基于正则化方法的毫米波图像亮温反演

为了提高毫米波辐射图像的分辨率,该文采用正则化的方法对毫米波图像进行亮温反演。根据毫米波辐射图像的退化因素,分析了毫米波辐射计天线的亮温模型,给出了毫米波图像的离散退化函数。引入半二次正则化方法对毫米波图像进行亮温反演,该方法可以将图像退化函数从病态方程转换成确定性迭代算法,从而快速解出高分辨毫米波辐射图像。仿真结果表明该方法有效地提高了图像的分辨率,且所需时间短,满足实时性的要求。     

近程毫米波合成孔径辐射计被动测距原理

毫米波合成孔径技术利用了物体自身辐射电磁波的相位信息,采用很少阵元就能实现实时成像,但目前合成孔径技术只是限于亮温成像,缺少了目标的距离信息,这对于目标探测与识别很不利。提出在近程条件下合成孔径被动测距原理和相应的双正交傅立叶变换算法,并给出了近程距离分辨率公式,近程成像的特点是成像公式中存在二次相位因子,而且距离分辨率和距离的平方成反比。毫米波合成孔径被动成像可以同时得到物体辐射的亮温分布和距离分布,能够有效克服离焦引起的图像模糊,对图像的反降晰和目标识别具有重要意义。     

攻顶装甲目标的交流毫米波引信目标识别及定位

对交流毫米波引信的目标识别与定位方法进行研究.分析了毫米波引信探测金属目标的机理;在对装甲目标进行试验测试的基础上,研究了坦克装甲目标与干扰的毫米波信号差异;根据目标特性,提出了综合判别时域内目标信号幅度、宽度及目标外形尺寸的识别方法;在目标识别的基础上,通过对目标顶甲尺寸、系统延迟时间等因素的综合考虑,合理设计探测器前倾方案,实现对目标的定位.     

毫米波综合孔径辐射图像平均噪声功率特性

针对强点源目标探测时灵敏度近似解析值与实际值偏差较大,不利于成像探测系统的性能表征问题,从毫米波综合孔径辐射图像全局入手,应用矩阵理论对图像平均噪声功率进行研究.建立了图像平均噪声功率与系统参数之间的关系,在此基础上提出均方灵敏度的概念.仿真结果表明:均方灵敏度受观测场景亮温分布的影响小,仅依赖于系统参数,更适合表征毫米波综合孔径成像探测系统性能.     

基于ASTER影像的乌鲁木齐城区热岛空间格局研究

以乌鲁木齐市区为研究对象,利用ASTER热红外波段计算模式, 根据热红外图像的亮度值反演出乌鲁木齐市2005年8月的地面亮温,揭示城市热岛效应空间格局.通过对乌鲁木齐市区热岛效应分析,城区温度明显高于北部郊区,地面亮温的最高值集中于环河滩路及铁路沿线、城区北部、西部及南部工矿用地区域,而亮温的最低值主要集中在水域、城市绿地、林地及北部郊区农田等区域.     

3mm波段天空亮温的计算

依据建立的3mm波段晴空亮温理论模型,对晴空3mm天空亮温进行了理论和实验研究,提出了根据地面气候条件来求取天空亮温的简单实用方法．理论计算和实际测量结果的误差分析表明：3mm天空亮温的计算是正确的,用此计算值来进行金属目标辐射亮温估算是可行的,简化的理论算法完全满足工程应用的要求．     

基于视觉显著性分析的毫米波辐射图像增强

为了提高分辨率较低的毫米波隐匿武器辐射图像的可读性,研究了基于视觉显著性分析的毫米波辐射图像的增强方法。根据视觉显著性分析方法的原理,选取适合于毫米波辐射图像增强的IG模型。对图像进行频域滤波,通过设计截止频率保留目标边界并去除噪声与目标内部的纹理,在Lab颜色特征空间内计算滤波后图像的显著图作为图像增强的结果。与原图相比,增强后的图像在抑制背景的同时可以突出目标区域,并可采用自适应阈值分割的方法提取目标区域及其轮廓。采用该方法对实测毫米波隐匿武器辐射图像进行图像增强实验,证实了其增强效果在主观视觉及客观评价指标上均优于其他常用方法。     

