基于特征模与物理光学混合方法的海面环境下动态群目标电磁散射快速计算

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作者 王照源 谷继红 +3 位作者 丛洲 何姿 管灵 丁大志 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期37-45,62,共10页

群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群... 群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群目标的高效、准确分析,该方法称为动态群目标的特征模快速分析方法;然后,考虑海面背景对群目标电磁散射的影响,将以上提出的动态群目标的特征模快速分析方法与高频的物理光学法进行结合,提出了一种高低频混合方法。数值算例表明,本文提出的高低频混合方法能够在保证较高计算精度的同时实现动态群目标和海面背景整体的高效电磁特性分析,同时还实现了计算效率和精度之间的合理平衡。 展开更多

关键词 动态群目标 海面背景 高低频混合方法 特征模理论(TCM) 快速多极子算法(FMA) 物理光学(PO)法

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减阻杆气动盘结构对钝头体红外辐射特性影响数值分析

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作者 牛青林 周增杰 +1 位作者 高文强 孟夏莹 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第6期80-91,共12页

兼顾减阻和低红外辐射特性是高超声速飞行器设计中的重要指标。减阻杆作为高超声速回转弹体简单的减阻部件,其结构设计对目标红外辐射特性的影响应被重点关注。文中以不同气动盘形貌下的减阻杆为研究对象,构建化学非平衡模型计算流场参... 兼顾减阻和低红外辐射特性是高超声速飞行器设计中的重要指标。减阻杆作为高超声速回转弹体简单的减阻部件,其结构设计对目标红外辐射特性的影响应被重点关注。文中以不同气动盘形貌下的减阻杆为研究对象,构建化学非平衡模型计算流场参数,采用辐射平衡壁面假设条件计算壁面温度,结合普朗克定律和光线踪迹法计算本体红外辐射强度。基于两种典型高度(H=15 km和H=40 km),重点数值分析了装配锥形、半球形和平面形气动盘的减阻杆对钝头体气动、热和红外辐射特性的影响。结果表明:减阻杆在低空工况下的减阻与红外辐射抑制效果均优于高空工况;减阻杆的降热效果集中体现在钝头前端驻点附近区域,在钝头后方壁面降热效果不明显;高空工况下减阻杆在8~12μm波段的辐射积分强度抑制率总体上高于3~5μm波段,低空工况则相反。平面形气动盘具有更加优异的减阻、降热与低红外特征,较锥形与半球形气动盘而言,平面形气动盘的减阻特性高出约5%~13%,辐射积分强度抑制率高出约2%~16%。较无减阻杆工况,平面形气动盘作用下减阻杆的减阻率可达55%以上,侧视和前视观测角度下辐射强度峰值分别下降约25%和39%。该研究可为低特征减阻杆的设计提供理论参考。 展开更多

关键词 气动盘 减阻杆 高超声速 红外辐射 红外抑制

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不确定参数目标电磁散射特性计算及评估 被引量：1

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作者 赵敏 栾宇哲 +3 位作者 朱羽晞 何姿 郭单 丁大志 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期941-957,共17页

针对非合作目标信息不完备,以及由于制作工艺、环境因素、人为因素等原因导致的目标几何外形、材料属性等不确定性现状,首先,介绍了基于泰勒级数展开的不确定性目标电磁散射特性分析方法。运用非均匀有理B样条(nonuniform rational B-sp... 针对非合作目标信息不完备,以及由于制作工艺、环境因素、人为因素等原因导致的目标几何外形、材料属性等不确定性现状,首先,介绍了基于泰勒级数展开的不确定性目标电磁散射特性分析方法。运用非均匀有理B样条(nonuniform rational B-spline surface,NURBS)建模方法,实现任意形状目标的外形构建;运用目标外形参数、介质参数提取技术,建立目标几何外形、介电参数与矩量法电磁积分方程的函数关系,由此计算出由外形、介质变化产生的电流变化量,进而分析几何外形、介质引入随机变量时,金属/介质/混合目标的电磁散射特性。其次,提出了一种基于渐近波形估计(asymptotic waveform evaluation,AWE)技术的高维不确定性目标电磁散射特性分析方法。通过伪谱法求解各阶导数,相较于公式求导能够节省大量推导和计算时间;运用Padé近似计算目标改变之后的最终电流,相较于基于泰勒级数展开的求解方法,能够准确计算更大的随机扰动量,相较于蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)方法,提高了计算效率,且仿真与实测结果吻合一致。最后,利用反向传播(back propagation,BP)神经网络实现对不确定性目标散射特性的置信度和不确定度的智能化计算,证明了本文方法不仅能够准确有效地分析非合作目标的高维不确定性问题,而且大幅提高了计算效率。 展开更多

