21世纪最具影响力的军事技术

非致冷红外焦平面成像技术长期以来，热成像系统的高昂成本一直是阻碍它被广泛应用的主要原因。令人欣喜的是，近年来在第二代热成像系统的快速发展进程中，这一僵局已被采用非致冷焦平面阵列(UFPA)的热成像系统所打破，其低成本和可接受的性能，正在军用和民用市场上大展拳脚。目前实用的非致冷焦平面阵列成像技术，依照     

基于FPGA的非致冷红外焦平面图像采集系统的设计与实现

本文介绍了一种红外焦平面数据采集系统的设计与实现,该系统用于对非致冷红外焦平面阵列的输出信号进行采集。系统使用FPGA作为核心CPU,控制各个模块,完成信号AD采集,FIFO缓存,异步串口通信等功能。该系统稳定可靠,通用性强,已在多个红外焦平面采集系统中得到应用。     

折衍混合F/0.65红外物镜设计

设计了三片式折衍混合,波段范围8～12μm,焦距50 mm,F数达0.65,全视场10°的适用于非致冷焦平面阵列探测器的红外物镜.比较了全折射式的初始镜头与设计的折衍混合镜头,发现折衍混合镜头像质有大幅度的提高.     

一种红外焦平面温度监测电路

制冷型红外探测器的工作温度严重影响着其性能,在工作过程中,必须对其工作温度进行监测。法国sofradir公司的红外探测器组件采用晶体管2N2222的发射结作为其温度监测的传感器。本文设计了一种红外焦平面探测器的温度实时监测电路,并采用替代电阻对温度进行标定。     

红外探测器与读出电路耦合方法研究

红外焦平面阵列是现代红外成像系统的关键元件，不论是混合式还是单片式红外焦平面阵列，都需用读出电路来多路传输信号并减少阵列输出信号的数目。该文综述了红外焦平面阵列的发展现状；分析了焦平面输入电路在红外探测器和读出电路之间耦合的重要性；初步探讨了在红外探测器与读出电路之耦合方法；讨论了在器件优化设计中，如何合理选择焦平面输入电路方式。     

21世纪最具影响力的军事技术

非致冷红外焦平面成像技术 长期以来,热成像系统的高昂成本一直是阻碍它被广泛应用的主要原因.令人欣喜的是,近年来在第二代热成像系统的快速发展进程中,这一僵局已被采用非致冷焦平面阵列(UFPA)的热成像系统所打破,其低成本和可接受的性能,正在军用和民用市场上大展拳脚.……     

热释电薄膜在红外探测器中的应用与研究进展

探讨了热释电效应及热释电薄膜红外探测器的工作模式,特别是探测器单元对热释电薄膜的材料与低温生长要求.为了克服薄膜生长过程中较高的基片温度对ROIC的破坏性影响,一方面发展了离子束辅助沉积、外延缓冲层等多种低温生长技术;另一方面发展了复合探测器结构设计,已研制出了性能良好的铁电薄膜非制冷红外焦平面阵列,其NEDT可达20 mK.     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型.本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像.最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性.     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型。本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像。最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性。     

焦平面探测器基型化的优化方法

针对焦平面(FPA)探测器品种规格大量发展的问题,提出焦平面探测器品种优化的技术途径,选取了对焦平面探测器性能及应用敏感的材料、辐射灵敏度、工作温度、可获得性、成本等因素作为品种优化的因素,提出了指导探测器优化的材料选择域、性能定位、规格选择等知识模型,建立了支持探测器定量优选的矩阵数学模型,构建了定性与定量相结合的探测器优选方法,从130多种规格的探测器中优化选取了4个焦平面探测器作为标准基型探测器,4个标准基型探测器可覆盖大部分军事应用.该方法对其它产品的品种优化也有借鉴作用.     

混凝土箱梁热—力耦合模型及剪力滞时变效应

为了研究混凝土箱梁墩顶块翼缘板早期裂缝机理,采用热-力耦合方法,建立了混凝土箱梁水化热温效剪力滞耦合模型,提出了广义剪力滞概念,以混合网格对混凝土箱梁墩顶块进行分层网分。计算了剪力滞随水化热温度荷载变化的全过程,分析了水化热温效剪力滞时变效应规律,并将计算值与试验数据进行了比较。结果表明:水化热温度所产生的剪力滞效应为负剪力滞,其程度与水化热温差峰值相关,降低水化热温差峰值,可有效降低水化热负剪力滞效应;翼缘板边缘拉应力峰值出现的时间滞后于温度峰值时间约40h。因此,水化热—力耦合模型能有效地模拟混凝土箱梁墩顶块水化热剪力滞效应,估计翼缘板拉应力峰值出现的时间,及时采取措施进行控制,防止开裂。     

钻地武器爆炸破坏作用中弹壳的影响

利用LS-DYNA有限元软件三维数值模拟了不同弹壳厚度下相同装药量的柱状装药在岩体洞库上方的爆炸破坏效应.数值模拟结果表明,有弹壳时,随着弹壳厚度的增加,爆炸破坏作用相应减小,但薄弹壳与无弹壳相比能够增强爆炸破坏作用.原因是,在弹壳较薄时,爆轰集聚效应能够增强爆炸破坏作用,但在弹壳达到一定厚度后,爆破弹壳的能量大幅增加,抵消了爆轰集聚效应并进而减弱爆炸破坏作用.由于钻地武器弹壳一般较厚,因此在其毁伤效应研究中,不应忽视弹壳对爆炸破坏作用的影响.     

