粒子群算法在薄膜表面BRDF模型优化中的应用

为得到光学薄膜表面双向反射分布函数的统计模型，测量了不同薄膜材料表面的激光（0．808μm）双向反射分布函数。采用多参数优化的惯性权重模型粒子群算法，权重因子随迭代代数增加线形减小，建立了材料表面的BRDF五参数模型。并与遗传算法进行比较，表明粒子群算法在计算效率和计算精度上都比遗传算法好。     

动态海面与运动球形目标后向复合电磁散射及Doppler谱研究

应用物理光学近似和Mie理论分别求解了导体海面的表面电流及球形目标的一次散射场,利用Kirchhoff近似求解了海面的后向散射场．同时借助互易性原理降低了求解球形目标和海面之间二次耦合散射场的难度,讨论了球形目标尺寸、位置等对二次后向耦合散射场的影响,对不同入射角下后向复合散射场的Doppler频谱特性进行了详细分析．     

Ap,aa和Dst指数周期变化特征的EMD分析

经验模态分解(EMD)方法在处理非线性及非平稳随机信号序列时表现出很大的优势和应用潜力.利用EMD方法对地磁指数(Ap,aa及Dst)月均值进行了分解,分别得到一系列模式和一个趋势项.其中可能包含了6个月周期分量,准1a周期分量,准两年震荡(QB0)分量,准5a周期分量,准11a周期分量和22a Hale周分量等.地磁活动指数与太阳黑子数都有着显著的11a周期变化分量,比较发现Ap和aa指数准11a周期分量极值出现要比太阳黑子数R准11a周期分量极值出现平均滞后1-2a,滞后最大值发生在1970年前后;Dst指数没有特别明显的滞后特征.     

Ap，aa和Dst指数周期变化特征的EMD分析

经验模态分解（EMD）方法在处理非线性及非平稳随机信号序列时表现出很大的优势和应用潜力．利用EMD方法对地磁指数（Ap,aa及Dst）月均值进行了分解,分别得到一系列模式和一个趋势项．其中可能包含了6个月周期分量,准1a周期分量,准两年震荡（QBO）分量,准5a周期分量,准11a周期分量和22a Hale周分量等．地磁活动指数与太阳黑子数都有着显著的11a周期变化分量,比较发现Ap和aa指数准11a周期分量极值出现要比太阳黑子数R准11a周期分量极值出现平均滞后1—2a,滞后最大值发生在1970年前后; Dst指数没有特别明显的滞后特征．     

多类目标样片BRDF三维统计建模及优化

在Torrence-Sparrow模型的基础上,修正和简化了五参数模型,对多类目标样片双站多角度双向反射分布函数(BRDF)测量数据进行了拟合,在二维情况下与五参数模型进行了比较,两者均与实验数据吻合,表明了五参数模型良好的适应性,能够对不同粗糙度,不同光学特性的材料进行拟合.优化过程采用遗传算法与退火算法相结合,具有把握全局和较快收敛速度的特点,对于问题的解决起到了关键作用.五参数模型是三维空间模型,通过对某些样片的多组多角度双站三维实验数据进行的拟合充分利用了三维空间信息,建立了BRDF空间分布图,进而获得粗糙表面的更多光散射信息.     

水下声场激励水表面横向微波的色散关系

针对水下声场在水表面激励横向微波的现象, 建立一套测量水表面横向微波波长的图像采集和处理系统, 利用该系统对水表面横向微波波长进行了测量, 将实验值与理论值进行比较, 结果表明, 表面横向微波是色散波, 理论模型给出的波长量级与实验结果相吻合.      

不同孔径时旋转曲面目标的散斑统计特性

研究了高斯波束照射旋转曲面目标在菲涅耳衍射区产生的动态散斑强度起伏的统计特性,推导了探测孔径尺寸大小不同时, 散斑强度起伏相关函数依赖于旋转目标曲率半径的关系. 在不同探测孔径大小情况下, 首先计算了平面目标与球目标的相关距离, 接着给出了曲面目标以恒定角速度旋转时散斑强度起伏的相关时间随曲率半径的变化关系. 最后, 介绍了相关函数与探测时间之间的变化情况. 结果表明, 采用一定尺寸的探测孔径代替点探测时, 曲面目标的散斑强度起伏的相关时间变得更容易测量. 通过测量曲面目标的散斑强度起伏的相关时间可以非接触、非破坏性地测量旋转凸体的曲率半径.     

高斯-谢尔光束通过湍流大气任意粗糙目标的散射统计特性

基于广义惠更斯-菲涅耳原理和任意粗糙目标模型,考虑大气湍流对激光从发射机到目标和从目标到接收机的影响,研究部分相干高斯-谢尔光束经任意粗糙目标散射后的统计特性.我们假设相位结构函数占优,推导了接收场处互相关函数的表达式,平均强度以及波前相干长度大小,并对此进行数值模拟.结果表明,接收面的平均强度与粗糙面的横向相关长度与表面高度均方根有关;接收场的波前相干长度与湍流强度、表面粗糙度、传播距离和光源相干度有关.     

空中复杂目标对背景红外辐射的散射的并行计算

提出一种快速计算非朗伯面空中复杂目标对背景辐射的散射的方法。使用Modtran软件计算天地背景红外辐射亮度。将复杂目标表面划分成三角面元并在探测方向进行遮挡消隐处理，在图形处理器（graphic processing unit, GPU）内按背景光入射方向划分计算线程，线程内利用五参数双向反射分布函数（bidirectional reflectance distribution function, BRDF）模型计算可见面元对一个方向入射的红外辐射的散射亮度。把所有可见面元的计算结果加权平均获得复杂目标对背景辐射的散射亮度。通过对某飞机目标的计算结果对比发现，基于GPU的并行算法计算速度比中央处理器(central processing unit, CPU)提高了百倍以上。     

互补码在非相干散射中的应用

非相干散射雷达的回波极其微弱,通常在交替码码片内采用Barker码进行脉冲压缩.邻近空间区域的回波信号形成杂波噪声,Barker码解码后出现在旁瓣中.为了抑制旁瓣,提出用互补码代替Barker码,然后调制到同时发射的工作频率不同的两个谐波上.与Barker码相比,互补码能够较好地去掉旁瓣,解码后的信号具有较高的信噪比.