一层随机小椭球手征粒子Stokes矢量的极化散射与传输

推导了任意取向的手征性小椭球粒子的2×2维散射振幅函数及矢量辐射传输方程的Mueller矩阵解, 得到了一层非均匀分布的随机小椭球手征粒子的全极化散射, 计算了任意极化入射下的同极化及交叉极化后向散射系数和极化度. 对穿过手征粒子层的相干波的4个Stokes参数也进行了讨论. 粒子的非均匀取向和手征性都能产生非对角的消光矩阵和满特征矩阵, 由此造成4个Stokes参数的耦合. 对手征和非手征粒子的全极化散射做了比较, 得到了手征性对极化电磁散射和传输特性的影响.     

用极化脉冲镜向回波反演非均匀植被下地表面的粗糙度与湿度

给出矢量辐射传输方程(VRT)求解非球形粒子非均匀随机介质的时间相关的Mueller矩阵, 数值模拟了极化脉冲入射下同极化和交叉极化双站散射. 极化脉冲回波表明了体散射和面散射机制, 描绘了随机散射粒子非均匀占空比的廓线分布, 可以清楚地辨别出由于下垫面反射引起的回波尾峰. 用镜向同极化双站散射的尾峰可以同时反演非均匀植被下地表面粗糙度和湿度.     

电磁波瞬态极化的统计特性

研究了电磁波瞬态极化的统计表征问题. 首先分析了瞬态极化电磁波Stokes矢量表征的物理内涵, 为求解瞬时Stokes矢量的统计分布提供了简捷的途径. 在此基础上, 分析了电磁波瞬态极化在Gauss分布假设条件下的统计特性, 给出了瞬时Stokes参数的概率密度函数及其联合概率密度函数的解析表达式. 最后, 对瞬态极化电磁波在极化基分量之间相互独立的情况下进行了计算机仿真, 验证了该表征方法的有效性和简捷性.     

用合成孔径雷达(SAR)单次飞行全极化图像数据进行地面数字高程(DEM)反演

在合成孔径雷达(SAR)空对地观测中, 倾斜地表面的同极化回波极大值所对应的入射波极化的取向角ψ≠0. 由ψ≠0迁移, 通过二次相干飞行SAR或干涉SAR(INSAR)图像可确定地表面坡度与反演地面数字高程(DEM). 用全极化散射Mueller矩阵解, 将ψ≠0的迁移表示为SAR测量的散射Stokes参数I_vs, I_hs, U_s的函数. 通过Euler角变换, 把ψ迁移与倾斜地表面的水平方位角、射程角以及SAR观测的几何结构联系起来. 在只能获得单次飞行SAR数据的情况下, 提出用倾斜地表水平方位排列产生的图像纹理作形态学细化算法来确定水平方位角. 这样用一次飞行的SAR图像数据, 可确定水平方位角和射程角及其坡度分布, 用完整多重网格算法数值求解地面高程的Poisson方程, 得到地形DEM的反演.     

星载SSM／I通道上的辐射传输理论和遥感数据分析

讨论了在ＳＳＭ／Ｉ通道上（１９，２２，３７，８５ＧＨｚ）植被和冰雪多层散射介质的矢量辐射传输（ＶＲＴ）理论。利用物理光学近似，推导了植被层ＶＲＴ方程的散射、消光系数和相矩阵，用密集粒子散射相干的ＶＲＴ应用于冰雪层。这两个耦合的ＶＲＴ方程的数值解，模拟了在ＳＳＭ／Ｉ通道上植被和冰雪的散射和热辐射信号。数值结果用来模拟和比较中国东北森林和西藏牧场冰雪的卫星微波遥感ＳＳＭ／Ｉ数据。     

矢量波函数求解单轴手征圆柱的电磁散射响应

用特征波的概念和角谱展开法 ,得到了矢量波函数表达的新颖单轴手征材料电磁散射的特征函数展开 .单轴手征介质中无源矢量波函数的解由两个横波和一个纵波组成 .计算机数值模拟了单轴手征圆柱的电磁散射响应 ,及其与各特征参数的函数关系 .结果表明 ,单轴手征特性明显地影响柱形散射体的散射特征 .可以预期 ,这种新颖的单轴手征介质能在较宽的频率范围和尺寸范围内可用来构造产生弱反射的曲面物体 .     