关键词 电磁散射 不确定参数 泰勒级数 渐近波形估计(AWE) 反向传播(BP)神经网络

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复燃反应速率对尾焰红外辐射不确定度量化分析 被引量：1

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作者 马杰 王晓冰 +1 位作者 牛青林 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期92-106,共15页

高保真复燃化学反应模型是准确预估火箭发动机尾焰红外辐射特性的关键,其中复燃化学反应模型参数的偏差,会影响尾焰红外辐射特性模拟结果的可信度。因此,对复燃化学反应模型参数展开了不确定度量化分析,定量评估了化学反应速率的不确定... 高保真复燃化学反应模型是准确预估火箭发动机尾焰红外辐射特性的关键,其中复燃化学反应模型参数的偏差,会影响尾焰红外辐射特性模拟结果的可信度。因此,对复燃化学反应模型参数展开了不确定度量化分析,定量评估了化学反应速率的不确定性对流场参数及红外辐射特性数值模拟的影响。以复燃化学反应速率为不确定性变量,尾焰反应流场和红外辐射为系统响应值,基于非嵌入多项式混沌方法,采用随机响应面法求解多项式系数,结合Sobol指数算法量化由化学反应模型参数不确定性引起的红外辐射信号的不确定度。结果表明,化学反应速率对流场温度的影响较小,均体现在复燃高温区域,不确定度约为7.63%;燃气组分H2O的摩尔分数的不确定度相较CO_(2)高出8.2%,且对低含量区域的不确定度较大;红外辐射强度的不确定度在(2.7±0.3)μm波段较高,约为20.4%,较(4.3±0.3)μm波段高出7.8%;化学反应速率对红外辐射强度的灵敏程度均表现为三个链式反应为主要贡献。基于反应速率试验数据重构关键链式反应的化学反应动力学速率模型,该研究可为准确预测火箭发动机尾焰的红外辐射特性提供支撑。 展开更多

关键词 红外辐射 尾焰 复燃效应 化学反应 不确定度

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稀薄环境下发动机高空羽流流动与辐射特征

5

作者 包醒东 郑学合 +3 位作者 田源 王振华 王思慧 肖志河 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期31-42,共12页

高空羽流指发动机在稀薄环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。急剧膨胀的羽流产生的红外信号被广泛应用于空间目标的探测、跟踪和识别。建立了直接模拟蒙特卡洛方法结合带滑移修正的计算流体力学方法,研究了从喷管内部到出... 高空羽流指发动机在稀薄环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。急剧膨胀的羽流产生的红外信号被广泛应用于空间目标的探测、跟踪和识别。建立了直接模拟蒙特卡洛方法结合带滑移修正的计算流体力学方法,研究了从喷管内部到出口以至近场、远场的高空羽流场,在此基础上,采用佛奥特线型描述稀薄气体展宽,结合逐线积分法和视在光线法计算得到了超窄谱的高空羽流红外辐射特性,利用理论模型和实验数据,综合校验了高空羽流流动与辐射模型的有效性。研究结果表明:高空羽流辐射能量主要集中于喷口附近以及激波层内,沿着射流轴线方向及越过分离波线后,亮度呈指数下降,整体上高空羽流流场与亮度场具有相似性,羽流场分布类似羽毛状,光谱的发射和吸收集中在谱线中心区,表现为谱线较分立,亮度场呈现月牙状;发动机射流总压增大会显著扩大分离波线和羽流辐射亮度,而发动机射流总温增大对其分离波线不产生影响,但会极大提升其羽流辐射亮度;自由来流密度或速度增大,会显著压缩羽流膨胀边界,但对辐射强度影响较小;利用推力及其自由来流速度、密度无量纲化表征后,其分离流线具有非常好的一致性,发动机射流总压、总温对高空羽流辐射影响显著,而自由来流变化对其影响较小。 展开更多

