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非球形气溶胶粒子散射相函数经验公式

光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 1-7页

作者：程晨徐青山朱琳中国科学院安徽光学精密机械研究所基础科学中心光电探测室安徽合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院安徽合肥230031

散射相函数是研究电磁波传输特性的重要参数,直接影响电磁波传输方程的简化程度和解的精度。基于电磁散射与辐射传输中的基本理论,对非球形粒子散射相函数的经验公式进行了研究。为了很好的模拟非球形粒子的后向散射峰值,提高辐射传输... 详细信息

散射相函数是研究电磁波传输特性的重要参数,直接影响电磁波传输方程的简化程度和解的精度。基于电磁散射与辐射传输中的基本理论,对非球形粒子散射相函数的经验公式进行了研究。为了很好的模拟非球形粒子的后向散射峰值,提高辐射传输方程的简化程度和解的精度,提出了一种新的相函数经验公式。分析新的相函数对非球形粒子的适用性,以单个沙尘性气溶胶为例,计算了不同形状粒子的HenyeyGreenstein*相函数和新的相函数随角度的变化,并与T矩阵法的计算结果进行了对比,发现椭球形粒子的长短轴比和有限长圆柱形粒子的径长比大于0.5时,新的相函数在大角度后向散射部分与T矩阵法的吻合程度较高。考虑波长变化,对比了尺寸谱满足对数正态分布的四种气溶胶粒子的Henyey-Greenstein*相函数和新的相函数与T矩阵法的计算结果。研究表明,对于椭球形粒子和有限长圆柱形粒子,在大角度(大于90°)后向散射部分,除了0.694时的椭球形海洋性气溶胶,新的相函数均方根差较小的占100%,证明了新的相函数可以较好的模拟非球形粒子的后向散射特征。新的相函数对准确模拟辐射传输过程具有重要意义。

关键词：非球形粒子相函数经验公式后向散射

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后向散射多传感通信中断率

应用科学学报 2016年第3期34卷 293-301页

作者：鄢婷婷胡圣波施燕峰宋小伟贵州师范大学智能信息处理研究所贵阳550001 贵州省教育厅射频识别与传感网络工程中心贵阳550001

中断率是分析无线多传感后向散射通信系统的重要指标.针对后向散射多传感系统中的中断问题,基于经典的后向散射多传感通信模型,给出了对数正态阴影信道下中断率的闭式解.应用蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真和数值积分的方法,分析了影响后向... 详细信息

中断率是分析无线多传感后向散射通信系统的重要指标.针对后向散射多传感系统中的中断问题,基于经典的后向散射多传感通信模型,给出了对数正态阴影信道下中断率的闭式解.应用蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真和数值积分的方法,分析了影响后向散射多传感通信系统中断率的相关因子.结果表明,蒙特卡罗仿真与数值积分具有很好的一致性,中断率的数值分析误差小于1.481%.同时,随着信号干扰加噪声比SINR门限值的增加,中断率也增加;如果SINR门限值过大,传感器间相互干扰影响很大;反之,如果SINR门限值过小,传感器间相互干扰影响很小,为后向散射多传感系统的可靠性分析和设计提供了参考.

关键词：信干噪比中断率闭式解后向散射

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基于时间调制技术的可重构后向散射通信系统

电子与信息学报 2024年

作者：倪刚陈瑞华贺冲金荣洪上海交通大学电子信息与电气工程学院

近年来，时间调制阵列因其优越的矢量调控性能受到广泛关注。基于时间调制方法，该文提出一种可重构后向散射通信系统。该系统中后向散射节点将多类数字调制符号映射至控制信号波形的谐波分量中，以该波形控制后向散射节点对基站端来波... 详细信息

近年来，时间调制阵列因其优越的矢量调控性能受到广泛关注。基于时间调制方法，该文提出一种可重构后向散射通信系统。该系统中后向散射节点将多类数字调制符号映射至控制信号波形的谐波分量中，以该波形控制后向散射节点对基站端来波的散射与吸收态；接收机采样后向散射信号并提取控制信号波形后，通过傅里叶变换计算谐波分量并恢复后向散射节点发射的数字调制符号。仿真结果验证了几种谐波解调方法的性能及与理论值的一致性。基于幅度、相位键控及正交振幅调制的可重构后向散射传输实验验证了所提系统和方法的可行性。相比较而言，该后向散射通信系统具有功耗低、结构简单、多类数字调制方式可重构的特点。

关键词：时间调制后向散射可重构数字调制谐波分量傅里叶变换

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多发多收周视激光引信时刻鉴别方法

兵工学报 2023年

作者：查冰婷徐光博秦建新张合南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室

难以区分后向散射信号和目标回波信号是影响引信探测精度的重要因素。此外，当回波信号处于饱和状态时常规时刻鉴别电路失效。根据烟尘环境下激光探测回波信号的特点，提出一种基于多发多收激光引信的全波形采样时刻鉴别算法，以有效提... 详细信息

