• 2015年第8期文章目次
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    • >综述与评论
    • 分布式光纤周界警戒系统技术研究

      2015, 45(8):869-874.

      摘要 (551) HTML (0) PDF 958.32 K (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统周界警戒系统中存在的问题和不足,分析了光纤周界警戒系统的基本原理组成和特点,探讨了基于振动感应的光纤光缆传感单元,微应变检测和定位,信号采集与处理,系统信号解调等主要关键技术。并研究了国内外光纤周界警戒技术发展现状,提出了周界警戒产品未来的发展方向。

    • 二氧化钒薄膜的制备和应用研究新进展

      2015, 45(8):875-882.

      摘要 (483) HTML (0) PDF 1.18 M (845) 评论 (0) 收藏

      摘要:VO2在68 ℃左右时发生半导体—金属态的固-固相变,且相变前后光学和电学性能发生突变,该特性使VO2薄膜在红外智能窗、电致光开关器件、激光防护材料、自适应隐身材料等领域受到广泛研究。制备VO2薄膜的方法包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法、溶胶-凝胶法、金属热蒸发法等,理想的制备参数是当前研究的重点。本文总结了近年来VO2在制备方法和应用发展上的研究现状,对进一步深入研究VO2薄膜的各项性能及应用具有借鉴意义。

    • >激光应用技术
    • 声光式激光外差振动测量系统研制与实验研究

      2015, 45(8):883-888.

      摘要 (383) HTML (0) PDF 1.63 M (676) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计并搭建了一套声光移频式的激光外差振动测量系统,包括光路部分和信号处理部分,并对该振动测量系统进行了实验验证。实验结果表明,当频率在10~100 Hz、100~1000 Hz、1~10 kHz频段内时,其测量相对误差分别小于0.15%、0.07%和0.03%,并且相对误差随着频率的增加而减小;解调信号幅值随着驱动电压的增大而增大,显示出了很好的振幅响应特性。此外,对该系统在小型旋转机械故障监测中的应用进行了实验探究。对一小型旋转机械故障前、后的振动进行了测量,记录了其波形以及频谱信息。测量结果表明,当该旋转设备存在故障时其振动时域波形图发生明显变化;频谱分析结果显示,在175~250 Hz频段内,频谱幅值相对变小;在250~350 Hz频段内产生了新的频谱成分,从而验证了将该系统应用于小型旋转机械故障监测中的可行性。

    • 激光光斑测试靶的参数估算

      2015, 45(8):889-896.

      摘要 (484) HTML (0) PDF 870.14 K (252) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光照射精度外场测试中,随着载机航路的变化,照射在测试靶上的激光光斑位置和尺寸是不同的。针对测试靶参数选取问题,提出了一种估算方法,建立了测试靶参数的估算模型,满足了不同载机航路的测试靶参数计算需要,为合理设置测试靶提供了一种实用方法。试验结果表明,用该方法设置测试靶倾角、尺寸及十字线位置,可以测量全部激光光斑,为准确测量激光照射精度提供了依据。

    • 基于FPGA和ARM的红外图像实时显示和采集方法

      2015, 45(8):893-896.

      摘要 (647) HTML (0) PDF 1.23 M (264) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了一种全光纤激光相干测速雷达,其能精确测量着陆器相对星球的速度,以辅助着陆器精确着陆。介绍了激光测速雷达的测量原理和系统方案,重点介绍了测速雷达的机载飞行试验,并对实验结果进行了分析。

    • 激光熔覆特定材料涂层的微观组织和硬度特性

      2015, 45(8):897-@.

