摘要：利用Telops公司设计的Hyper-Cam中波高光谱成像仪对水泥地上某坦克模型进行3~5μm波段的红外高光谱成像测量。对实验数据进行了逐像素点的大气校正。基于矫正后的实验数据,分析了仪器误差、随机误差、大气校正传递误差等对测试不确定度的影响。分析了该坦克模型在不同谱段上的亮度分布和模型上不同部位的光谱分布特性。结果表明:在波数为2000~3000 cm-1波段,其相对不确定度一直稳定在10%以内,但是在大于3000 cm-1的波段,其误差迅速上升,主要因为常温物体的中波辐射低,在该波段目标辐射与大气路程辐射接近,而引起的噪声增大,造成的测试信噪比降低。该坦克模型光谱辐射亮度测试数据的平均相对不确定度在20%以内,整体误差较低。光谱分布上,坦克各部分特征点和水泥地表的光谱辐射亮度在波长为4.2~5μm波段时的差异性比波长为3.0~4.2μm波段时的差异性更大,且探测器接收到的4.2~5μm波段的光谱辐射亮度要大于3.0~4.2μm的光谱辐射亮度。由于4.3μm波段处于大气吸收带,大气透射率几乎为0,以至于无法获得目标的光谱辐射亮度的真实测量值。空间分布上,模型的辐射亮度主要集中在侧边涂层上,炮口处和履带处的辐射亮度较小。目标各部位辐射亮度分布与周边水泥地表的辐射亮度有着明显差异性。在3~5μm的辐射亮度中,4.4~4.8μm波段的辐射亮度占比较高,该波段成像效果最好。3.2~3.8μm波段的辐射亮度占比较低,该波段成像效果较差。处于大气吸收带的4.2~4.4μm波段,由于大气透射率几乎为0,无法获得其准确的空间辐射亮度分布。研究表明该拓展中波高光谱成像仪在地面目标的中波红外高光谱成像特性研究上具有目标区分精确、误差小、“图像光谱合一”的特点,测试数据可以应用于目标的红外高光谱隐身设计、目标的分类与识别等领域。

摘要：材料的可见光光谱特性,可以应用于土壤水分的估测,植物的叶绿素含量预测、蛋白质含量的预测、数字喷墨印刷图像的呈色控制、目标隐身与反隐身等多个领域。利用ATP9100地物光谱辐射计设计了目标材料反射率谱测量实验,实验内容包括:反射率谱的测试、定标、不确定度评估。实验设计了两组实验:(1)不同颜色材料的光谱反射率测试;(2)相同颜色不同反射率谱材料测试。实验(1)主要培养学生光谱反射率测试基本操作、不确定度分析以及不同颜色的光谱反射率分析能力;实验(2)主要是验证不同材料的“同色异谱”现象,从中引出可见光隐身与反隐身的发展,将最新的科研成果融入教学中。

摘要：自触发射电阵列的设计是宇宙线大气簇射的射电探测所面临的机遇和难题之一,例如由背景源产生高振幅的瞬时噪声会导致射电阵列的误触发,而阵列设计需要避免由噪声导致的误触发.大气簇射射电信号独有的偏振特征为解决阵列的误触发问题提供了解决方案,而利用信号偏振特征解决阵列误触发的方法的前提是射电信号的电场重建.由于背景噪声也会通过天线响应耦合到最终的观测数据中,这对正确重建射电信号的电场构成不可忽视的挑战.基于GRAND(Giant Radio Array for Neutrino Detection)验证阵列GP300(GRAND-Proto 300)的样机,结合模拟软件ZHAireS(ZHS AIR-shower Extended Simulations)模拟大气簇射产生的射电信号,耦合三极化天线的真实响应并使用最小二乘法重建电场,研究了射电信号的偏振特性,最终统计了以偏振为基础的天线的触发效率.

摘要：[目的]在使用弹跳射线法(SBR)计算曲面目标的电磁散射特性时,若采用平面片离散曲面结构,会对射线管的波前计算以及射线跟踪造成较大误差,导致仿真结果的置信度明显下降,因此需进行算法修正。[方法]在修正算法中利用曲面拟合技术重塑三角型离散模型的曲率信息,基于微分几何计算射线管波前曲率,进而引入发散因子修正射线管的幅值。另外,对于采样精度下降的发散射线管,设计出新的射线追踪方法,并实现射线管对目标表面的超采样。[结果]数值结果表明,修正后的算法有效提高了射线管的采样精度和曲面结构目标的计算准确度。[结论]发散因子修正对于提高弹跳射线法计算曲面目标散射特性的准确度具有重要意义。