难以区分后向散射信号和目标回波信号是影响引信探测精度的重要因素。此外，当回波信号处于饱和状态时常规时刻鉴别电路失效。根据烟尘环境下激光探测回波信号的特点，提出一种基于多发多收激光引信的全波形采样时刻鉴别算法，以有效提取目标回波信号，并完成激光测距计时终点的选择。为抑制噪声干扰并且保留原始回波信号的主要波形特征，对回波信号进行滤波和阈值截取的预处理，并在预处理后信号的基础上采用特征提取法，以特征信号的形状特征代替原始回波信号的形状特征。为验证算法的可行性，针对激光探测中三类回波信号进行试验。试验结果表明：新算法能够有效识别出三类回波信号，并针对不同的回波信号计算最佳回波返回时刻，有效提高了时刻鉴别的精度。

关键词：激光引信激光探测后向散射全波形采样特征提取

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线性调频脉冲激光引信烟雾回波特性

光电子·激光 2024年

作者：丁星梁超张向荣张雪霞牛兰杰中国电子科技集团公司第十一研究所激光重点实验室中国兵器工业集团二一二研究所引信动态特性国防科技重点实验室西安电子科技大学人工智能学院

为了提高激光引信对烟雾环境适应的能力，研究了线性调频脉冲激光引信的烟雾回波特性。通过对蒙特卡洛算法进行计算速度优化建立了烟雾中激光散射模型，研究了烟雾后向散射波形变化规律和影响探测性能的因素。结果表明：线性调频脉冲在... 详细信息

为了提高激光引信对烟雾环境适应的能力，研究了线性调频脉冲激光引信的烟雾回波特性。通过对蒙特卡洛算法进行计算速度优化建立了烟雾中激光散射模型，研究了烟雾后向散射波形变化规律和影响探测性能的因素。结果表明：线性调频脉冲在烟雾中的回波信号由烟雾低频、烟雾高频、目标信号三种叠加而成。当烟雾浓度1.4 mg/m3时，目标信号完全被衰减。虽然烟雾低频对目标信号检测影响不大，但是当烟雾浓度大于1.2 mg/m3时，烟雾高频和目标信号频谱混叠导致激光引信产生虚警信号。与传统脉冲激光相比线性调频脉冲激光可以适应更高浓度烟雾，并且带宽越宽抗烟雾干扰能力越强。该研究结果对线性调频脉冲激光引信的设计和信号处理具有重要支撑。

关键词：线性调频脉冲激光引信后向散射激光测距

后向散射法测量蒸汽参数的CCD相机接收角优化

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激光与红外 2018年第4期48卷 420-424页

作者：黄竹青唐振洲黄章俊周凌罗赟长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 湘潭大学湖南湘潭411105

为了揭示汽轮机内湿蒸汽的具体参数和实现汽轮机湿蒸汽参数的有效测量,对基于后向散射法及联合CCD相机成像的湿蒸汽参数测量模型,提出了新的CCD相机接收角度,分析了不同散射角度对散射比的影响。结果表明,当散射光接收角度为后向7°时,... 详细信息

为了揭示汽轮机内湿蒸汽的具体参数和实现汽轮机湿蒸汽参数的有效测量,对基于后向散射法及联合CCD相机成像的湿蒸汽参数测量模型,提出了新的CCD相机接收角度,分析了不同散射角度对散射比的影响。结果表明,当散射光接收角度为后向7°时,可获取到最佳的散射比,此时信噪比最强,为最合适的接收角度。通过对后向7°角的散射光强在不同尺度分布参数K、水滴群的质量中间半径r_(0.5)、水滴数密度N下所呈现的变化规律进行分析验证,结果表明后向7°角的散射光强变化趋势与理论变化相吻合,从而为后向散射法测量湿蒸汽参数的研究提供依据。

关键词：后向散射湿蒸汽接收角度优化

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水下高重频激光测距系统设计与实现

激光与红外 2023年第12期53卷 1834-1839页

作者：丁元昊梁善永宗思光中国人民解放军91428部队湖北武汉430033

高重频水下激光测量系统可实现对水下小目标高精度探测,是实现海底地形地貌测绘、无人潜航器避障的基础。为实现对水下渔网、三角锥等弱小目标的高精度探测,设计了一款小体积、高精度的高重频水下激光测距软硬件系统。通过对APD的实时... 详细信息

高重频水下激光测量系统可实现对水下小目标高精度探测,是实现海底地形地貌测绘、无人潜航器避障的基础。为实现对水下渔网、三角锥等弱小目标的高精度探测,设计了一款小体积、高精度的高重频水下激光测距软硬件系统。通过对APD的实时信号响应能力、光谱灵敏度等重要性能参数的研究,设计并实现了基于SAE500VSM光电探测器的高增益激光接收硬件电路。开展了水下不同距离的激光测距探测实验,结果表明,高重频激光测距系统能够对水中小目标进行有效探测,探测精度为15cm。