关键词 高空羽流 飞行状态 流动特征 辐射特征

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攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟 被引量：1

6

作者 吕蓉 牛青林 王晓冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期83-93,共11页

临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采... 临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,分析攻角对侧喷流的复燃及目标在不同谱带和不同观测角度下红外辐射特性的影响。结果表明:随着攻角由负转正射流复燃程度降低,α=10°较α=-10°偏低176%;侧喷流在2.7μm和4.3μm两个特征峰值波段辐射显著,其他波段内目标辐射主要来源于本体;目标辐射强度在俯视观测角度下随攻角由负转正而减小,在侧视观测角度下攻角出现引起辐射强度降低,α=±10°较α=0°偏低6.8%。该研究可为临近空间飞行器侧喷射流相关的目标特性识别提供理论参考。 展开更多

关键词 临近空间飞行器 侧喷射流 喷流干扰效应 红外辐射 攻角

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基于均匀分布偶极子的天线辐射场建模方法 被引量：1

7

作者 李永晨 林嘉轩 +1 位作者 廖意 王晓冰 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期484-491,共8页

针对雷达观测目标近场电磁散射的天线相关问题,发展了基于偶极子模型的天线辐射场建模方法。偶极子模型包括电偶极子与磁偶极子,其位置均匀分布于天线辐射口面,通过偶极子辐射场坐标变换和天线辐射场球面波展开(spherical wave expansio... 针对雷达观测目标近场电磁散射的天线相关问题,发展了基于偶极子模型的天线辐射场建模方法。偶极子模型包括电偶极子与磁偶极子,其位置均匀分布于天线辐射口面,通过偶极子辐射场坐标变换和天线辐射场球面波展开(spherical wave expansion,SWE),建立了偶极子参数与天线辐射场SWE系数之间的线性矩阵方程,并采用奇异值分解(singular value decomposition, SVD)方法实现了偶极子参数的最小二乘估计。对喇叭天线、波导缝隙天线和微带贴片阵天线进行偶极子建模实验,建立了这三种天线辐射场建模误差小于1%的等效偶极子模型,通过对等效偶极子模型预测任意观测距离天线辐射场精度的评估,验证了基于均匀分布偶极子建模天线辐射场的有效性。 展开更多

关键词 天线辐射场 建模 偶极子 球面波展开 奇异值分解(SVD)

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侧喷发动机配置对目标红外辐射特性影响数值研究

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作者 吕蓉 牛青林 +1 位作者 孟夏莹 王晓冰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期94-103,共10页

高超声速飞行器姿控发动机侧喷射流作为目标红外“机会”辐射源在拦截弹攻防对抗领域被重点关注。文中以典型锥柱裙外形弹体为研究对象,考虑真实可压缩气体和化学非平衡效应,结合辐射平衡壁面条件预测弹体在典型飞行工况(H=20 km,Ma=5和... 高超声速飞行器姿控发动机侧喷射流作为目标红外“机会”辐射源在拦截弹攻防对抗领域被重点关注。文中以典型锥柱裙外形弹体为研究对象,考虑真实可压缩气体和化学非平衡效应,结合辐射平衡壁面条件预测弹体在典型飞行工况(H=20 km,Ma=5和H=50 km,Ma=10)下不同喷口配置下的侧喷流场,结合窄谱带方法处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,数值分析了侧喷发动机喷射角、喷口位置和压比配置对拦截弹侧喷射流红外辐射特性的影响。结果表明:高超声速飞行器红外辐射强度随喷射角由负转正而增大,辐射峰值增长率约为2 W/(sr·μm·°);光谱辐射强度随喷口位置后移,H=20 km下先急剧升高后缓慢降低,H=50 km下存在陡降点;红外辐射强度随射流压比的增大而增大,辐射峰值增长率约为14 W/(sr·μm)。 展开更多

