目标进行了测量,水泥、沥青、黄土、草地的测量范围为20°～85°,水面为20°～75°,天空为0°～90°;利用带有卡赛格伦天线的3mm和8mm辐射计对沥青背景下的金属板进行了对比测量,3mm和8mm辐射计天线的3dB波束宽度分别为0.5°和1.5°.辐射特性测量证明了两种极化间的差别随着表面粗糙度的增加而减小;卡赛格伦天线对金属板测量中,3mm辐射计比8mm辐射计可测得更高的天线温度对比度.     

无源毫米波末敏弹

论述了八毫米辐射计的末敏弹的工作原理和设计原则．在搜索过程中末敏弹吊在降落伞下，一面旋转一面以某个适当的速度下降，使辐射计的天线以螺旋线形扫描目标区域。在此有效面积内探测目标，并以很高的命中概率摧毁目标。在天线温度对比度理论计算的基础上研制出探测和定位算法，给出了计算机仿真打靶试验的结果。     

无源毫米波末敏弹

论述了八毫米辐射计的末敏弹的工作原理和设计原则，在搜索过程中末敏弹吊在降伞下，一面旋转一面以某个适当的速度下降，使辐射计的天线以螺旋线形扫描目标区域，在此有效面积内探测目标，并以很高的命中概率摧毁目标，在天线温度对比度理论计算的基础上研制出探测和定位算法，给出了计算机仿真打靶试验的结果。     

基于神经网络反演法的3mm波辐射特性研究

被动探测系统的天线温度与目标视在温度的关系是一种病态积分方程。为了从第一类Fredholm积分方程中解出物体的视在温度,提出了一种利用天线温度反演视在温度的动态逼近方法。首先,利用3mm辐射计对不同条件下的目标及其背景进行测量,得出相应的天线温度。然后,引入辐射温度因子,并给出视在温度影响因素的权值,建立一种基于BP神经网络的视在温度动态逼近分析方法。最后,利用该方法分析了物理温度等因素对视在温度的影响,为毫米波辐射特性研究提供了一种有效的温度反演方法。由于天线温度可以通过测量直接得出,所以利用温度因子仿真曲线,可以比较快速地计算出变温目标的视在温度及其辐射特性信息。     

金属目标微波辐射特性的理论分析和缩比测量

根据微波辐射测量的基本原理，导出了计算金属目标微波辐射天线温度对比度的一般表达式。论述了这一表达式在实际使用中存在的问题，提出了金属目标微波辐射天线温度对比度的缩比测量方法。实验结果表明，这一测量方法简便可靠，经济实用。     

金属目标微波辐射特性的理论分析和缩比测量

根据微波辐射测量的基本原理，导出了计算金属目标微波辐射无线温度对比度的一般表达式。论述了这一表达式在实际使用中存在的问题，提出了金属目标微波辐射天线温度对比度的缩比测量方法。实验结果表明，这一测量方法简便可靠，经济实用。     

金属立体目标的广义和狭义等效辐射截面系数

导出了金属立体目标天线温度对比度的一般表达式．类比雷达的散射截面，提出了金属立体目标的狭义和广义的等效辐射截面和等效辐射截面系数的概念，为验证狭义和广义等效辐射截面系数的可行性，计算了金属半球在混凝土背景上的天线温度对比度和等效辐射截面系数，并对误差进行了分析．计算的结果证明用狭义和广义等效辐射截面系数来计算立体金属目标的天线温度对比度是可行的．     

毫米波装甲目标辐射亮温解及隐身材料主要参数计算

在毫米波辐射探测中,为得到真实目标的辐射亮温,采用BFGS方法从测得的天线温度数据反演出较稳定的毫米波装甲目标的辐射亮温.根据反演出的亮温,给出一种求得装甲涂层隐身材料的反射率和发射率的简单方法.     

干、湿沙层对岩石受力微波辐射影响的实验对比

在天空冷背景下，通过实验模拟卫星对地观测，研究盖层对岩石受力过程中微波辐射的影响规律及影响机理.实验以花岗岩及覆被干、湿沙层为例，采用卧式压力机和C波段微波辐射计对岩石受力过程中松散盖层对辐射变化的影响规律进行观测.实验结果表明:花岗岩弹性变形阶段的微波辐射变化与载荷具有很好的同步性，相关系数达0.94，微波亮温变化量为0.015K/MPa.当岩石观测面铺设2.5cm厚的干沙层或湿(含水)沙层时，其对受力岩石微波辐射影响存在差异:1) 干沙层对岩石受力过程中的微波辐射变化量无显著影响;2) 含水沙层显著削弱了微波辐射计所接收到的岩石中由力引起的微波辐射变化信号.     

基于非参数统计的综合孔径图像弱小目标检测

针对综合孔径微波辐射图像中目标和复杂背景的边缘振荡对目标检测带来的影响,提出一种基于非参数统计的弱小目标检测方法.在对综合孔径辐射图像特征进行研究的基础上,采用非参数统计中的秩统计量描述图像中目标及复杂背景边缘的过渡纹理,给出综合孔径辐射图像的非参数统计描述模型,利用目标及复杂背景边缘各方向秩相关系数不同的特征,将目标与复杂背景有效地分离,实现对复杂背景的抑制和目标检测.仿真及实验结果表明该方法能有效地对综合孔径辐射图像中的弱小目标进行检测.     

