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液体火箭发动机喷焰多波段辐射信号高度律

航空学报 2024年

作者：孙一强朱檀枭牛青林贺志宏董士奎哈尔滨工业大学空天热物理工信部重点实验室中北大学机电工程学院

实际探测中火箭发动机喷焰单波段红外辐射强度与飞行高度之间往往是一种非单调关系，在反演高度时，会出现多值性问题。本文以典型液体火箭发动机尾喷焰为研究对象，基于计算流体力学方法计算尾喷焰反应流场的温度、压力和组分信息，采... 详细信息

实际探测中火箭发动机喷焰单波段红外辐射强度与飞行高度之间往往是一种非单调关系，在反演高度时，会出现多值性问题。本文以典型液体火箭发动机尾喷焰为研究对象，基于计算流体力学方法计算尾喷焰反应流场的温度、压力和组分信息，采用视在光线法并结合NASA-SP-3080高温气体辐射物性数据库计算尾喷焰本征红外辐射信号，采用Modtran软件获取11～61km俯视和水平观测时的大气透过率，进而计算得到火箭发动机尾喷焰表观辐射信号。从液体火箭发动机推进剂元素构成和气体辐射产生机理出发，提出基于多波段表观辐射强度构造无量纲特征参数，即所谓的相对二阶差(Relative Second Order Difference，RSOD)，作为尾喷焰红外辐射高度律的表征参数，分析获得了RSOD和飞行高度之间映射关系。研究发现，首先通过多波段辐射强度二次构造的辐射特征量，能够获得其与飞行高度的单调关联关系，且经过不同推力验证，具有一定普适性。然后，利用这种单调关系，能较好地反演发动机所在高度，在31～61 km范围内，反演结果更为准确。最后发现不同推进剂类型的RSOD区分度较好，推测利用RSOD信息作为特征量有利于区分不同的发动机类型。

关键词：液体火箭喷焰表观红外辐射多波段相对二阶差高度律

面向多波段合成孔径雷达天线的大型超宽带拼装式天线罩设计方法

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现代雷达 2024年第2期46卷 155-159页

作者：杨飞龙朱金彪刘玉泉汤洪彪潘洁中国科学院空天信息创新研究院北京100094 西北工业大学电子信息学院陕西西安710072

针对特定布局的P波段到Ka波段的多波段合成孔径雷达天线的复杂构型,提出了一种大型超宽带拼装式天线罩的设计方法,能够满足多个不同频段天线大倾角内入射的宽频段高效透波。根据多波段合成孔径雷达天线的不同分布位置和频段,设计相应的... 详细信息

针对特定布局的P波段到Ka波段的多波段合成孔径雷达天线的复杂构型,提出了一种大型超宽带拼装式天线罩的设计方法,能够满足多个不同频段天线大倾角内入射的宽频段高效透波。根据多波段合成孔径雷达天线的不同分布位置和频段,设计相应的不同介电常数组合的多层天线罩结构作为透波区域,并将其拼装为完整的大型天线罩构型。针对原定布局的多波段合成孔径雷达天线在相应工作状态下进行激励,对根据该方法制造的天线罩的透射系数进行测试,结果表明天线罩能够在超宽频带内高效透波,满足实际要求,实现了该布局下的多波段合成孔径雷达天线的大型超宽带拼装式天线罩设计。

关键词：多波段超宽频带拼装式天线罩

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多波段共口径红外系统光机热一体化设计

仪器仪表学报 2013年第2期34卷 387-393页

作者：邵帅中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033

针对红外系统对热辐射比较敏感的特点,即除了来自系统外部的杂散热辐射会影响系统的性能,系统内部的热辐射也会降低系统的灵敏度,在研制某型号红外系统中,根据技术指标对其光学系统、机械结构以及热辐射抑制进行了详细论述和设计。系统... 详细信息

针对红外系统对热辐射比较敏感的特点,即除了来自系统外部的杂散热辐射会影响系统的性能,系统内部的热辐射也会降低系统的灵敏度,在研制某型号红外系统中,根据技术指标对其光学系统、机械结构以及热辐射抑制进行了详细论述和设计。系统口径1 000 mm,采用可见光、中波红外、长波红外3个光谱波段共用口径的光学结构,可见光波段焦距2 000 mm,目视鉴别率690 lp/mm,中波红外波段焦距为2 000 mm,长波红外波段焦距为2 000 mm。采用地平式二维转动机构以实现对成像头部组件俯仰、方位的调整,保证对目标的瞄准和跟踪。重点对系统内部杂散辐射进行了分析,包括机械内壁不同表面不同发射率对像面接收辐射能的影响,以及光机内壁不同温度不同发射率对像面接收辐射能的影响。设计了水冷循环系统制冷光机系统的温度,降低系统内部杂散辐射。测试结果表明,可见光波段焦距及目视鉴别率达到了预先设计的要求值,各红外分系统的焦距也分别到达了预先设计的要求值,所摄取的图像对比度清晰。

关键词：多波段共口径红外系统

多波段相关光子光谱分布与时间相关性测量实验研究

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光谱学与光谱分析 2016年第5期36卷 1300-1307页