关键词 转向和姿态控制系统 红外辐射 侧喷射流 喷流干扰效应 喷口参数

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火箭发动机推力与红外辐射关联特性数值分析

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作者 高文强 孟夏莹 +2 位作者 苏慕萍 董士奎 牛青林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期10-19,61,共11页

为实现火箭发动机目标分类与识别,提取发动机推力大小与尾喷焰红外辐射强度间关联关系成为必要环节。本研究以高氮高能GAP/Cl20/Al(GCA)和高氮无烟GAP/ADN/DAAOF(GAD)两种新型推进剂为研究对象,从影响发动机推力的主要型谱参数入手,基... 为实现火箭发动机目标分类与识别,提取发动机推力大小与尾喷焰红外辐射强度间关联关系成为必要环节。本研究以高氮高能GAP/Cl20/Al(GCA)和高氮无烟GAP/ADN/DAAOF(GAD)两种新型推进剂为研究对象,从影响发动机推力的主要型谱参数入手,基于尾喷焰内流、反应流场和红外辐射的全链路计算方法,设计燃烧室压力、喷管膨胀比和推进剂配方谱系,数值分析了发动机推力与欠膨胀尾喷焰在2.7、4.3μm波段的辐射强度的关联性。结果表明:在燃烧室压力和喷管膨胀比变化下,发动机推力与尾喷焰辐射强度均呈对数线性关系;在同推力下,GAD较GCA推进剂的尾喷焰辐射强度偏低3~5倍;燃烧室压力和喷管膨胀比作为推力主导因素下,两种推进剂在不同来流动压下的发动机推力与红外辐射强度近似遵循统一的对数分布关系;推进剂配比变化引起的发动机推力变化较弱,在不同来流动压下两种高氮推进剂对应的尾喷焰辐射强度沿发动机推力呈现出明显的“聚集”现象,且在4.3μm波段内的辐射强度随来流动压差异呈现出分层现象。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 尾喷焰 推力 红外辐射 关联关系

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六参数光谱双向反射分布函数模型几何衰减因子优化

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作者 余越 王利国 +6 位作者 王彪 阳志强 张格 靳皓然 吴振森 赵保银 巩蕾 《光子学报》 北大核心 2025年第1期93-103,共11页

波长与表面起伏高度的相对数值会直接影响目标表面粗糙度的判定,因而波长是影响双向反射分布函数模型精度的重要参数之一。聚焦波长影响,基于光谱双向反射分布函数六参数模型,建立几何衰减因子与波长的函数关系。结合实验测量,反演各入... 波长与表面起伏高度的相对数值会直接影响目标表面粗糙度的判定,因而波长是影响双向反射分布函数模型精度的重要参数之一。聚焦波长影响,基于光谱双向反射分布函数六参数模型,建立几何衰减因子与波长的函数关系。结合实验测量,反演各入射波长下模型中六参数,并凝练波长对六参数的影响规律;分析模型误差,拟合推导出几何衰减因子与波长之间的函数关系。结果表明:在几何衰减因子中增加一个与波长呈指数相关的系数,可以明显提高大散射角时光谱双向反射分布函数六参数模型的精度,并减小受波长影响产生的模型误差,目标样片的均方根误差较优化前减小约40%;波长主要影响六参数中的b、k_(b)、k_(d)、k_(r),其数值变化范围和趋势转折点波段位置与样片材质和表面粗糙度相关。研究结果可为鉴别伪装和反伪装目标,以及目标的态势感知提供理论支撑和技术支持。 展开更多

