• 2013年第6期文章目次
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    • >综述与评论
    • 机载红外探潜系统综述

      2013, 43(6):599-603.

      摘要 (1429) HTML (0) PDF 979.43 K (1406) 评论 (0) 收藏

      摘要:潜艇不仅对水面舰船是一种重大威胁,即使对远隔千里之外的地面目标也是一种重大威胁。为了对付潜入海下的潜艇,反潜技术是军方十分关注的一项对抗措施。通过对比传统探潜方式和红外探潜方式,分析了传统探潜方式的不足及红外探潜的优势,介绍了先进红外探潜系统装备现状,提出了红外探潜系统的发展趋势。

    • 双芯光纤的应用及研究进展

      2013, 43(6):604-610.

      摘要 (700) HTML (0) PDF 1.21 M (634) 评论 (0) 收藏

      摘要:双芯光纤是一种具有特殊折射率分布的特种光纤,基于双芯光纤制作的光纤器件被应用于多个领域。首先介绍了双芯光纤的发展历史,然后阐述了双芯光纤的种类及其基本特点,并重点叙述基于双芯光纤的耦合型滤波器和Mach-Zehnder干涉仪滤波器的原理及其改进技术,同时也介绍了它的其他应用,最后进行小结。

    • >激光应用技术
    • 空间激光通信中智能高速模拟数据源的研制

      2013, 43(6):611-614.

      摘要 (650) HTML (0) PDF 1022.23 K (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:在开展综合信息系统演示试验前,为了实现激光通信系统的单独测试,需模拟各种载荷及误码率的测试。轻型、嵌入式、智能高速的模拟数据源必不可少。研制了一种基于FPGA的智能化模拟数据源,它不仅将多路视频、音频信号复合成一路高速数据流来模拟各种有效载荷(SAR,可见光,红外),它使得通信信号的速度达1.08 Gbps。而且可实现伪随机序列的传输,速度可达3 Gbps,用于误码率测试。其中高速的伪随机序列是速率智能可调节,速率范围750 Mbps到3 Gbps。数据传输的类型可选择,如:视音频的串行数据流,伪随机序列,模拟数据源。

    • 光反馈光强度参数的频率响应

      2013, 43(6):615-617.

      摘要 (528) HTML (0) PDF 866.97 K (332) 评论 (0) 收藏

      摘要:对2 kHz以下频率范围的压电陶瓷振动自混合干涉现象进行了实验观察和测量。实验中发现在固定光路和恒流驱动情况下,光反馈强度参数C会随着压电陶瓷振动频率的变化而变化,对该现象进行了理论分析,并对光反馈强度因子C和线宽展宽因子α进行了测量,验证了α为不同压电陶瓷振动频率下引起C值变化的因素。

    • 无外触发的激光扫描仪的时间同步方法研究

      2013, 43(6):618-621.

      摘要 (673) HTML (0) PDF 1.02 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用硬件和软件相结合的方法将sick激光扫描仪和惯性导航装置的数据采集时间统一到GPS的时间下,以GPS时间作为数据开始采集和数据融合的基准时间,通过后期算法实现了Sick激光扫描系统各传感器之间数据的同步融合。根据系统时间同步修正前与修正后的点云对比图详细分析了系统时间同步误差的因素,为以后此类型激光扫描仪在车载激光扫描系统中的应用奠定基础,也为同类设备时间同步方法的实现提供了参考。

    • 高斯匹配模型在光轴对准中的新应用

      2013, 43(6):622-626.

      摘要 (796) HTML (0) PDF 974.04 K (527) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了降低大气湍流和背景光对信标光的干扰,减小湍流对光轴对准精度的影响,在分析高斯光束模型的基础上对光轴对准算法进行了研究。首先分析背景光模型,根据其图像模型动态滤除背景噪声,然后根据光束能量分布做横向与纵向的数学统计。采用贝叶斯判别方法对光斑区域进行判决,进而实现大视场范围内激光光轴的空间滤波,最后在遵循最小二乘原则的前提下进行高斯拟合,获得光斑图像拟合曲线,进而根据每一帧图像的动态曲线完成高斯质心的提取,进一步提高光轴检测精度。通过6.5 km的野外实验证实高斯拟合算法得到的光斑图像精度为18 μrad,比相同条件下的传统质心拟合精度高出约12 μrad。

    • 舰船尾流气泡多重散射偏振特性研究

      2013, 43(6):627-631.