毫米波综合孔径辐射计的压缩感知成像方法研究

毫米波综合孔径成像辐射计(Synthetic Aperture Imaging Radiometer,SAIR)是一种适用于近场成像的高分辨率、高灵敏度传感器,但因其接收机数量大、系统复杂度高,限制了SAIR在实际场景中的应用.用少量阵元天线获取的稀疏可见度函数进行高精度成像反演是目前SAIR成像研究的热点之一.为从少量的可见度采样点中重构出具有较高精度的毫米波图像,借鉴压缩感知(Compressed Sensing,CS)的稀疏重构思想,提出一种基于二维SAIR成像模型的CS-L0成像反演算法.该算法借助SL0算法思想对二维综合孔径反演模型进行快速的l_0范数求解,可从少量可见度采样点中快速精确地重构出目标场景的亮温图像.实验仿真表明,与结合传统成像模型的一般CS反演法相比,提出的CS-L0反演法具有更高的成像精度和反演速度,能够对稀疏采样的SAIR进行快速准确的成像反演.     

用星载雷达和微波辐射计对江淮云雨垂直结构进行分析及模拟研究

利用热带降雨测量计划卫星2000年在淮河流域能量和水循环试验区域的观测资料建立了适合该地区的云雨模型,并用此模型研究了云雨系统中各种成分对星载微波辐射计所接收的辐射亮温的贡献。模拟结果跟微波成像仪(TRMM)的九通道微波辐射亮温进行对比的结果表明：用TRMM卫星资料建立的云雨模型较好的反映了云降水系统的实际辐射情况;同时也看到,降水系统中上部冰层对上行辐射亮温影响巨大,值得进一步研究。     

近程毫米波被动扫描成像特性研究

针对近程毫米波辐射计扫描成像分辨率低、图像模糊的问题,采用天线近程辐射特性融合极大似然估计方法对图像进行高分辨率恢复.首先分析了系统天线的近程辐射特性,它是影响成像质量的最主要因素.分析表明近程条件下天线辐射特性大大改变,增益减小,尺度变大,在此基础上估计了扫描体制下图像的点扩散函数,最后用极大似然估计方法对金属环的被动毫米波图像进行了高分辨率恢复.结果表明经过恢复的图像提高了分辨率和目标识别率.     

毫米波辐照对昆明鼠皮肤组织Raman光谱的影响

为探讨高功率毫米波辐照对小鼠皮肤全部换为Raman光谱的影响,并为毫米波辐照的治疗和防护提供剂量学依据。采用高功率密度毫米波辐照小鼠背部,50s后立即取辐照部位皮肤制成样品,辐照样品和对照组样品冰冻切片后,测定毫米波辐照区域不同深度的小鼠皮肤组织切片的拉曼光谱。结果显示:与对照组比较,辐照后的特征峰位855cm-1、932cm-1消失,1080cm-1、1125cm-1和1166cm-1的峰强增大,1230~1410cm-1峰带中峰位增多,1585cm-1和1653cm-1峰强度大幅增加,2722cm-1峰减小及2930cm-1峰左侧翼减小。这表明,毫米波辐照50s使得小鼠皮肤组织中的蛋白质构象发生了变性,皮肤组织受到一定程度的损伤。     

低噪声放大器在毫米波辐射计中的应用研究

针对传统全功率辐射计灵敏度低、结构复杂、等效噪声温度高、功耗高等特点,采用低噪声放大器代替传统全功率辐射计的检波前部分,对天线接收到的微弱热辐射信号直接在射频段进行放大后直接检波,提高了辐射计的灵敏度。首先,分析了辐射计的工作原理;然后,分析了辐射计灵敏度及其影响因素;最后,进行了改进后辐射计样机设计并详细计算了灵敏度指标;且对样机性能进行了实际测量。通过对比分析表明,低噪声放大器的引入使得同等条件下毫米波辐射计的灵敏度得到了很大提升;同时具有功耗低、体积小、噪声小、结构简单等优点,有利于毫米波辐射计在弹载武器上的应用。     

Modeling and analysis of ground target radiation cross section

Based on the analysis of the passive millimeter wave （MMW） radiometer detection, the ground target radiation cross section is modeled as the new token for the target MMW radiant characteristics. Its application and actual testing are discussed and analyzed. The essence of passive MMW stealth is target radiation cross section reduction.     