天空冷背景下受力岩石微波辐射特征实验研究

分析了环境因素对微波辐射观测的影响机理. 以此为基础,在天空冷背景条件下,利用岩石试验机、微波辐射计、声发射、温度测试仪等,开展了岩石弹性变形阶段循环加载微波辐射变化特征的室外观测实验. 结果表明,在天空冷背景下能可靠获取岩石受力变形过程中的微波辐射能量变化信息. 花岗岩弹性变形阶段的微波辐射亮温变化与应力间呈同步性很强的正相关关系,相关系数达0.94; 岩石表面的温度变化与应力间亦呈正相关,但其变化滞后于应力变化,且单位应力的微波亮温升幅远大于表面温度升幅. 实验证实了利用微波辐射观测手段可有效探测岩石受力引起的岩石内部应力状态的变化.     

热像理论建模中的厚壳船体效应研究

在迄今为止的还买呢目标红外热像理论建模研究中,都采用了所谓“薄壳”结构模型,并且在计算中都使用了稳态温度场近似^【1,2】。该文为不能按薄壳模型处理的船壳结构建立了非稳态温度场的物理模型,该模型集成了已有模型的成熟算法和软件,并对原有的理论公式和软件进行了扩展,作了计算机理论模拟计算,研究了厚壳船体的体效应对目标非稳态温度场分布的影响。     

Development of a Chinese land data assimilation system:its progress and prospects

The objective of land data assimilation is to merge multi-source observations into the dynamics of land surface model for improving the estimation of land surface states.We have developed a land data assimilation system for China's land territory.In this sys- tem,the Common Land Model and Simple Biosphere Model 2 are used to simulate land surface processes.The radiative transfer models of thawed and frozen soil,snow,lake,and vegetation are used as observation operators to transfer model predictions into estimated bright- ness temperatures.A Monte-Carlo based sequential filter,the ensemble Kalman filter,is implemented as data assimilation method to inte- grate modeling and observation.The system is capable of assimilating passive microwave remotely sensed data such as special sensor mi- crowave/imager (SSM/I),TRMM microwave imager (TMI),and advanced microwave scanning radiometer enhanced for EOS (AMSR- E) and the conventional in situ measurements of soil and snow.A spatiotemporally consistent assimilated dataset for soil moisture,soil temperature,snow and frozen soil,with a spatial resolution of 0.25 degree and temporal resolution of one hour,has been produced.This paper introduces the development of Chinese land data assimilation system and the progress made on data assimilation algorithms,land sur- face modeling,microwave remote sensing of land surface hydrological variables,and the preparation of atmospheric forcing data.The dis- tinct characteristics and challenges of developing land data assimilation system and the perspectives for future development are also dis- cussed.     

船舶参数激励横摇运动研究综述

为避免参数激励导致船舶出现不稳定横摇,提出有效抑制参数横摇的方法.分析参数激励引起的大幅横摇运动的动力特性,从船舶非线性耦合运动、横浪运动、纵浪上参数激励运动和波浪上参数与波浪联合激励运动方面,对目前研究现状及取得的主要成果进行综述,对船舶参数激励横摇运动及其倾覆机理的研究前景进行展望.     

基于船舶运动的微波多普勒海面回波模拟与分析

根据船载雷达探测海面时的工作特点,深入研究走航状态下微波段电磁波与海表面的作用机理.根据线性波浪理论和船舶运动规律,建立了基于时变海面的船舶运动模型,并通过与实测数据对比验证了模型的有效性.采用小斜率近似法计算海面的电磁散射,仿真得到走航状态下微波段海面散射回波,并分析了不同船舶运动方式对回波多普勒谱的影响.通过采用空间海浪反演算法验证仿真结果,证明了回波模拟算法的正确性.结果表明船舶运动导致回波统计特征发生明显变化,该结论为船载平台下海面后向散射回波研究与海浪反演算法改进提供了先验信息与理论模型.     

卫星微波遥感中云层的影响

本文在微波频率1—300GHz(波长1mm一30cm)范围内,卫星微波遥感以陆地和海洋为背景,分析8种典型的云层情况,衡量各因子的作用,进行分析讨论。为卫星微波遥感中消除云层污染及微波遥感云层特性提供了数据。     

基于微波遥感的土壤湿度异常监测

提出地表微波极化差异指数,并利用AMSR-E星载被动微波遥感亮温数据,统计分析了2002-2006年7月上旬新疆微波极化差异指数旬平均分布;通过计算归一化距平,反演得到新疆7月上旬土壤湿度动态变化分布图。结果表明:利用微波极化差异指数能够较好地表征土壤湿度时空异常变化,为定量监测土壤相对干湿程度提供了一种有效便捷的方法。