关键词 光谱双向反射分布函数 几何衰减因子 多波长 六参数模型 遮蔽效应

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基于混合卡方模型的雷达检测性能评估方法

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作者 鲁明雨 孟飞 +2 位作者 王艳清 李璋峰 张彦 《现代防御技术》 北大核心 2025年第2期167-174,共8页

对目标检测性能进行预估是雷达自适应资源调度和精细化信息处理设计的基础。然而,常规统计模型难以准确描述隐身目标雷达散射截面统计分布,导致检测性能预估不准。为此,提出了一种基于混合卡方分布模型的雷达检测性能评估方法,在恒虚警... 对目标检测性能进行预估是雷达自适应资源调度和精细化信息处理设计的基础。然而,常规统计模型难以准确描述隐身目标雷达散射截面统计分布,导致检测性能预估不准。为此,提出了一种基于混合卡方分布模型的雷达检测性能评估方法,在恒虚警条件下对检测概率进行建模与评估。基于混合模型,采用折线近似、库默尔变换方法在恒虚警条件下对目标检测概率进行建模;采用蒙特卡罗仿真对模型的精确程度进行检验;最后固定虚警率从检测概率角度将混合模型与传统统计模型进行了对比分析。仿真结果表明,混合卡方模型和传统的Swerling模型相比,在不同方位角范围内,单脉冲检测性能具有较大差异,从而更能够反映真实探测场景,并为隐身目标探测系统总体优化设计提供了理论支持。 展开更多

关键词 弱目标检测 雷达散射截面积 混合卡方分布 检测概率 统计建模 单脉冲检测

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基于RCS特性统计分布的编队无人机群目标运动状态识别 被引量：1

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作者 田鹤 王吉儿 +4 位作者 殷红成 赵轶伦 万昊 陈汪翔 任红梅 《信号处理》 北大核心 2025年第5期949-957,共9页

针对无人机群目标运动状态进行分类识别,可以推断任务意图,为无人机群目标态势感知提供基础。该文基于旋翼无人机编队的实测飞行数据,开展了群目标雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)特性分析,获得典型无人机编队RCS特性在时间维度... 针对无人机群目标运动状态进行分类识别,可以推断任务意图,为无人机群目标态势感知提供基础。该文基于旋翼无人机编队的实测飞行数据,开展了群目标雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)特性分析,获得典型无人机编队RCS特性在时间维度、频率维度的统计分布模型,为编队群目标的探测资源、识别流程等设计提供了目标特性基础。针对编队运动状态表征与分类问题,提出一种改进的梅尔频率倒谱系数(Mel Frequency Cepstral Coefficients,MFCC)特征提取方法,以实现RCS倒谱的参数化表征。在此基础上,利用混合高斯模型(Gaussian Mixture Model,GMM)和隐马尔可夫模型(Hidden Markov Models,HMM)对不同运动状态的RCS倒谱特征进行准确建模,揭示不同编队运动状态的规律差异。开展了四旋翼无人机编队目标飞行试验,X波段的HH、VV极化实测数据表明,该文方法对无人机群目标运动状态的识别正确率高于94%,利用单体无人机作为训练模板获得的群目标运动状态识别率高于89%,相关成果可为实际飞行任务过程中的目标识别应用以及未来无人机态势感知提供基础。 展开更多

关键词 编队无人机 雷达散射截面 统计分布 特征提取

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热防护层对颗粒复合红外隐身涂层发射率的影响分析

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作者 宋正鑫 张文杰 +2 位作者 郑崇 张尚宇 刘林华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期164-173,共10页