摘要：为了分析对流层环境中影响电波传播的主要因素,文章基于抛物方程模型研究了复杂地海环境下的电波传播特性,综合考虑粗糙海面Miller-Brown近似、地形遮蔽法、分段线性平移变换法等处理方法,分析了海上岛屿、沿海城市、蒸发波导、发射天线参数、风速等因素对电波传播造成的影响。结果表明,电波传播损耗受蒸发波导、海岛高度和频率的影响较大,而远距离传播时受海面风速的影响较小,海岛的存在会使电波产生多径效应,而其遮蔽效应也会令传播损耗有所增加。此外,近海岸的地理环境同样对传播损耗的影响较大,而随着高度的增加,这种影响逐渐减小,因此,提高发射天线的高度可以有效延长探测距离。这些结果对雷达系统的设计和性能评估具有重要的指导意义。

摘要：通过沿排列方向间距小于观察者瞳孔直径的4个近眼条状液晶光阀,时序投射各两个视图分别至观察者不同瞳孔,可以基于超多视图实现无聚焦-辐辏冲突的三维显示。但是,一方面,显示频率仅30 Hz,带来闪烁效应;另一方面,条状孔径沿排列方向的小尺寸,严重限制通过该孔径所能观察到场景的视角。本文设计了同时具有时序和偏光特性的近眼条状液晶光阀,并排列各眼对应条状液晶光阀沿观察者双目连线的垂直方向,利用相邻多个液晶光阀所观察到拼合图像相对于仅通过一个液晶光阀所观察场景的视角扩展,基于时序复用和偏光复用的结合进行显示视角的扩展。实验中,将该时序-偏光特性液晶光阀构建为双目眼镜,利用偏振分束器将两台240 Hz电脑显示屏构建形成一个等效正交偏振特性显示屏,两者对应同步刷新显示,实现了对角线视角达70°的超多视图三维显示,离焦模糊效应验证了显示场景的自然聚焦能力。

摘要：探地雷达正演模拟在真实雷达数据解译及全波形反演中扮演着重要的角色,针对传统探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)正演模拟计算量巨大、耗时、不利于实时探测等问题,提出一种基于机器学习框架的近实时GPR正演模拟方法.以混凝土中的钢筋探测作为GPR应用场景,混凝土的含水量、钢筋半径及埋地深度作为模型参数,利用时域有限差分数值模拟散射回波信号;运用主成分分析对回波数据进行降维处理得到相应的主成分权值系数,并以此作为机器学习网络的输出;设计了一种基于随机森林的多层循环网络架构和学习策略,不仅充分挖掘学习模型参数和主成分权值系数之间的内在因果关系,也共享主成分间的相互联系,并具有对每个预测主成分完善和修正的功能,以此实现基于机器学习的探地雷达快速正演模拟,与传统机器学习相比,有效提高了正演模拟的精度.在此基础上将两个深度神经网络与随机森林相结合,以回波数据主成分系数为输入,建立了基于机器学习的场景参数预测模型,实现了近实时的埋地目标探测,预测的混凝土含水量最大误差为2%,钢筋埋地深度最大误差为6.7%.

摘要：基于绝缘体上硅材料平台,设计并制作了一种结构紧凑的高均匀性硅波导阵列波导光栅,其拥有8个输出通道并且通道间隔为200 GHz。分析了绝缘体上硅材料平台中硅波导的弯曲半径对弯曲损耗和有效折射率的影响。测试结果表明,该器件的插入损耗为19.6 dB,串扰为-15 dB,非均匀性为0.87 dB,3 dB带宽为1.06 nm,结构尺寸仅为294μm×190μm。芯片的制作工艺与互补金属氧化物半导体工艺兼容,这使得阵列波导光栅的大批量、低成本生产成为可能,对集成波分复用网络的发展具有重要的意义。

摘要：无源互调(passive intermodulation,PIM)是微波部件及系统中一种常见的非线性干扰,对卫星及地面通信均有着普遍影响。不良金属电接触所导致的接触非线性是PIM的主要根源。将间隙波导技术原理与PIM问题相结合,提出通过非接触电磁屏蔽消除微波部件中的金属接触,实现了稳定高效的PIM抑制效果。首先以槽间隙波导为例,开展了非接触式波导传输线的PIM实验研究,进一步采用串联短路枝节结构,设计研制了一种Ku频段非接触式波导低通滤波器。实测结果显示,非接触式滤波器在具有优秀电磁传输性能的同时,其PIM电平基本保持在测试系统残余PIM电平附近,且不受表面处理及连接力矩影响,获得了稳定的低PIM特性。该工作可为低PIM微波毫米波部件及系统设计实现提供一种新的思路。

摘要：文章报导了基于大基模体积的高能量飞秒钛宝石激光再生放大器的设计与实验研究,在重复频率10 Hz、抽运能量60 mJ的激励下,得到了单脉冲能量17.4 mJ的种子脉冲放大结果,压缩后的脉冲宽度为40.6 fs,能量为13.9 mJ.借助于此大基模体积再生腔,仅增加一级多通放大,实现了峰值功率达1.9 TW飞秒激光脉冲输出.结果表明,大模体积再生放大不仅降低了后续放大对抽运能量的要求,也可以单独压缩实现再生腔直接输出10 mJ量级的飞秒激光脉冲,是大能量高峰值功率飞秒激光系统的优质前端.