含水量与孔隙率对土体热导率影响的室内实验

为建立热导率与影响因素间的确定性关系和推算公式,需要严格的实验,即研究某一影响因素时应保持其他因素不变.在严格控制其他各影响因素的情况下,分别研究了土体热导率随含水量(保持孔隙率、土样成分等不变)及随孔隙率(保持含水量、土样成分等不变)的变化规律,在此基础上再对影响因素的综合影响进行研究.并从微观的角度分析土体热导率的变化规律,研究其内在传热机制.分析发现,土样种类不同,热导率随含水量及孔隙率的变化规律也不同,同时还发现土体内部粘粒含量是表征热导率递变速率发生明显变化的重要因素.给出了土体热导率的经验公式,将该公式计算值与工程土体的实验值进行对比后发现,两者间相对误差较小,该公式可直接应用于实际工程.     

对象Petri网模型的复杂度度量

为了分析对象Petri网模型的复杂度,实现对模型复杂度的量化度量,提出了一套模型复杂度度量集。对象Petri网具有面向对象的特性,可以较好地满足面向对象软件系统的建模。通过将面向对象的设计度量的相关思想引入到对象Petri网模型的复杂度分析中,并结合Petri网的结构特点,从继承、多态、封装等面向对象特性以及判定、并发等Petri网结构特性等方面考虑,提出了适用于对象Petri网模型的复杂度度量集,给出了相关度量的形式化表述,并结合例子进行了分析说明。结果表明,提出的度量集能够有效地反映出面向对象Petri网模型的复杂度,可以为软件建模提供行之有效的度量。也为利用对象Petri网进行软件建模以及面向对象系统设计提供了指导。     

盾构出洞水平冻结解冻温度场三维有限元分析

为揭示人工冻土解冻规律,对某地铁区间隧道盾构出洞水平冻结工程融化温度场进行了三维数值模拟分析,并研究了土体导热系数、比热容、含水率和环境温度等因素变化对人工冻土融化温度场的影响.计算结果表明:冻结帷幕解冻所需热量主要来自于与隧道管片和混凝土槽壁接触的大气;解冻过程可为负温阶段、相变阶段和正温阶段,土体温度在负温阶段上升较快,相变阶段上升速度明显变缓,进入正温区后土体温度回升速度再次增大;负温阶段受比热容的影响比较显著,含水率增大引起相变阶段明显延长,导热系数和环境温度变化对三个阶段都有显著影响.为跟踪注浆控制融沉提供了理论依据.     

多层板架结构在2次攻击下的动态响应分析

为研究多次爆炸作用下舰船舷侧多层防护结构的破坏变形情况,借助于大型有限元分析软件AN-SYS/LS-DYNA对该结构在2发武器攻击下的动态响应进行模拟,分别分析了炸药相对加强筋位置不同的3种模型,在武器同时攻击和先后攻击下的破坏情况,描述了钢板的破口大小、最大位移、有效应力以及塑性区的范围等动态参数。对2种攻击情况进行了分析比较,结果表明,破损结构在遭受第2发武器攻击时产生的破坏更大,因此,2发武器先后攻击更为理想。     

基于Multiwavelet广义高斯模型的图像盲隐写分析

针对目前图像盲隐写分析中提取的特征的有效性不高问题,提出了一种新的基于Multiwavelet广义高斯模型的图像盲隐写分析算法.采用Multiwavelet变换对样本图像进行多尺度分解,并使用广义高斯模型对每个子带的Multiwavelet系数进行建模,提取参数特征.利用这些参数特征训练支持向量机SVM(support vector machine)构成盲隐写分析算法的分类检测器.通过对大量图像样本进行测试,实验结果表明,和经典的Farid方法相比,提出的盲隐写分析算法提取的图像特征更加有效,具有更高的正确检测率.     

地下建筑遭受恐怖爆炸袭击的数值模拟

地下建筑内一旦发生爆炸,其影响范围可能波及地面数百米的范围.为了深入了解地下爆炸过程及其影响范围,采用数值计算方法,对一个典型的地下建筑在爆炸荷载作用下的响应进行了数值模拟.模拟了爆炸波在地下建筑内以及经由楼梯、电梯井直至地表的传播过程,并且计算了爆炸波引起的地面震动.还根据美国DoD规范和北约NATO规范规定的压力和地面震动的安全准则,对数值模拟结果进行了分析,从而得到了地下建筑内发生爆炸事故对地表的影响范围.     

弹体垂直侵彻岩石的理论近似解

为了得到弹体侵彻岩石局部效应更精确的计算公式,运用空腔膨胀理论和弹塑性-连续介质理论,建立了弹体垂直侵彻岩石的解析模型,得到了侵彻深度理论近似解,揭示了尺度效应不仅与弹体直径有关,而且与材料强度、有效表面能和裂纹数有关,克服了一些传统算法的应用局限性。经过实际验算,与实验数据、经典Yong公式计算结果很接近,能够用于工程实际。     

全光网中基于信号损伤限制的动态RWA算法

在全光网中,信号传输损伤会恶化动态光路连接的阻塞率性能,有必要在研究动态路由与波长分配RWA(routing and wavelength assignment)算法时考虑信号传输损伤的影响.介绍和阐述了全光网中的信号传输损伤及其对动态RWA算法性能的影响;结合已有的信号传输损伤模型提出了一种基于信号损伤限制的动态RWA算法,并对其性能进行了计算机仿真分析.仿真结果表明:该算法能有效地减小信号传输损伤对光网动态连接的阻塞率性能的影响,同时还具有较快的运算速度.