针对红外隐身涂层实际应用中,热防护层的加入将改变涂层内部辐射传输过程,进而影响表观辐射特性的问题,采用时域有限差分方法研究了两种典型热防护层材料氧化钇稳定氧化锆和SiO_(2)气凝胶厚度对颗粒复合型红外隐身涂层表观发射率的影响... 针对红外隐身涂层实际应用中,热防护层的加入将改变涂层内部辐射传输过程,进而影响表观辐射特性的问题,采用时域有限差分方法研究了两种典型热防护层材料氧化钇稳定氧化锆和SiO_(2)气凝胶厚度对颗粒复合型红外隐身涂层表观发射率的影响,并分析了热防护层不同复折射率和低发射率层不同组份配比下热防护层厚度对发射率的影响规律。研究结果表明:在颗粒复合型低红外发射率涂层下叠加热防护层将增大涂层的表观发射率,且表观发射率随着热防护层厚度的增大而增大,甚至失去低发射特性;热防护层选用高吸收系数的隔热材料时,其厚度变化对表观发射率的影响更为显著。该研究可为红外隐身涂层的设计应用提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 颗粒复合涂层 红外隐身 热防护层 发射率 复折射率

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基于调频连续波雷达的多干涉光路测距系统

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作者 祁玉娇 彭月 +3 位作者 张海洋 苏必达 张博闻 靳发宏 《应用光学》 北大核心 2025年第4期739-749,共11页

针对调频连续波(frequency-modulatedcontinuouswave,FMCW)激光雷达近距离测距时,出现的信号频谱展宽和混叠现象,本文提出了一种基于FMCW的多干涉光路测距系统,利用改进光路结构将信号降频,保证测距精度的同时,避免了频谱混叠导致的低... 针对调频连续波(frequency-modulatedcontinuouswave,FMCW)激光雷达近距离测距时,出现的信号频谱展宽和混叠现象,本文提出了一种基于FMCW的多干涉光路测距系统,利用改进光路结构将信号降频,保证测距精度的同时,避免了频谱混叠导致的低信噪比问题,并实现降频功能,使低带宽探测器可以采集到高频干涉信号。针对0~30m的不同距离进行测量实验,采样数据通过进行短时傅里叶变换处理得到高精度微多普勒时频图,提取频率特征并通过计算转换为其对应的距离信息。该结构在0~30m的测距范围内将频率分辨率稳定性从28.3%提升至4.4%,空间分辨率达到±10mm。 展开更多

关键词 调频连续波 微多普勒 相干探测 测距

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空天目标电磁散射特性建模与特征认知研究 被引量：2

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作者 肖志河 任红梅 +2 位作者 董纯柱 赵涛 陈轩 《现代防御技术》 北大核心 2023年第3期83-90,共8页

空天目标的准确探测是识别面临的首要问题,目标电磁散射特性是雷达传感器目标识别的重要依据。概述了国外空天目标电磁散射特性研究发展现状,针对高动态复杂结构空天目标电磁散射精确建模、高效仿真和识别应用的普适性等难点问题,提出... 空天目标的准确探测是识别面临的首要问题,目标电磁散射特性是雷达传感器目标识别的重要依据。概述了国外空天目标电磁散射特性研究发展现状,针对高动态复杂结构空天目标电磁散射精确建模、高效仿真和识别应用的普适性等难点问题,提出了空天目标电磁散射特性建模与特征认知技术研究途径。并结合仿真算例阐述了目标群动态场景构建、目标特性高效生成,以及微动、分离和目标群等典型动态场景特征认知的实现方法;针对未来空天目标发展引起的散射机理变化,提出了未来空天目标特性深化研究的发展设想。 展开更多

关键词 空天目标 目标特性 电磁散射特性 动态场景 高效生成 特征认知

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微波吸波材料在太赫兹、红外段反射谱测量研究 被引量：1

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作者 蔡禾 李粮生 +4 位作者 朱先立 李进春 孙旺 朱勇 殷红成 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2745-2752,共8页