      摘要 (502) HTML (0) PDF 1.41 M (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:镍铬碳化铬涂层坚硬致密,是非常理想的耐磨涂层。为了制备硬度较高的耐磨涂层,分别以Ni45和Ni60为过渡层,利用激光熔覆技术,在45钢基体上熔覆了25NiCr-75Cr3C2涂层。采用电子探针显微分析仪(EPMA)和其配备的能谱仪(EDS)对涂层的微观组织和微区成分进行了分析,并利用显微硬度仪进行了显微硬度的测试。结果表明:以镍基合金为过渡层,在45钢基体上熔覆25NiCr-75Cr3C2涂层,可以得到与基体结合紧密的涂层组织,且涂层硬度明显高于基体硬度;与过渡层Ni45相比,以Ni60为过渡层时,25NiCr-75Cr3C2涂层的硬度更高;不同过渡层上熔覆的25NiCr-75Cr3C2涂层微观组织结构及元素成分也不相同。

    • >激光器技术
    • 高稳定性的全光纤化调Q脉冲光纤激光器研究

      2015, 45(8):902-906.

      摘要 (520) HTML (0) PDF 1.09 M (537) 评论 (0) 收藏

      摘要:搭建了一台高稳定性的全光纤调Q脉冲光纤激光器,采用光纤光栅和国产掺镱双包层光纤构成的线性F-P腔结构,以带尾纤的声光调制器(AOM)作为Q开关,并用915 nm波长的多模半导体激光器进行端面泵浦,实现了中心波长1064 nm,平均功率1.4 W的稳定脉冲激光输出。在重复频率20 kHz的条件下,以该调Q激光器作为种子源,经过一级功率放大,最终获得了平均输出功率10.68 W,脉冲宽度120 ns的激光输出,相应的脉冲能量为0.5 mJ,峰值功率为4.45 kW。并且该激光器在8 h内的功率不稳定性为1.1%。

    • >红外技术及应用
    • 基于仿真场景的天基红外探测系统性能评估

      2015, 45(8):907-910.

      摘要 (424) HTML (0) PDF 1.15 M (278) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用仿真生成的二维辐射场景数据,提出了一种探测系统性能的评估分析方法,建立了美国天基红外高轨探测系统(SBIRS-H)总体指标与探测性能的关系。该方法以统计的杂波等效目标定量描述了场景杂波大小,并利用信杂比综合表征探测性能,反映出不同系统参数下的探测性能变化规律,可应用在红外探测系统方案分析、设计与评估阶段。

    • 飞机的红外图像仿真

      2015, 45(8):911-917.

      摘要 (390) HTML (0) PDF 1.28 M (226) 评论 (0) 收藏

      摘要:飞机在高空高速的条件下飞行时,红外图像的获取通常较为困难。为解决这一问题,将整机辐射分解为机体辐射与排气系统辐射两大部分,以经典红外辐射理论为基础,结合传热学及射流动力学工程模型,建立了一种实时性较好的飞机红外图像生成模型。在求解蒙皮表面温度场时,采用求解热平衡方程法,综合考虑气动加热、内热源加热、环境辐射热量与蒙皮向外辐射热量对蒙皮温度的作用。计算排气系统红外辐射时,采用基于包络面的红外辐射计算方法,将尾焰流场计算的工程模型、包络面模型及非均匀气体计算模型相结合。最后利用VC++平台与OpenGL图形库编程生成了飞机的红外图像。仿真图像为成像制导武器的仿真提供了目标源,在成像制导武器系统的评估测试中有一定参考价值。

    • 基于Mie散射理论的云红外辐射传输研究

      2015, 45(8):918-923.

      摘要 (406) HTML (0) PDF 3.20 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:在Mie散射理论的基础上,计算了8~14 μm波段不同半径云粒子的散射特性,对散射相函数的特点进行了分析。根据积云、层云和卷云的粒子分布,对三种云的散射相函数、散射系数、吸收系数以及对辐射衰减90%的距离进行了计算,并根据辐射经过云层的传输方程,分析了云粒子前向散射对辐射传输的影响。结果表明:积云和层云对辐射衰减90%的距离分别在20 m、60 m以内,而卷云的可达2km以上。

    • 天基红外卫星协同预警临空高速目标配置优化

      2015, 45(8):924-930.