      摘要 (584) HTML (0) PDF 1.14 M (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:舰船尾流气泡的多次散射效应对光尾流探测领域的研究具有重要意义。针对水中气泡多次散射对后向散射光强以及偏振度的影响规律问题,基于矢量Monte Carlo方法,采用欧拉矢量法对光子在水中气泡后向散射偏振态进行跟踪,对比分析了线偏振、圆偏振激光入射情况下,不同散射次数回波信号在强度和偏振度特性上的差异性,验证了欧拉矢量法用于光尾流探测仿真领域的可行性。

    • >激光器技术
    • 低重复频率激光脉冲放大的时域理论研究

      2013, 43(6):632-635.

      摘要 (604) HTML (0) PDF 925.84 K (419) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析低重复频率激光脉冲放大的时域特征,得出激光脉冲放大的时域理论。采用时域理论研究了不同低重复频率的激光脉冲放大,提出获得最佳转换效率时采用的放大方案;并在已有研究中充分验证时域理论,对部分实验提出改进方案。

    • >红外技术及应用
    • 动态海面红外视景仿真研究

      2013, 43(6):636-638.

      摘要 (642) HTML (0) PDF 807.81 K (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:动态海面红外视景仿真在战场红外视景重构以及红外跟踪制导装备研究方面有着极其重要的作用。为提高海面红外仿真效果,采用Gerstner波进行海浪波面建模,采用基于PM谱和SWOP方向扩展函数的海浪方向谱进行波面参数计算,根据海面辐射特性进行海面红外辐射效果模拟,实现了动态海面高逼真度红外视景仿真。仿真结果表明,该方法符合实际情况,具有较高的应用价值。

    • 热致变发射率VO2涂层织物的红外隐身性能研究

      2013, 43(6):639-644.

      摘要 (671) HTML (0) PDF 1.25 M (652) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过水解VOSO4并经二次煅烧成功制备了具有热致相变的功能型材料M相VO2,采用XRD,DSC,SEM,EDS,FTIR,纳米粒度测试等检测手段对终产物的物理化学性质及其相变性能进行表征,并将其与水性聚氨酯共混在涤棉织物上涂层,测定了8~14 μm波段的红外发射率。结果表明:VO2在由B相到M相的转变过程中发生微观形态的变化;制备得到的M相VO2在温度升高过程中发生明显的半导体-金属相变,变为R相,其红外透过率变化最高可达15%;湿膜膜厚150 μm、粒径156 nm时,复合涂层获得最佳热致变发射率性能,最大突变量可达15%,能够有效降低军事目标因外界环境发射率变化而重新暴露的危险。

    • 基于红外侦察告警系统的三站被动测距方法分析

      2013, 43(6):645-648.

      摘要 (684) HTML (0) PDF 907.21 K (566) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了红外侦察告警系统被动测距原理,针对双站被动测距方法的局限性,研究了三站被动测距方法。结合实际应用需要,分析了影响该测距算法测距精度的因素,并给出误差计算公式。给定条件下计算机仿真结果表明,三站被动测距具有很好的实用性,可实现对目标0°~360°全方位高精度测距。

    • 背景辐射下的无人机红外辐射特征仿真研究

      2013, 43(6):649-653.

      摘要 (662) HTML (0) PDF 993.82 K (496) 评论 (0) 收藏

      摘要:背景辐射特征是目标红外辐射的重要组成部分。以典型隐身无人机为对象,分析了背景对目标红外辐射的影响机理,建立了目标红外辐射的数学模型,计算了目标在背景辐射下的红外辐射特征,并分析了背景辐射对目标红外辐射特征的影响。该研究结果将为飞行器红外探测以及红外隐身设计提供参考。

    • >光电技术与系统
    • 基于光阴影的降水粒子数据采集系统设计

      2013, 43(6):654-657.

      摘要 (694) HTML (0) PDF 1.12 M (494) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于当前降水类型识别精确的光阴影技术,采用高精度浮点DSP芯片TMS320F28335和数据转换芯片AD9240设计了降水粒子数据采集系统,并用Proteus仿真了信号处理电路,初步的试验结果表明:信号处理电路符合测量要求,设计的数据采集系统较好的实现了对模拟降水信号的采集。

    • >光子晶体
    • 入射角和杂质吸收对一维光子晶体反射镜的影响

      2013, 43(6):658-668.