Double-side fabrication process and millimeter wave response of intrinsic Josephson junctions

We adopted double-side fabrication process to prepare intrinsic Josephson junctions (IJJs) based on Bi₂Sr₂CaCu2O_8+x (BSCCO) single crystals. Using crystal cleavage and double-side argon ion milling, we have successfully fabricated very uniform IJJs with the thickness of single crystal slice less than 200 nm. Using quasi-optical system, the response of the IJJs to millimeter wave radiation was studied. With applied magnetic field perpendicular to a-b plane, we have observed Shapiro steps under millimeter wave radiation, and the Josephson oscillation of each junction was phase-locking. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60571007, 10778602, 60721063, 60610050), National Basic Research Program of China (Grant No. 2006CB601006) and the Fund of Jiangsu Province (Grant No. BK2007713)     

基于锁相频率合成的毫米波下变频组件的设计

本文介绍了一种基于锁相频率合成的毫米波下变频组件的设计,重点阐述了该下变频组件的组成,硬件电路和毫米波锁相频率合成器的设计。通过建立锁相环路的相位模型,对输出信号的相位噪声进行了分析,包括指标分配、方案设计和指标核算。与传统的相比,该下变频组件具有频率范围宽,变频损耗小,隔离度大,相位噪声和频率-温度稳定度好等特点。在毫米波小信号测试方面具有很大的优势。     

磁化等离子鞘套中毫米波大气窗口的衰减

为了更好地利用目前紧张的频谱资源,解决临近空间通信"黑障"问题,选取高斯分布模型建立非均匀等离子鞘套,并结合4个在大气中具有高透过性的毫米波大气窗口,研究等离子鞘套外加不同强度磁场与无外加磁场情况下,毫米波大气窗口在其中传输的衰减情况受攻角和等离子鞘套碰撞频率改变的影响。仿真结果显示:外加不同强度磁场时会改变毫米波大气窗口的衰减值,但不会改变毫米波大气窗口在等离子鞘套中的传输规律。外加磁场是否改善毫米波大气窗口的传输性能需要综合考虑等离子鞘套与毫米波大气窗口的谐振频率。     

基于陆面过程模式的热红外卫星遥感影像模拟

遥感服务于气象、气候领域的一个关键环节就是建立地表过程模式与遥感数据之间的联系,利用过程模式的可靠输出参数来模拟卫星影像,并与真实的观测数据进行对比.本文建立了一个以通用陆面过程模式(CLM)相关参数为地表输入信息,以再分析大气廓线为大气输入信息的卫星影像模拟系统,以期通过模拟数据与真实卫星数据的比较,为模式背景场、强迫场的修订及预报精度的提高服务.模拟结果表明,对于由植被和土壤等组成的自然地表,模拟的热红外卫星信号主要取决于过程模式输出的地表温度,模拟的地表方向性辐射温度与模拟的大气层顶部表观辐射温度相关性高达0.99.模拟到的表观辐射温度与AVHRR影像对应的辐射温度差异比较大,最大值超过30 K,大多数像元温差分布在-20～20 K之间.温差在高海拔地区普遍比较大,这可能是由于CLM对高海拔地区的温度估计偏低导致的.     

Estimating the outgoing longwave radiation from the FY-3B satellite visible infrared radiometer Channel 5 radiance observations

Based on the infrared radiation transfer model, the outgoing longwave radiation (OLR) and Channel 5 radiance of Fengyun-3B (FY-3B) satellite visible infrared radiometer (VIRR) were simulated for 3812 global soundings. Using regression analysis of the simulations, an inverse model, which connected the flux equivalent brightness temperature with the channel brightness temperature, was derived. By applying the model to the FY-3B VIRR L1 data, the global OLR data at the time of the passing of the FY-3B were processed. The quality of the data was validated by comparing it with that of the NOAA-18 satellite’s advanced very high resolution radiometer (AVHRR). The validation results show root mean square errors in the range 10-13 W/M 2 when comparing the daily average OLR of the VIRR with that of the NOAA-18 AVHRR, and the correlation coefficients were in the range 0.97-0.98. The larger RMSE is mainly due to the different passing times of the two satellites for the specific locations on the Earth. An example of the OLR data and its preliminary applications are given.