      摘要 (503) HTML (0) PDF 1.22 M (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:围绕天基红外卫星协同预警临空高速目标配置问题,考虑临空高速目标预警的任务需求和不同轨道卫星的覆盖特性,建立了GEO、HEO和LEO红外预警卫星的配置优化模型。在给定的威胁想定和传感器参数设置下,经仿真求解,构型为“5GEO+3HEO+24/4/2LEO”的天基红外预警卫星星座可满足临空高速目标防御对天基预警系统的预警需求。

    • >红外材料与器件
    • 红外探测器寿命试验设备真空系统研制

      2015, 45(8):931-933.

      摘要 (428) HTML (0) PDF 991.41 K (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于空间应用的红外探测器组件,定数截尾寿命试验是一种很重要的可靠性试验方法,其统计结果是可靠性预测的重要依据。考虑到红外组件试验过程的高真空要求,设计了一种多工位真空系统。在完成系统的结构设计和关键部件的真空设计后,进行了生产加工并通过了实验验证。实验结果表明,本文设计的真空系统功能可正常运行,系统空载真空可达到2.42×10-5Pa,满足等工位真空度优于3×10-4Pa的系统要求。

    • 垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件优化

      2015, 45(8):934-938.

      摘要 (525) HTML (0) PDF 979.47 K (863) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了利用垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件,如坩埚的材质和形状、炉体温场、固液界面形状、生长速率以及采用籽晶等生长条件对晶体单晶率和质量的影响,并提出了优化垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体的条件。

    • 一种红外焦平面探测器驱动电路的设计与实现

      2015, 45(8):939-942.

      摘要 (546) HTML (0) PDF 1.17 M (723) 评论 (0) 收藏

      摘要:红外焦平面探测器的筛选需要专用的测试系统。驱动电路作为测试系统中的一个基础模块,在整个测试系统中发挥着重要作用。设计了一款新的驱动电路,对其偏置电压、时序逻辑电路、信号输出部分分别进行了介绍,并从整体上增加了设计优化措施。测试结果表明,此款电路噪声相对较低,并且具有可控性高、通用性强的优点。

    • >光电技术与系统
    • 舰载激光武器复合轴跟踪控制系统仿真分析

      2015, 45(8):943-947.

      摘要 (533) HTML (0) PDF 1.16 M (430) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光武器毁伤目标的特殊机理使其对光电系统跟踪精度提出了更高的要求,针对此问题本文提出复合轴控制技术。通过对舰载跟踪控制技术的分析,在传统跟踪系统的基础上设计了复合轴跟踪系统的控制模型,并进行了MATLAB 仿真验证。仿真显示复合轴控制技术使系统跟踪精度由传统跟踪系统的0.4 mrad提高到4 μrad以内。

    • 内调制激光差分NO2检测

      2015, 45(8):948-951.

      摘要 (388) HTML (0) PDF 1011.05 K (196) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实时检测空气中NO2的浓度,采用差分检测与内调制技术相结合的方法设计了一套激光NO2检测系统。该系统采用波长为450 nm的蓝光激光器作为光源,这是根据NO2吸收峰特点选取的。采用光源内调制技术,通过TTL调制驱动电流实现对输出光强及其频率的调制。在常温常压下,对NO2浓度进行了测量,并用最小二乘法对实验数据进行了处理。结果表明,实验系统的最低浓度检测极限是6 ppm,拟合系数R2为0.9996。

    • 近地层紫外光通信“日盲”滤光片技术研究

      2015, 45(8):952-958.

      摘要 (536) HTML (0) PDF 1.18 M (888) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对紫外光通信中存在各种干扰或影响的问题,阐述了“日盲”紫外滤光片的特点,结合国内外研究现状,重点探讨了紫外干涉型滤光片和紫外吸收型滤光片的工作原理、材料特性和制备方法。在此基础上,分别对两类滤光片的测试技术进行了深入分析,提出了未来紫外滤光片的研究方向。这对紫外通信滤光片的深入研究提供了理论基础和实际参考。

    • >光电对抗
    • 激光防护中VO2薄膜的最佳膜厚计算

      2015, 45(8):959-963.