      摘要 (663) HTML (0) PDF 1.13 M (640) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用复折射率的方法和膜系设计软件TFcalc分别研究了入射角和杂质吸收对一维光子晶体反射镜反射谱和透射谱的影响。结果表明:随着入射角的增大,一维光子晶体反射镜的禁带中心位置蓝移,禁带宽度减小。入射角小于60°时,带隙势阱深度几乎不变,大于60°后带隙势阱深度变化较大。当入射角无限接近90°时,P偏振光的带隙几乎消失,S偏振光的带隙几乎保留。杂质吸收对于一维光子晶体的反射谱和透射谱显著影响时的临界消光系数值分别是0.001和0.0003。高折射率介质层的杂质吸收对光谱的影响较小。

    • 复合周期特异介质光子晶体异质结的谐振模

      2013, 43(6):663-667.

      摘要 (580) HTML (0) PDF 1014.98 K (582) 评论 (0) 收藏

      摘要:一维异质结光子晶体包含两个基本单元结构,其中每个单元都由一种特异介质和常规介质层叠构成。利用传输矩阵法,通过数值模拟得出两种不同异质结光子晶体的透射谱。在1.0~10.0 GHz频率范围内,(AB)6(CD)4结构的透射谱中出现了三个光子带隙,但带隙中没有谐振模;而在((AB)6(CD)4)2结构的透射谱中,在三个光子带隙内均出现谐振模。在第一带隙内,随着入射角的增大,TE波和TM波的谐振模数目均减少且谐振模发生频移。其中对于TE波,在2.40 GHz附近出现了全向谐振模。

    • >光学技术
    • 基于各向异性Gaussian改进模型的卫星材料BRDF计算

      2013, 43(6):668-670.

      摘要 (568) HTML (0) PDF 1006.05 K (292) 评论 (0) 收藏

      摘要:对目标表面双向反射分布函数(BRDF)进行研究,在各向异性Gaussian模型的基础上引入波长因子,提出了改进的BRDF各向异性Gaussian计算模型。运用该模型对卫星太阳能板及包裹多层隔热材料进行了BRDF计算,结果表明该模型参数物理意义明确、简洁高效,能够有效地计算物体表面材料BRDF数值。

    • >太赫兹技术
    • 抛物面天线目标太赫兹雷达散射特性

      2013, 43(6):671-677.

      摘要 (3064) HTML (0) PDF 1.22 M (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:抛物面天线目标在太赫兹波段下属于电大尺寸。基于电磁散射计算软件CST Microwave Studio来建立旋转对称抛物面天线目标的CAD模型,采用高频渐进法分别求解目标在太赫兹波段和X波段下的雷达散射截面,进而研究分析目标RCS特性,高分辨率一维距离像和逆合成孔径雷达像特性。

    • 电子注通道形貌对折叠波导慢波结构的影响

      2013, 43(6):678-682.

      摘要 (614) HTML (0) PDF 1.01 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:折叠波导结构是一种极具潜力的太赫兹行波管慢波电路。分析了电子注通道形貌对折叠波导高频特性的影响,包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性。仿真结果表明,相比于圆形电子注通道,矩形电子注通道的折叠波导结构色散要略微陡一些,损耗也要略微高一些。在中心频率处,矩形电子注通道结构的耦合阻抗比圆形电子注通道结构低0.5 Ω左右。皮尔斯小信号理论表明,在中心频率处,矩形电子注通道结构和圆形电子注通道结构的增益速率分别为4.85 dB/cm和5.22 dB/cm,具有相似的3 dB带宽,约为6.3 GHz和7.2 GHz。粒子模拟表明,对于矩形和圆形电子注通道,54 mm(100个周期)的折叠波导慢波结构在220 GHz增益分别为24.42 dB和28.44 dB。

    • >图像与信号处理
    • 基于小波变换与图像增强技术的红外小目标检测

      2013, 43(6):683-688.

      摘要 (685) HTML (0) PDF 1021.18 K (401) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于小波变换的单帧红外图像检测方法,将小目标检测问题简化为带通滤波的过程。该方法首先使用小波变换分解图像,直接舍去低频分量的背景,接着对提取出的三个高频成分分别进行小波分析,去除高频噪声,然后再对各高频分量进行重构,最后采用图像增强技术提高小目标灰度,进一步抑制干扰。计算机仿真结果表明,该方法能准确、高效地检测出小目标,并能克服一定的云层和建筑物干扰问题。

    • 基于脉冲耦合神经网络的椒盐噪声滤波

      2013, 43(6):689-693.

