超宽带探地雷达探测性能研究

研究了超宽带探地雷达的探测性能问题.在介质品质因子为常数的假设条件下,定义了超宽带信号的平均损耗,对超宽带探地雷达的探测深度和分辨率进行了定量研究,分别指出了其与百分带宽的关系,分析比较了具有相同带宽、不同百分带宽信号的探测深度.研究结果表明,超宽带探地雷达在探测深度及分辨率方面具有一定的优势,其应用将会越来越广泛.     

超宽带雷达及其应用

介绍了超宽带雷达的定义及组成，总结了超宽带雷达的特点，最后给出超宽带雷达在军事领域的应用前景。     

超宽带冲激雷达的特点及军事应用前景

超宽带冲激雷达作为超宽带雷达中的一员,其特点是：发射和接收无载波短脉冲,从回波信号中获取目标距离、速度和精细结构信息。超宽带冲激雷达具有很大的工作带宽,相对于常规的窄带雷达,具有许多的潜在优势和巨大的军事应用价值。     

超宽带雷达引信电磁散射特性

分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性。应用瞬态电磁散射理论和电磁波叠加原理,根据多点散射模型,引入雷达引信动态作用下的传递函数,分析了超宽带雷达引信在动态作用下的目标散射特性,建立了目标冲击响应函数,仿真分析了目标电磁波的辐射方向与脉冲宽度关系,得出高斯窄脉冲经一维超宽带阵列辐射后形成的合成脉冲波如何才能选择合适的阵列参数的结论。研究结论对于设计超宽带雷达引信具有重要的应用价值。     

基于互补序列码的超宽带搜救雷达信号处理

根据超宽带雷达目标特性建立了人体探测模型,并利用互补序列码编码的超宽带脉冲串信号对人体模型进行探测仿真.通过对比编码信号与非编码信号的探测结果和不同信噪比下互补码的探测结果,得出经互补序列码编码的超宽带雷达脉冲信号具有很好的抗噪声能力,是超宽带搜救雷达发射脉冲串的理想编码方式.     

一种超宽带目标特性测量方法

为获取雷达目标丰富的频域信息,从超宽带雷达信号的概念出发,提出采用步进线性调频超宽带体制的目标特性测量方法,阐述了目标特性测量的基本原理.对于超宽带雷达目标的回波信号,采用小波变换进行回波的相关处理,并得到其仿真结果.最后给出了系统实现方案,并对技术上的一些难点作了说明.     

基于高分辨距离像的UWB雷达信号设计

根据目标冲激响应设计相应的雷达信号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射-接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具有收敛速度快、运算量小的特点. 号,可使回波能量最大化,从而提高检测性能.本文针对目标检测的超宽带雷达信号设计发射一接收联合优化的问题,提出基于相位编码的超宽带雷达波形优化方法.该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比.首先针对目标高分辨率距离像的多相编码超宽带雷达信号设计,建立了信号设计优化计算的目标函数,提出了一种恒模共轭梯度(CM-CG)算法实现优化计算.最后仿真结果表明,该方法设计得到的多相编码雷达信号性能很好地逼近最优发射波形,该方法具 收敛速度快、运算     

超宽带雷达波在煤体中的传输衰减特性

为研究超宽带雷达波在煤体中的传输衰减特性,通过NS-187矿用射频信号衰减系统,测试中心频率为400 MHz时的超宽带雷达波在厚度分别为25,45,65,85 cm的褐煤、长焰煤和贫瘦煤中的传输衰减信号。分析其信号中正负峰值的变化规律,得出超宽带雷达波的衰减特点。结果表明:随煤体厚度的增加,超宽带雷达波的信号衰减呈递增趋势。在相同煤体厚度下,褐煤变质程度最低,超宽带雷达波衰减程度最大,长焰煤次之,贫瘦煤变质程度最高,超宽带雷达波衰减程度最小。即超宽带雷达波在穿过不同变质程度的煤体时,其衰减程度与煤体厚度成正比。煤厚相同时,煤样的变质程度与超宽带雷达波的传输衰减呈反比。此外当煤体厚度大于60 cm时,在长焰煤与贫瘦煤的幅值频率关系图中,测试中心频率的左侧出现局部峰值,即该频率并非最佳探测频率,在低频范围内存在多个适宜的探测频率。以上结论对于超宽带雷达在煤体中的传输衰减特性以及井下生命探测具有一定指导意义。     

小波变换应用于雷达信号处理的潜力和展望

着重讨论了小波变换在雷达信号中的潜在应用，特别是在宽带或超宽带雷达中的应用，进一步讨论了小波变换用于雷达模糊函数分析，信号检测与参数估计和雷达目标识别等问题，最后，展望了小波变换应用于信号处理的前景。     

钢筋混凝土无损检测的手持式探地雷达研制

根据钢筋混凝土无损检测的特点和超宽带雷达探测原理,研制了一种手持式高分辨率超宽带探地雷达系统.阐述了基于无载频脉冲发射机、等效时间采样接收机和超宽带收发天线的低成本射频模块的基本结构和工作原理,描述了集雷达控制、数据采集和图像处理于一体的嵌入式控制模块的设计方法.软硬件集成提高了系统的便携性、可靠性和实时性.原理样机实验结果表明:该检测系统可有效检测埋深为0~35 cm,间隔6 cm以上的Φ6钢筋位置和保护层厚度,并可反映钢筋混凝土的其他特性.     