      摘要 (487) HTML (0) PDF 1.28 M (306) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现VO2薄膜在激光防护应用中的最佳膜厚设计,采用椭圆偏振法测试分别得到Si基底VO2薄膜低温半导体态与高温金属态的光学常数,基于具有吸收特性薄膜的透射率计算理论,结合VO2薄膜用于激光防护的需求,计算得到适用于激光防护的最佳膜厚。为验证计算方法准确性,根据入射激光波长10.6 μm为例计算的最佳膜厚,采用直流磁控溅射法在Si基底上制备具有相应膜厚的薄膜,利用傅里叶变换红外光谱测试分析了该薄膜的红外透射率相变特性,结果表明其红外透射率具有明显相变特性,3~5 μm波段的红外透射率对比值达到99%,λ=10.6 μm 处相变前后的红外透射率分别为67.2%、4.2%,与理论计算透射率66.4%、3.3%误差较小,实测透射率对比值为93.8%,与理论预期95%基本相符,表明理论计算方法具有一定的准确性,根据最佳膜厚算法设计的VO2薄膜适合应用于红外探测器的激光防护研究。

    • 自适应红外隐身背景辐射测量研究

      2015, 45(8):964-969.

      摘要 (492) HTML (0) PDF 888.09 K (272) 评论 (0) 收藏

      摘要:相对于现有的红外隐身技术,自适应红外隐身技术具有更高的环境适应能力和动态隐身的能力,已经成为红外隐身技术发展的主要方向。在深入分析自适应红外隐身技术原理及其工作过程的基础上,对背景辐射测量的问题进行了归纳,并结合自适应红外隐身技术的特点提出了解决方法,最后对自适应红外隐身技术的发展趋势进行了总结。

    • >图像与信号处理
    • 直方图拟合和亮度判决自适应图像增强算法

      2015, 45(8):970-976.

      摘要 (116) HTML (0) PDF 2.48 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光主动成像能够克服被动成像的缺点在低光照的条件下对目标成像,但是其图像通常受到严重干扰,需要采用增强算法增加图像的对比度和信噪比。不同时间段拍摄的激光图像存在很大差异,文中对夜间和晨昏成像的不同特点进行了探讨,分析归纳了其归类特点和方法,提出了一种基于直方图拟合和亮度判决的自适应激光图像同态增强算法,采用二次函数拟合直方图判定图像拍摄时间,通过亮度函数寻找最佳同态增强阈值,对不同时段拍摄的图像分类处理。实验结果表明,二次函数拟合直方图的判决方式准确率高,自适应同态增强算法能有效提高图像的信噪比,提高图像的对比度。

    • 激光主动探测成像中全景拼接的算法研究

      2015, 45(8):977-981.

      摘要 (111) HTML (0) PDF 1.14 M (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光主动探测成像是将激光技术、距离选通技术、微弱目标的成像处理等技术结合应用的一项新技术。因其分辨率高、抗干扰能力强、能够生成三维像的优点,广泛应用于各种探测领域。但这种方式获取的图像一般视场角偏小,不利于全局的观察和分析。本文描述了一种通过改进的并行SURF算法检测场景角点特征,能够高速实时地将相邻场景焦点特征相匹配的全景拼接方法。测试了这种方法的运行效率和拼接效果。利用改进后的SURF算法将小视角的图像拼接起来,增大了可视范围,提高了观察和分析的综合能力。并且将这一方法运用到了3D成像激光雷达距离信息的拼接中,测试了效果,验证了其可行性。本文提出的快速配准拼接算法,为高速实时大视场观察奠定了理论和实验基础。

    • 水面舰船目标的实时红外成像仿真

      2015, 45(8):982-986.