吸波材料是外形隐身技术的有效补充技术,电磁波进入到吸波材料内部后,应该被迅速地最大限度的衰减掉,因此,在设计吸波材料的电磁参数时,一方面要考虑阻抗匹配,使电磁波最大限度地进入到材料内部,另一方面,要确保进入到材料内部的电磁波... 吸波材料是外形隐身技术的有效补充技术,电磁波进入到吸波材料内部后,应该被迅速地最大限度的衰减掉,因此,在设计吸波材料的电磁参数时,一方面要考虑阻抗匹配,使电磁波最大限度地进入到材料内部,另一方面,要确保进入到材料内部的电磁波尽可能被全部衰减掉。对吸波材料来说,也就是材料要有较大的介电常数虚部和磁导率的虚部,它们会引起电磁波能量的衰减。传统的吸波材料主要针对于微波,随着技术的发展,太赫兹雷达已投入使用,传统的微波吸波材料能否对太赫兹频段、乃至红外段有效衰减,以及这些吸波材料在太赫兹频段的评估成为了有必要研究和探讨的问题。分别基于矢量网络分析仪的微波暗室测量系统、太赫兹时域光谱测量系统、以及傅里叶变换光谱系统对2种微波段吸波材料板开展深入测量研究,在微波段反射率测量基础上,拓展到太赫兹、红外波段,测量了这些材料1 GHz~180 THz的雷达吸波材料反射率。测量结果表明,随着频率的升高,吸波材料表面形态、粗糙度对反射率形成了一定的影响,并针对这种影响在太赫兹、红外波段进一步开展了吸波材料反射特性随角度的变化的研究;为了弄清吸波材料在太赫兹、红外频段的吸波原理,将吸波涂层从金属衬板上剥离后进行了测量,获得了该吸波涂层2~180 THz的反射率、透射率,并基于Kamers-Kronig关系计算了该复合吸波材料等效的介电参数,测试结果证明,微波波段的吸波材料在太赫兹、远红外频段仍具备一定的吸波能力,太赫兹、红外不足以穿透该吸波材料的反射涂层到达金属衬板,其吸收主要来自反射吸收和吸波材料表面的散射。 展开更多

关键词 吸波材料 微波 太赫兹 红外

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发动机尾喷焰复燃化学反应模型评价与重构 被引量：2

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作者 马杰 王晓冰 +2 位作者 王红丽 牛青林 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期86-100,共15页

复燃效应的准确预估对于精细描述尾喷焰反应流场参数和提高尾喷焰红外辐射计算精度至关重要。文中以固体火箭发动机为研究对象,建立尾喷焰复燃有限速率化学反应模型,结合流体计算动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法和尾喷焰... 复燃效应的准确预估对于精细描述尾喷焰反应流场参数和提高尾喷焰红外辐射计算精度至关重要。文中以固体火箭发动机为研究对象,建立尾喷焰复燃有限速率化学反应模型,结合流体计算动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法和尾喷焰红外辐射计算模型,评估不同化学反应动力模型在尾喷焰流场参数和红外光谱辐射计算方面的精度,基于各化学反应速率曲线与试验数据重构适用于尾喷焰CO/H_(2)反应体系的10步气相化学反应动力模型,并验证和校核复燃化学反应模型可靠性。结果表明:不同化学反应模型计算所得的尾喷焰流场结构差异微弱,轴向温度峰值最高相差200 K左右,差异主要发生在复燃区域;化学反应动力模型对不稳定产物CO影响最为显著,CO_(2)分布差异主要发生在高含量区域,最大差异达到近50%,且低含量组分的差异高达两三个量级;在2.7μm和4.3μm典型波段内,不同化学反应工况下的尾喷焰光谱辐射峰值强度差异达到近40%;基于反应速率试验数据构建的9组分10步反应的CO/H_2反应体系的尾喷焰辐射计算值与BEM-II试验数据的差异低于6%。该研究可为准确预测火箭发动机尾喷焰反应流场的红外辐射特性提供高保真化学反应动力模型。 展开更多

关键词 尾喷焰 复燃效应 化学反应 红外辐射 火箭发动机

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等离子体绕流场电磁波传输特性分析

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作者 宁超 邓浩川 +1 位作者 满良 韦笑 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期18-25,共8页