作者：高冬阳李健军夏茂鹏郑小兵中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230031

基于相关光子的定标技术能够实现＂无标准传递＂绝对定标,研究相关光子的光谱辐射特性及时间相关特性对遥感器在宽波段的辐射定标具有重要意义。为满足光电探测器在宽谱段量子效率定标需求,基于相关光子的定标技术有必要从单一波段向更... 详细信息

基于相关光子的定标技术能够实现＂无标准传递＂绝对定标,研究相关光子的光谱辐射特性及时间相关特性对遥感器在宽波段的辐射定标具有重要意义。为满足光电探测器在宽谱段量子效率定标需求,基于相关光子的定标技术有必要从单一波段向更多波段扩展。根据自发参量下转换所满足的相位匹配条件,推导出相关光子在晶体内的非共线角计算公式,通过数值模拟相关光子光谱辐射角度分布规律,优化晶体相位匹配角,使得自发参量下转换产生的相关光子具有宽光谱分布,并且相关光子辐射角度与光谱波长能够一一对应。根据光谱分布数值模拟结果,建立了多波段相关光子的光谱分布和时间相关性测量实验系统,利用该系统测量了四对相关光子的光谱分布、符合计数、相关时间以及偏振特性。其中,测量的光谱分布范围为633~808nm,最大光谱分布测量偏差为1.51mm,光谱分布实验测量结果与数值模拟结果符合一致;测量了四对相关光子对的相关时间,最小相关时间为0.32ns,并在实验中观察到了＂符合三峰＂现象;相关光子单光子计数及符合计数与泵浦光的偏振方向呈正弦函数关系。实验研究表明,相关光子对具有可见光~近红外宽波段分布、时间相关及偏振特性。论文研究结果在国内外尚属首次报道,该研究结果有望应用于光电探测器在多波段的辐射定标。

关键词：相关光子多波段时间相关性偏振特性

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多波段InSAR差分滤波相位解缠方法

测绘学报 2012年第3期41卷 434-440,448页

作者：靳国旺张红敏徐青秦志远施全杰信息工程大学测绘学院河南郑州450052 中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室北京100190

依据干涉图零中频矢量滤波经验,设计了多波段InSAR干涉图的差分滤波相位解缠方法。该方法将较短波长干涉图与较长波长干涉图的解缠结果进行差分处理,以降低干涉条纹频率,提高滤波效果和相位解缠性能,从而以较长波长干涉图的解缠结果指... 详细信息

依据干涉图零中频矢量滤波经验,设计了多波段InSAR干涉图的差分滤波相位解缠方法。该方法将较短波长干涉图与较长波长干涉图的解缠结果进行差分处理,以降低干涉条纹频率,提高滤波效果和相位解缠性能,从而以较长波长干涉图的解缠结果指导较短波长干涉图的相位解缠。充分利用不同波段干涉图之间的互补相位信息,提高相位解缠的可靠性和解缠精度。采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠试验,得到了满意的解缠结果,验证了该解缠方法的有效性。

关键词：合成孔径雷达干涉测量多波段差分滤波相位解缠

多波段光谱接收与可见光成像共孔径光学系统设计

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红外与激光工程 2022年第7期51卷 248-258页

作者：彭礼威陈宇董大鹏谭勇长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

为满足对飞行目标的多维光谱探测和可见光成像需求,设计了一款基于卡塞格林望远镜结构的共孔径光学系统。系统前端由同轴两反系统组成,主镜为抛物面,次镜为双曲面,后端通过平板分光的方式由各子系统接收。在可见光成像端,利用两片柱面... 详细信息

为满足对飞行目标的多维光谱探测和可见光成像需求,设计了一款基于卡塞格林望远镜结构的共孔径光学系统。系统前端由同轴两反系统组成,主镜为抛物面,次镜为双曲面,后端通过平板分光的方式由各子系统接收。在可见光成像端,利用两片柱面镜成功解决了分光平板引起的像散问题,并通过添加反向倾斜的补偿平板,校正了分光平板引起的光轴偏移问题,可实现对距离为0.5~1.5 km、直径为0.5m的飞行目标进行可见光成像和多波段光谱接收(200~400nm、400~760nm及760~2500 nm)。成像模块各视场在奈奎斯特频率35 lp/mm处均实现了MTF>0.5,趋近于衍射受限曲线,各光谱接收模块也均满足光纤耦合要求。通过无热化设计,该共孔径系统可实现在-20~50℃温度范围内正常工作。公差分析结果表明,该系统能够满足实际加工和装调要求。

关键词：光学设计卡塞格林望远镜共孔径多波段

多波段微量TNT成像探测的数值分析和实验研究

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光子学报 2016年第5期45卷 19-25页

作者：刘灏时家明袁忠才刘洋脉冲功率激光技术国家重点实验室合肥230037

根据常规弹药最佳定向起爆要求,针对弹目交会环境,建立脉冲激光周向探测系统单次和二次扫描最佳起爆延时模型和最佳起爆方位角模型.运用Matlab对模型参量进行数值仿真,分析探测方位角、弹目间距和目标俯仰角对最佳起爆延时和起爆方位角... 详细信息