影响超快光电导开关关断特性的主次因素

超快光电半导体开关的最大重复工作频率由关断特性决定，而影响关断特性的因素很多。基于超快光电半导体开关的大量实验，分析了影响关断特性的主要因素和次要因素，认为关断特性主要取决于载流子的寿命、载流子的漂移速度、深能级陷阱作用，其中，载流子寿命是最重要的因素。触发光参数及光电耦合关系、电极工艺、电路参数对关断特性有一定影响。     

高功率超短电磁脉冲微波源及其应用

给出了采用全固态绝缘、微带线低电感输出的Ｓｌ－ＧａＡｓ超快光电导开关作为高功率亚ＧＨｚ电磁脉冲微波源的实验结果。总结了强电场下半导体光电导开关呈现出的引发、维持及恢复过程的非线性特性。阐述了超快光电导开关用作电磁导弹脉冲源的原理、性能,以及超短电磁脉冲在超宽带雷达和超宽带通信领域内的应用前景。     

高倍增 GaAs 光电导开关的设计与研制

首次报导了采用Ｓｉ３Ｎ４、硅凝胶钝化／保护的微带线低电感输出的全固态ＳＩ－ＧａＡｓ高压亚纳秒光电导开关的研究结果,该器件的耐压强度为３５ｋＶ／ｃｍ,具有理想的暗态伏安特性;典型的电流脉冲上升时间为２００ｐｓ,电流达１００Ａ．并在实验中观测到典型的高倍增（Ｌｏｃｋｏｎ效应）现象．     

光导开关在UWB和THz技术中的应用

光导开关以其优良的性能在众多领域中有着广阔的应用前景和使用价值.本文重点阐述了光导开关在超宽带技术和太赫兹技术中的应用,并指出目前应用研究中存在的主要问题.     

砷化镓光导开关中流注辐射实验理论分析

分析了高增益砷化镓光导开关中流注一端的辐射复合实验现象,首次引入了单色光(890 nm)的辐射复合系数,导出了流注顶部的单色光自发辐射公式.比较理论计算结果与实验观测结果,两者很好符合,证明了流注顶部的单色光自发辐射模型的合理性.     

砷化镓光导开关中流注890 nm辐射的光致电离效应

分析了高增益砷化镓光导开关中流注一端波长890 nm自发辐射的光致电离效应,导出了砷化镓光导开关中流注顶部波长890 nm自发辐射在吸收区域产生的载流子密度分布规律.计算结果表明,紧邻流注顶部处的光生载流子密度最大,波长890 nm自发辐射产生的最大载流子密度比流注内平均载流子密度至少小3个数量级.     

砷化镓光导开关中流注自发辐射实验的理论分析

分析了高增益砷化镓光导开关中流注（即电流丝）一端不同辐射波长的自发辐射实验现象,导出了不同辐射波长的辐射复合系数之间的关系,拓展了电流丝的自发辐射随电流丝电流变化的数学模型．计算结果表明,丝电流相同时流注自发辐射的其他峰值强度略小于890nm自发辐射强度．     

GaAs光电导开关非线性锁定效应的机理研究

根据光激发电荷畴模型,研究强电场条件下,半绝缘GaAs光电导开关体内热电子的瞬态输运过程及载流子与晶格相互作用的性质,并对光激发单极电荷畴的形成、生长、输运及达到稳定平衡状态的全过程进行了分析。认为GaAs光电导开关的非线性锁定效应是光激发单电荷畴处于稳定平衡状态时的必然结果,同时,电荷畴内部及前端的强电场区域伴随有热电子强烈的局部碰撞电离和辐射复合作用,使载流子迅速雪崩倍增,形成输出电脉冲的超快上升沿,强电场区出现在GaAs光电导开关的阳极周围,在电荷畴到阳极之间将发生强烈的碰撞电离和辐射复合发光,形成丝状电流。     

Propagation characteristics of arrayed transient electromagnetic pulses

Starting from the uniform disk current model, an analytical solution for the electromagnetic pulse axial energy radiation is derived and a physical meaning then given to the axial energy propagation characteristics of a unit antenna. From this solution, a point-source approximation model in the time domain is introduced. Parameters such as the energy propagation characteristics and beamwidth of the electromagnetic pulse beam radiating from arrayed antenna are analyzed theoretically. An arrayed transient electromagnetic pulse generator is developed incorporating a 23×16 ultra-wideband tapered slot antenna integrated with a Blumlein formation line and photoconductive semiconductor switch. Experiments performed over a 2.5 km range confirm that the arrayed transient electromagnetic pulse can propagate in free space with the specified waveform. Moreover, the field components can be superposed in phase, and the radiation beam can be focused into a single pulse. Results from calculations are in agreement with experimental results within the measurement uncertainties.     

GaAs光导开关瞬态光电导效应的研究

光导半导体开关自问世以来，以其优良的特性受到人们广泛的关注，其应用领域不断地拓展。本文对立了一个光导开关的瞬态响应模型，对ＧａＡｓ瞬态光电导效应进行了研究，重点研究了是光作用过程的Ｄｅｍｂｅｒ效应和各种重要的复合机制对ＧａＡｓ光导开关光电导响应的影响。