本文分析了等离子体绕流场中电磁波传输特性随几个主要物理参数的变化规律,包括电子密度、谐振频率、碰撞频率等。通过时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)方法进行了仿真,结果表明在典型仿真输入条件下,在米波至毫米波... 本文分析了等离子体绕流场中电磁波传输特性随几个主要物理参数的变化规律,包括电子密度、谐振频率、碰撞频率等。通过时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)方法进行了仿真,结果表明在典型仿真输入条件下,在米波至毫米波波段,随着谐振频率升高,等离子体绕流场反射率升高、透射率降低;在米波至厘米波波段,随着碰撞频率升高,等离子体绕流场反射率降低、透射率规律性不显著;在毫米波波段以上,等离子体绕流场的反射率和透射率与碰撞频率关系不大,而且反射很弱,以透射为主。目标飞行高度在30~50 km且速度在5 000 m/s以上时,目标驻点处等离子体绕流场对S、C、X波段有显著的衰减作用,影响雷达探测或产生黑障现象。开展了基于高焓激波风洞的等离子绕流场电磁特性测量实验,获取了C、X波段雷达散射截面(radar cross section,RCS)数据和绕流场电子密度数据,并利用其验证了仿真结果的正确性。 展开更多

关键词 等离子体 电磁波 反射率 透射率 雷达散射截面(RCS)

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模拟水体湍流环境下目标激光点云数据的三维重建与分析 被引量：4

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作者 王明军 彭月 +2 位作者 刘燕荣 李勇俊 李乐 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期52-60,共9页

水下目标三维点云重建在水底勘探和水下无人航行器避障等领域有着重要的应用。本文通过实验室模拟温度和盐度水体湍流,开展了水下目标探测实验,研究了温度差和盐度差对水下潜艇、滑翔机和锚雷的激光点云三维重建效果的影响,并对重建后... 水下目标三维点云重建在水底勘探和水下无人航行器避障等领域有着重要的应用。本文通过实验室模拟温度和盐度水体湍流,开展了水下目标探测实验,研究了温度差和盐度差对水下潜艇、滑翔机和锚雷的激光点云三维重建效果的影响,并对重建后的三维点云数据进行误差分析。结果表明:在水下目标三维点云重建过程中,随着水体温度湍流和盐度湍流强度的增强,重建点云数据的有效点数明显下降,均值误差明显上升。研究结果对水下三维点云重建系统的研制具有一定参考价值。 展开更多

关键词 水下探测 水体湍流模拟 三维点云重建 误差分析

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宽频带吸波/反射状态可电控切换龙伯透镜反射器设计

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作者 吴祯 支迦豪 +3 位作者 李荣浩 武亚君 曹群生 王毅 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1007-1014,共8页

本文对传统的龙伯透镜反射器采用有源频率选择表面(active frequency selective surface,AFSS)技术进行电磁结构的设计,用具有吸波/反射可切换的AFSS龙伯透镜反射器代替金属反射板,达到对入射电磁波的反射强度和雷达散射截面(radar cros... 本文对传统的龙伯透镜反射器采用有源频率选择表面(active frequency selective surface,AFSS)技术进行电磁结构的设计,用具有吸波/反射可切换的AFSS龙伯透镜反射器代替金属反射板,达到对入射电磁波的反射强度和雷达散射截面(radar cross section,RCS)大小可调、工作状态可切换的主动型龙伯透镜反射器.仿真结果表明,在X波段内,设计的新型龙伯透镜反射器可实现吸波/反射功能的可切换以及单站RCS可调,大小相差约8 dB.通过对龙伯透镜AFSS反射器进行实物加工与测试,测试结果和仿真结果较为吻合,实现了龙伯透镜反射器在一定频段内工作状态切换和RCS可调. 展开更多

关键词 龙伯透镜反射器 有源频率选择表面(AFSS) 电磁波吸收/反射 电磁特性可切换 雷达散射截面(RCS)

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