标准Stokes参数的统计特性分析

文中主要研究了Gauss随机场的标准Stokes参数的统计特征．通过其概率密度函数，得到了其均值、方差以及高阶矩特征，并且简化了Brosseau的表达式，提取了其中所包含的物理特性．新定义的散度、起伏度，以及斜度、峰度可以更加精细地描述随机场的起伏特性．这些都可以应用到随机介质的去极化效应等领域的极化散射特性分析中．     

相干情形下同极化通道特征极化研究

针对相干情形特征极化理论末涉及目标参数变化对特征极化的影响,结合同极化功率密度图详细研究了这一问题．首先对极化散射矩阵进行变极化基处理使其对角化;然后定义了矩阵幅度、绝对相位、幅度比及相位差等4个目标参数,将该对角阵参数化;在此基础上研究了4个目标参数变化对同极化通道目标特征极化的影响,包括其在功率密度图上的个数、位置及极性;最后利用Poincare极化球表征了这些特征极化,并得出了6点结论．实际目标特征极化求解的实验结果验证了理论分析的正确性．     

稀疏均匀非同心电磁矢量阵列的2D-DOA与极化联合估计

本文提出了一种稀疏均匀非同心电磁矢量传感器矩形阵列,针对该阵列提出了一种二维波达方向(2D-DOA)和极化参数的联合估计算法.首先利用稀疏均匀矩形阵列的旋转不变性得到周期性模糊的2D-DOA估计,然后提出一种简易的非同心电磁矢量传感器的2D-DOA估计算法来解模糊,再通过一些三角变换得到高精度无模糊的2D-DOA和极化参数估计,最后推导了该阵列多参量估计的闭式克拉美罗界.本文所提阵列的稀疏配置使得在不增加阵元数和硬件复杂度情况下有效扩展了阵列物理孔径,且由于矢量传感器的使用获得了极化分集,使得2D-DOA的估计精度大大增加.此外本文方法能得到2D-DOA和极化参数之间的自动配对,更为重要的是该阵列使用非同心电磁矢量传感器构成,解决了同心电磁矢量传感器互耦严重、硬件设计困难的问题.仿真结果证明了本文多参量估计算法的有效性.     

基于H/A目标极化分解理论的统计分析

极化分解理论是雷达测量数据与目标物理散射属性相联系的一座桥梁,在极化SAR信息处理中获得广泛的应用。基于目标方差矩阵的特征矢量分解(H/A)在极化分解理论中备受关注。在此背景下,用新方法重点分析了H/A分解中特征值、特征矢量以及H/A等参数的统计特性,给出了特征值分解的各参数物理机理以及描述其起伏特性的概率密度函数;指出了其受杂波影响导致分解的特征不稳定性,且视图数的不同会导致分解参数不同程度地偏离真实值,在此基础上分析了H/A分解中特征值、特征矢量以及H/A等极化分解参数最大似然估计的偏斜性评估,为准确获得极化特征参数打下了初步的理论基础。     

双波段极化雷达遥感图像分类的新方法

充分有效地利用极化雷达遥感数据提取目标散射特征是极化雷达遥感应用研究中的一个重要问题，构造了三个目标概率形式描述：目标相似性参数构造目标平均散射特征描述、目标散射相关阵特征值构造目标散射随机性描述、目标接收总功率构造目标散射强度描述。在目标散射特性的概率形式描述基础上，引入鉴别信息作为目标间的差异量度；这时目标之间的差异可以按照各个波段的平均散射特征、散射随机性和散射强度分别进行量度，为去除冗余信息高效利用数据带来方便。采用最小鉴别信息准则构造了双波段极化雷达遥感图像分类算法及其简化算法；与基于Wishart分布假设的最大似然分类方法相比，无论监督分类还是非监督分类，提出的算法均可以获得更加精确的分类结果。     