      摘要 (95) HTML (0) PDF 1024.00 K (268) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于OSG对海天背景下的舰船目标进行了红外成像仿真。根据红外物理和热传学知识,采用角系数法建立了舰船目标的红外物理模型,从而计算出舰船表面温度场和辐射场的分布。参考导弹的飞行模式,采用三阶非线性指数拟合算法得到了弹目距离与透过率的数学关系模型。最后采用着色器技术实现导弹飞向目标过程中,导引头视景中舰船灰度的实时渲染和变化效果。仿真实验表明,舰船的红外仿真效果较好,模拟导弹末端飞行过程时,舰船灰度变化趋势与实际情况一致,仿真结果可信。

    • 基于局部信息失真建模的图像质量评价方法

      2015, 45(8):987-993.

      摘要 (582) HTML (0) PDF 1.24 M (224) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统的基于像素差值统计的方法以及结构相似度方法不能很好地反映主观评价结果的情况,提出了一种利用图像局部信息失真建模的质量评价方法。该方法通过考虑人眼视觉系统的特点,对像素灰度失真、局部对比度失真和局部结构失真进行建模,并利用局部方差作为权重,得到了最终的图像质量评价测度。其物理意义明确,而且计算相对简单。在LIVE图像数据库上的实验表明,本文方法对于jp2k,jpeg,gblur和fastfading失真的质量预测准确性和一致性都很高,均优于结构相似度方法,对于wn失真也有较好的预测结果。与几种公认较好的方法相比,本文方法表现出了很好的预测性能,得到了与人眼主观感知更加一致的结果。

    • 实时红外图像拼接中的LSH快速配准算法

      2015, 45(8):994-998.

      摘要 (120) HTML (0) PDF 1.08 M (151) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高画幅式摆扫红外遥感图像拼接的实时性,将LSH(locality sensitive hash)算法应用于图像快速配准,比较了常用的基于Hamming 距离、欧式距离和余弦距离的三种LSH方案的性能,实验结果表明,基于Hamming距离的LSH方法在红外图像配准中具有更好的实时性和准确性。通过对Hamming距离的LSH实现及改进,并利用遥感图像进行了图像配准的性能测试,构建了基于Hamming距离LSH算法的快速拼接系统。

    • 颜色相似性度量在主动伪装设计中应用

      2015, 45(8):999-1003.

      摘要 (89) HTML (0) PDF 1.35 M (375) 评论 (0) 收藏

      摘要:在充分利用颜色相似性的基础上,提出一种自适应主动伪装设计方案。首先应用结合颜色相似性的K均值聚类获得背景主色,然后根据颜色相似性原则实施目标伪装,最后应用无损数据隐藏技术以实现从伪装图像恢复原图像。实验表明该伪装方案伪装效果好,可有效保护特定军事目标,同时原图像可恢复性使得该方案可应用于数字图像隐蔽通信。

    • 基于局部和全局采样点云数据简化算法研究

      2015, 45(8):1004-1008.

      摘要 (117) HTML (0) PDF 1.04 M (584) 评论 (0) 收藏

      摘要:3D激光扫描方法获取的点云数据存在大量冗余数据,为便于重建模型,对点云数据简化技术的关键是在简化数据的同时,最大限度地保留点云数据的原有特征,对点云数据简化技术进行了研究,提出了一种基于局部和全局点云特征相融合的简化算法,通过基于点云的网格分割的非均匀网格法来提取局部点云特征,并且通过基于空间体素化方法对点云进行全局采样,然后将二者特征融合,获取最佳的简化特征效果。实验表明,该算法能够适应各种类型曲面数据的简化要求,其点云简化最大误差为0.02812,点云简化平均误差为0.000472,并与非均匀网格算法和空间体素法做比较,其简化效率高,简化误差小。由此可见,该方法简化点云不但具有较高的简化效率,同时又很好地保留了原始数据的细节特征。

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