根据常规弹药最佳定向起爆要求,针对弹目交会环境,建立脉冲激光周向探测系统单次和二次扫描最佳起爆延时模型和最佳起爆方位角模型.运用Matlab对模型参量进行数值仿真,分析探测方位角、弹目间距和目标俯仰角对最佳起爆延时和起爆方位角的影响.结果表明：当激光扫描到单次目标时,最佳起爆延时随弹目之间距离的增大而增大,随探测方位角的增大先减小后增大,最佳起爆延时的变化范围在0-20ms之间;当脉冲激光周向探测系统扫描到二次目标时,在大部分时间内最佳起爆延时时间为0ms;在非零区域内,最佳起爆延时随弹目之间距离的增大而增大,随探测方位角的增大先变大后变小.

关键词：激光光学热成像多波段微量爆炸物辐射温度

多波段共孔径光学成像系统的几种实现途径(特约)

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红外与激光工程 2020年第6期49卷 270-281页

作者：邓键曲锐黄建兵苏州领锐源奕光电科技有限公司江苏苏州215216 中国科学院西安光学精密机械研究所陕西西安710119

借助微分方法,提出光学系统内的消波段间色差和波段内色差条件,建立了扩展的复消色差理论,通过对比各自波段和全波段的折射率-色差系数,进行材料配对,并迭代优化校正各类像差。由此介绍了几种多波段共孔径光学系统的实现途径和具体设计... 详细信息

借助微分方法,提出光学系统内的消波段间色差和波段内色差条件,建立了扩展的复消色差理论,通过对比各自波段和全波段的折射率-色差系数,进行材料配对,并迭代优化校正各类像差。由此介绍了几种多波段共孔径光学系统的实现途径和具体设计实例,包括:透射式结构的宽波段及多波段成像物镜光学系统;透射式结构的中波/近红外二次成像变焦系统;透射式结构的中/长波红外二次成像变焦系统;通过反求工程(Reverse Engineering)设计了AN/AAQ-33"狙击手XR"吊舱采用的中波/近红外共孔径透射式前置望远系统主光路;AN/ASQ-228 ATFLIR吊舱采用的共孔径离轴三反射式消像散前置望远系统主光路;AN/AAS-52 MTS-B吊舱采用的同轴偏视场三反前置望远系统主光路;EKV采用的同轴四反二次成像系统;拓展介绍了采用同轴折反式前置望远+后置成像结构的光路结构,包括同轴折反式中波/短波/近红外和长/中/短波红外望远系统+后置分光成像系统的设计;以及一些典型弹载光学系统共孔径或共光路的设计。

关键词：光学设计多波段共孔径折反式光学系统前置望远系统

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多波段大口径全介质高反膜的设计与制备

表面技术 2022年第4期51卷 335-341页

作者：师云云徐均琪刘政张凯锋苏俊宏袁松松刘祺西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室西安710021 西安光学精密机械研究所先进光学制造技术联合实验室西安710119 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室兰州730000

目的研究多波段全介质高反射薄膜的光谱性能、应力特性以及膜层的抗激光损伤性能,获取应力状态良好的大口径薄膜样片。方法选用TiO_(2)、SiO_(2)高低折射率材料,设计并制备500~650 nm、780~830 nm、1050~1080 nm 3波段兼容的介质高反膜... 详细信息

目的研究多波段全介质高反射薄膜的光谱性能、应力特性以及膜层的抗激光损伤性能,获取应力状态良好的大口径薄膜样片。方法选用TiO_(2)、SiO_(2)高低折射率材料,设计并制备500~650 nm、780~830 nm、1050~1080 nm 3波段兼容的介质高反膜。研究单层膜工艺参数,监控波长为560 nm,基于电场强度分布,膜系结构优化为G/(HL)^(8) H(2L)^(4)(1.4H1.4L)^(8) H2L(1.9H1.9L)^(8)1.9 H/A。在不同膜堆之间添加低折射率层来抑制虚设问题,平滑反射光谱,通过离子束辅助电子束蒸发技术在ϕ220 mm的大口径基底上成功制备出性能良好的宽波段大尺寸多层高反射薄膜。结果其反射光谱在可见光500~650 nm波段范围内,平均反射率为99.5%,峰值反射率为99.9%,最低反射率为95.1%;在780~830 nm波段内,峰值反射率为99.9%,平均反射率为99.8%,最低反射率为99.6%;在1050~1080 nm波段内,其平均反射率能够达到99.8%,峰值反射率达到99.9%,最低反射率达到99.7%。大口径薄膜样片不同位置的反射光谱一致性较高。膜层的抗激光损伤阈值为7.1 J/cm^(2),残余应力为–293.59 MPa。结论大口径薄膜样片膜厚均匀性良好,成膜致密,无起皱、龟裂、脱落等现象出现,膜层牢固性较高,具备优良的激光防护性能。

关键词：薄膜大口径多波段残余应力激光损伤阈值

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