光在介质层中的路径散射及在下垫面的多次反弹

辐射传输方程通常用于解有限厚度水平均匀介质层中光的透射和反射。全当下垫面的边界条件下不能简化时，光在介质层中的辐射传输与下垫面的反射的相互影响，使方程的求解极为复杂和困难，其解也难于理解与验证，将这一复杂耦合系统分解为假定下垫面无反射时光的路径散射和光在介质层与其下垫面之间的多次反弹，导出了下垫面非Ｌａｍｂｅｒｔ时多次反弹的四通量完整公式，并进而对路径散射建立了有明确物理意义的解析近似，为建立三维     

基于纳米粒子的超声速流动成像

由于超声速流动受到可压缩性、激波、不稳定性以及湍流等因素的影响, 现有流动显示与成像技术在流场结构的高时空分辨率和高信噪比测量中存在一定的问题. 为此, 本文提出了基于纳米粒子的平面激光散射技术（NPLS）, 该技术以纳米粒子作为示踪粒子, 以脉冲平面激光作为光源, 通过CCD记录流场中的粒子图像实现超声速流动的高分辨率成像. 根据多相流体动力学理论和斜激波校准实验研究了纳米粒子在超声速流动中的跟随性问题. 根据光散射理论深入分析了影响纳米粒子散射光强的各种因素. 理论和实验研究结果表明, 纳米粒子的动力学行为和光散射特性大大提高了NPLS技术的时空分辨率和信噪比, 能够再现激波、膨胀波、马赫盘、边界层、滑移线和混合层共存的精细流场结构.     

静电场调制椭球形细胞膜电位和一侧离子浓度的研究

在对静电场与细胞相互作用建模和跨膜电位计算的基础上,基于能斯托公式和玻尔兹曼公式,给出静电场对椭球细胞离子跨膜迁移量影响的分析方法,并就静电场对不同类型椭球细胞离子跨膜迁移量变化的影响进行数值分析.研究发现:静电场在细胞表面不同位置引起的跨膜离子迁移量不同;随外场方向角α、椭球半轴比值ρ增加,静电场引起的细胞膜一侧离子浓度相对无外场作用,其比值的最大值逐渐减少,最大值对应位置θ_(max)逐渐增加;在外场强度、细胞表面积或体积一定条件下,ρ值越大,则对应的θ_(max)值越大;对于含乘性白噪声的静电场,场强度越大、信噪比越小,则离子浓度相对变化量越大.电场影响椭球细胞离子的跨膜迁移量引起细胞介质极化.     

变Al组分AlGaN/GaN结构中的二维电子气迁移率

AlGaN/GaN结构中Al组分对2DEG迁移率有显著的影响,但对这种现象的机理分析非常欠缺,尚不清楚.结合最近研究的实验数据,采用多种散射机制联合作用的解析模型对变Al组分AlGaN/GaN结构中的二维电子气迁移率做了理论计算和分析,所考虑的散射机制包括声学形变势散射、声学波压电散射、极性光学声子散射、合金无序散射、界面粗糙散射、位错散射、调制掺杂远程散射等.发现势垒层Al组分增加引起的2DEG密度增大是造成各种散射作用发生变化的主要因素.77K下2DEG迁移率随Al组分的变化主要是由界面粗糙散射和合金无序散射决定,室温下这种变化则主要由极性光学声子散射和界面粗糙散射决定.计算的界面粗糙度参数与势垒层Al组分的函数关系说明,Al组分增大所造成的应力引起AlGaN/GaN界面粗糙度增大,是界面粗糙散射限制高Al异质结2DEG迁移率的一个重要因素.     

铁电体的极化储能效应

三维铁电体的偶极子等概率地分布在晶格取向相关的特定极化方向上.外加电场后,各个方向的偶极子对电场的响应不同,导致了各种场致效应.最基本的效应是电场对极化强度在相变温区的诱导和转向,导致铁电体在相应温区实现了高的储能密度效应.基于铁电体德文希尔理论三维吉布斯自由能与极化强度的关系,得到了二阶相变铁电体偶极子的诱导及取向对极化储能密度和放电能量密度的影响.研究结果显示:低电场下储能峰低于居里温度,并随电场增大接近并超过居里温度;两个铁电参量的比值对铁电体的极化行为、电滞回线和储能密度具有关键影响并使其相互关联.同时还发现介电峰的温度宽度对应电滞回线形状变化的温度宽度和储能密度峰的温度宽度,且储能密度峰越高,峰的温区越窄.     

