基于IRLS的跳频模式下GTD散射参数提取和RCS重构

现代谱估计方法能够反演基于几何绕射理论(geometric theory of diffraction, GTD)的模型参数，但不能处理非均匀不完备的雷达散射截面(radar cross section, RCS)数据。此外，通过暗室测量获取完备的RCS数据也需要较大的时空开销。针对上述问题，提出一种基于迭代加权最小二乘(iteratively reweighed least squares, IRLS)的跳频模式下GTD散射参数提取和RCS重构方法。该方法将稀疏重构理论与GTD散射模型相结合，能够在RCS数据非均匀不完备的条件下反演散射参数和实现RCS重构。仿真数据和电磁计算数据用于验证所提方法的有效性，实验结果表明该方法对降低暗室步进频率RCS的测量成本和扩增雷达RCS数据具有重要意义。     

高炉浓尘环境料面散射特性建模与成像

工业恶劣成像环境下的雷达图像常存在对比度低和清晰度差等问题，质量退化的图像直接影响计算机视觉任务的处理效果以及目标参数反演结果。因此，对高炉料面后向散射进行建模，并针对弥散浓尘环境下的随机粗糙料面成像，提出一种基于衰减补偿和散射修正的成像方法。考虑微波沿空间路径的传播损耗，在回波模型中加入环境因子，采用瑞利散射和积分方程法分别求解衰减系数和粗糙面的后向散射系数，从传输损耗和散射机理出发，对图像进行损耗补偿以及目标像素亮度的提升，减小图像因成像环境、目标距离以及表面起伏形状不同造成的信号强度差异。通过南钢3号高炉雷达数据验证算法，目标像素亮度差异平均减小4.33 dB,有效改善雷达成像中高炉径向距离起伏料面的成像性能。     

基于拉曼光谱识别技术的创新型智能识别垃圾桶设计

随着人工智能技术的发展,基于芯片编程的各类智能机器人被越来越广泛地应用于医学、娱乐、环保等领域。而因当下资源有限,环境问题不容乐观,垃圾分类迫在眉睫,便利用拉曼光谱和芯片编程技术来开发智能垃圾桶。其利用每种物质的非弹性散射的散射光各不相同的原理,通过拉曼光谱仪对垃圾进行照射,由此判断垃圾的材质,然后通过垃圾桶内"机械板"的移动,将垃圾投入不同的固定区域,以此实现垃圾的识别与分类,节省资源,实现有用物品的回收再利用。     

正弦水面平面波高斯波束散射回波谱峰特征分析

展示平面波/高斯波束照射时正弦水面电磁散射回波的多普勒谱峰分布特征.基于Bragg共振散射理论可知,水面电磁散射回波多普勒谱峰所对应的频率由水波相速度决定,然而,最近相关水槽实验发现:正弦水面散射回波的多普勒谱不仅包含与水波相速度相对应的Bragg共振峰,而且还存在等频率间距的谐波峰.为了能更好地解释这一现象的物理或数学本质,文中基于粗糙面电磁散射一阶小斜率近似理论(SSA-I)分别推导给出了平面波/高斯波束照射时正弦水面后向电磁散射回波的频谱模型.理论模型结果显示,谐波峰是由于频谱分析过程中频率泄漏效应导致的,而不是水面回波真实的物理现象.     

一类多乘积优化问题求解的新方法

利用所考虑问题的结构特点,提出一种新的线性化方法.该方法利用函数的二阶导数信息,线性化过程更为直接.为改善算法收敛速度,提出一个新的区域缩减准则.理论上证明了算法的收敛性,数值算例表明算法是有效可行的.     

随机粗糙表面近红外光散射特性数值研究

为了研究随机粗糙表面的近红外光散射现象,采用线性滤波法生成高斯分布随机粗糙表面,使用基于矩量法的蒙特卡罗方法计算波长为1.064μm的S和P线偏振入射光照射下的良导体和电介质表面的散射分布、散射峰值及其位置等.数值计算结果表明,良导体和电介质表面的散射特征具有显著差异.该结果对提高激光雷达目标识别能力具有重要意义.     

Multi-dimensional scattering properties diagnosis system of scale aircraft model in an anechoic chamber

Aiming at the concept of ＂diagnosis＂, a simple and effective broadband radar cross section （RCS） measurement system is constructed, and some multi-dimensional scattering properties diagnosis techniques are presented based on the system. Firstly, a stepped-frequency signal is employed to achieve high range resolution, combining with a variety of signal processing tech- niques. Secondly, cross-range resolution is gained with a rotating table, and the high-resolution two-dimensional （2-D） imaging of the scale model is obtained by the microwave imaging theory. Finally, two receiving antennas with a small distance in altitude are used, and the three-dimensional （3-D） height distribution of scattering points on the scale model is extracted from the phase of images. Some typical bodies and a scale aircraft model are diagnosed in an anechoic chamber. The experimental results show that, after scaling with a metal sphere, the accurate one- dimensional （l-D） RCS pattern of the model is obtained, and it has a large dynamic range. When the bandwidth of the transmitting signal is 4 GHz, the resolution of the 2-D image can reach to 0.037 5 m. The 3-D height distribution of scattering points is given by interferometric measurement. This paper provides a feasible way to obtain high-precision scattering properties parameters of the scale aircraft model in a conventional rectangular anechoic chamber.     

半无限土体圆形隧道结构中地震波的传播

基于弹性波的散射理论,研究了半无限土体内圆形隧道中土体对SH波的多重散射和动应力集中,采用波函数展开法和镜像法,将待解问题归结为一组无穷代数方程组的求解,得到了问题的解析解.作为算例,给出了衬砌附近动应力集中因子的数值解,分析了围岩的剪切模量、入射波波数、半无限土体边界到衬砌的距离等参数对动应力集中因子的影响.数值计算分析表明:围岩的剪切模量、入射波波数等是影响动应力集中因子的重要因素.本文的研究方法和数值结果有望为衬砌的地震评价提供理论依据.     

基于STM32的大气粉尘浓度实时检测系统设计

为了实时测量大气中粉尘浓度,设计了一套基于光散射原理的检测系统。根据朗伯-比尔定律可知,准确测量透射光强是检测的关键因素。系统采用锂电池供电,以STM32微处理器为核心,测量光束通过被测介质前后的光强变化,转化为电信号,经运放放大后送入ADC处理,实现浓度信息采集,DHT11检测环境中温湿度,实时时钟设置系统的日期和时间,数据经单片机处理后动态显示在LCD5110上,可以通过菜单和AD键盘进行功能设置。实验结果表明,该系统能实现便携实时测量,相对误差小于10%,精度较高,具有功能丰富、超限报警、实用性强、功耗低、操作简单、固件升级容易等特点。     

12C原子核α跃迁密度及p-12C非弹性散射研究

基于12C原子核的α粒子结构观点,通过拟合电子散射实验得出12C核2+和3-态α粒子跃迁密度分布,并在多重散射的K.M.T理论框架下对入射能量为600 MeV和700 MeV的p-12C非弹性散射进行研究计算.结果表明,理论计算得到的p-12C非弹性散射截面与实验数据符合得较好.12C原子核基态及2+和3-激发态的α粒子结构观点在p-12C非弹性散射领域得到了检验和支持.