      摘要 (546) HTML (0) PDF 1.21 M (629) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于脉冲耦合神经网络,提出了一种有效的椒盐噪声图像滤波算法。首先利用PCNN相似群神经元同步发放脉冲的特性检测噪声,并给出了神经元参数的估计方法。然后考虑到噪声点应和最近的非噪声点最相似,提出了一种扩展窗口中值滤波算法对噪声点进行滤波。仿真表明,本文提出的方法对不同强度的噪声图像均体现了优异的滤波性能,和相关的中值滤波算法相比也体现了相当明显的优势。

    • 基于像素基因算法的图像显著区域检测研究

      2013, 43(6):694-697.

      摘要 (265) HTML (0) PDF 960.01 K (487) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对图像显著区域检测的特点,提出像素基因算法。首先在基因模型中把基因单元映射为图像区域;接着基因表达值把基因分类,对图像某个特征值图像区域产生的不确定信息的熵统计期望值,计算特征值减少系统熵值的不确定性的能力;最后采用基因相对称的邻接矩阵统计区分为显著、非显著区域。实验仿真结果显示本文算法对图像特征提取丰富,召回率、准确率较高。

    • 改进的单尺度Retinex雾天图像增强算法

      2013, 43(6):698-702.

      摘要 (789) HTML (0) PDF 1.07 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:在恶劣天气(如雾、霾)条件下,室外计算机视觉系统会采集到严重降质的图像,为生产、生活带来了严重的影响。本文基于色彩恒常理论提出了一种快速有效的雾天图像增强新算法,首先利用拉普拉斯梯度算子增强了雾天降质图像的各个颜色分量的边缘信息,然后在单尺度Retinex算法的基础上创新性提出了一种符合人眼视觉特性的中心自适应调节的拟合函数增强图像各个颜色分量,提高对比度,保持色彩信息。同时结合对比度、信息熵和运算时间等客观评价标准,与直方图均衡化和多尺度Retinex算法进行对比,验证了本算法优越性,并能满足实时处理的需求。实验仿真结果表明,该算法去雾效果显著,具有良好的视觉欣赏效果。

    • 一种基于平稳小波域的红外图像增强方法

      2013, 43(6):703-707.

      摘要 (535) HTML (0) PDF 919.71 K (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对红外图像对比度和分辩率低、噪声大的特点,提出一种基于平稳小波域的红外图像增强新方法。对高频子带中幅值较小的噪声系数进行衰减,幅值较大的边缘细节系数进行放大;对低频子带系数的幅值采用所提出的正弦函数进行伸缩处理。实验结果表明,本文提出的方法在有效地增强红外图像对比度及边缘细节的同时,又能很好地抑制背景噪声,综合性能明显优于传统的直方图均衡化和反锐化掩膜增强方法。

    • 基于圆拟合的非完整圆激光光斑中心检测算法

      2013, 43(6):708-711.

      摘要 (511) HTML (0) PDF 898.95 K (838) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法。该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较短的圆弧和孤立的边缘点,通过反复迭代拟合获得最佳的圆轮廓并拟合出最终的标准圆。实验结果表明本方法精度明显优于传统的大型激光装置自动准直系统中的重心法,完全满足了该系统中对于非均匀、非完整圆小孔激光光斑中心求取的精度要求。

    • 基于轮廓方向特征的柚子果形检测研究

      2013, 43(6):712-716.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 1.07 M (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:果形是实现柚子质量检测与分级的重要特征,针对柚子果形自动检测的迫切需求,采用图像处理技术,提出了基于轮廓方向特征的柚子果形检测方法。文章首先引入纹理梯度算子,定义方向熵函数获取柚子轮廓点上的方向角度并对柚子的轮廓进行编码;建立轮廓方向角度直方图以反应轮廓像素点在不同角度级的分布情况,并作为描述柚子果形特征的方法;在检测工作中,通过计算柚子图像之间的轮廓方向角度直方图相关系数实现对柚子果形优劣的判别。经实验证明:本文算法不仅具有较高的准确率,达到95.4%,而且具有检测效率高(每幅柚子图像的平均检测时间为100 ms),操作简便,算法通用性强的优点,满足实际的生产检测要求。

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