具有切换时延的抢占和非抢占式光交换调度研究

在分组交换和路由器设计中弓』入光交换技术，在可升级性、带宽、功率消耗和成本等多方面具有好处．然而，光交换机的切换时延比电交换机的切换时延长得多，使得传统面向电交换的时隙调度算法不适合于光交换环境，因此，需要设计新的调度算法，以便在传输的时隙空隙和切换次数间找到折衷．将此类光交换调度问题分为抢占式调度和非抢占式调度两种不同情形，分析并指出了它们各自的优缺点．尽管非抢占式调度不利于在时隙空隙和切换次数间取得折衷，但对于任意的切换时延，给出的基于最大加权匹配的贪心算法都可以实现2-近似（成本不高于最优调度的两倍），而且算法复杂度不高，为O（N^2）．对于抢占式调度，也给出了一种新颖的调度算法——2-近似启发式算法．每次在查找交换机的切换矩阵时，该算法都能保证剩下的业务矩阵都是2-近似的．仿真结果和分析表明了2-近似启发式算法：1）非常逼近最优调度；2）比ADJUST和DOUBLE算法无论是在业务传输时延，还是在计算复杂度上，都有显著改善．     

TiO_2纳米阵列的制备、表面修饰及其在钙钛矿太阳电池中的应用

一维TiO_2纳米阵列具有直接的电子传输通道,在太阳电池中作为电子传导材料引起了广泛的关注.以水热法制备的金红石相TiO_2纳米阵列作为有机无机杂化钙钛矿太阳电池电子传导支架,系统研究了TiO_2致密层引入对纳米阵列生长和组装器件光电性能的影响;考察了TiO_2纳米棒棒长和TiCl_4水浴处理等对纳米阵列微结构和组装电池光电性能的影响.致密层的引入有利于获得垂直取向TiO_2纳米阵列,纳米棒棒长的优化有利于光生载流子的快速分离和传导,而采用TiCl_4水浴处理TiO_2纳米阵列,不仅增大了纳米阵列的比表面积,有利于吸附更多的钙钛矿晶体和提升电池对光的俘获,同时TiCl_4水浴处理产生的小纳米颗粒有助于填补钙钛矿晶体与纳米阵列间的缝隙,促进更好的界面接触,从而抑制载流子传导过程中的复合,提升电池性能.在引入TiO_2致密层后,进一步采用0.1 mol/L TiCl_4处理的TiO_2纳米阵列组装的电池展现最优的光电性能,其短路电流密度、开路电压、填充因子分别达到22.88 mA/cm~2,1.04 V和63.58%,电池的能量转化效率达到15.11%.     

基于广义能量函数的快速自适应主分量提取

通过引入一个任意对角矩阵, 提出了一种广义能量函数(GEF)来优化一个两层线性神经网络的连接权矢量, 推导出一种递归最小二乘(RLS)算法, 不需要设计非对称电路, 即能并行提取一个输入协方差矩阵的多个主分量. 分析了算法在平衡点的局部稳定性能. 实验结果表明该算法具有收敛快、稳健性好等优点.     

基于卷积编码的SOC测试响应压缩研究

提出一种单输出压缩方法. 首先提出了码率为n/（n-1）、距离为3的卷积码的设计规则, 利用这些规则可得到卷积码的校验矩阵, 该校验矩阵的实现电路即是能够提供单输出压缩的响应压缩电路. 所设计的压缩电路可避免2个和任意奇数个错误位的混淆、避免一个未知位（X位）对特征的掩盖. 利用概率论分析了未知位掩盖效应. 如果未知位分布具有聚簇特征, 那么提出的多重量校验矩阵设计算法能够大大降低未知位的掩盖效应. 最后用一些实验数据验证了所提出的压缩电路能够提供较强的未知位容忍能力和非常低的错误位混淆率.