关键词：激光探测水下测量光电二极管后向散射

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干涉合成孔径雷达监测湿地水位研究综述

应用生态学报 2020年第8期31卷 2841-2848页

作者：陈月庆武黎黎章光新乔斯佳信阳师范学院地理科学学院/河南省水土环境污染协同防治重点实验室河南信阳464000 中国科学院东北地理与农业生态研究所长春130102

湿地水位是表征湿地水文情势的重要指标,干涉合成孔径雷达(InSAR)监测湿地水位具有空间分辨率高、精度高、成本低和效益好等突出优势。本文简要介绍了InSAR监测湿地水位的先决条件,系统阐述了InSAR监测湿地水位技术的类型及其优缺点,重... 详细信息

湿地水位是表征湿地水文情势的重要指标,干涉合成孔径雷达(InSAR)监测湿地水位具有空间分辨率高、精度高、成本低和效益好等突出优势。本文简要介绍了InSAR监测湿地水位的先决条件,系统阐述了InSAR监测湿地水位技术的类型及其优缺点,重点探讨了InSAR监测湿地水位的影响因素。InSAR监测湿地水位须满足三大前提条件:1)存在非淹没水生植被;2)主要后向散射机制为双回波散射;3)干涉相干性超过一定的阈值。目前,该水位监测技术已从传统的InSAR技术发展到STBAS、MM和DSI等改进的InSAR技术,已由监测相对水位变化发展到监测绝对水位和水深时间序列。InSAR监测湿地水位的影响因素包括合成孔径雷达(SAR)的工作参数和湿地本身的特性。最后,指出该领域未来亟待加强的研究方向为:探讨该水位监测技术应用于更多具有不同后向散射特性及干涉相干性特征的其他生态区的潜力;开发多传感器、多轨道、多波段、多极化和多时相的InSAR新算法;引入新的SAR数据源;加强InSAR监测湿地水位的"副产品",如湿地水文连通性、流向和流态等研究。

关键词：干涉合成孔径雷达后向散射干涉相干性湿地水位水文连通性

基于FDTD方法的颗粒细胞后向散射特征仿真及激光自混合干涉效应的研究

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基于FDTD方法的颗粒细胞后向散射特征仿真及激光自混合干涉效应的...

作者：李嘉玮北京工业大学

学位级别：硕士

细胞是构成生命体的基本单位,人体细胞检测在生命科学和临床医学领域内都是十分重要的分析手段,例如疾病的病理研究、诊断以及治疗等工作都需要对细胞进行准确的分析监测。细胞散射特征分析是一种非常重要的细胞检测手段,但是目前针对... 详细信息

细胞是构成生命体的基本单位,人体细胞检测在生命科学和临床医学领域内都是十分重要的分析手段,例如疾病的病理研究、诊断以及治疗等工作都需要对细胞进行准确的分析监测。细胞散射特征分析是一种非常重要的细胞检测手段,但是目前针对细胞散射的研究主要还是集中于细胞前向散射和侧向散射,而针对细胞后向散射特征的研究还很有限。另一方面,传统的流式细胞检测系统存在体积大、价格昂贵以及需要对细胞进行荧光标记等缺点,限制了其继续发展。而激光自混合干涉测量法(Self-Mixing Interferometry,SMI)作为一种新型激光外差技术具有成本低、体积小、结构简单、自对准、分辨率高等优点,非常适合和微流控芯片结合实现小型化、集成化的新型流式细胞测试系统。针对以上问题,本课题对细胞、微粒的后向散射行为进行数值模拟,并且将激光自混合干涉技术与微流控芯片、高速相机相结合,设计了一套新型的单细胞综合探测系统,实现了单细胞(颗粒)激光自混合干涉信号与实时后向散射特征的同步观测并进行分析,探索了不同尺寸种类颗粒及细胞的自混合信号特征及后向散射光斑特征变化规律,为细胞的无损检测提供了一种新思路。本课题的主要内容包含以下几点:1.为了探究后向散射光环与待测物特征之间的关系,本文利用时域有限差分(FDTD)方法结合FDTD Solutions软件模拟并分析不同细胞颗粒后向散射光场分布特征,并通过相机拍摄颗粒的后向散射光环对仿真结果进行验证。通过散射光环研究待测物的信息,结果表明待测物尺寸越大,其后向散射光环数量越多,并且散射光强越大。2.为了更好地研究激光自混合干涉信号与待测物尺寸之间的关系,本文从激光自混合干涉原理出发,提出了频率调制(FM)和强度调制(AM)两种模型,并在后续实验中进行验证,并发现:在颗粒尺寸远小于光斑尺寸时得到的自混合干涉信号是由频率调制机制决定的;而颗粒尺寸大于或与光斑尺寸接近时得到的自混合干涉信号为强度调制影响。3.为了研究颗粒(细胞)后向散射光环中包含的信息以及探究后向散射光环和自混合干涉信号之间的联系,本文搭建了一套基于532nm激光自混合干涉探测系统。利用多种数据处理方法构建出时域-频域-相位域的多角度信号特征表征系统,实现更精确的颗粒尺寸测量。其次通过高速相机拍摄颗粒流过探测区域时的动态散射光环,讨论了后向散射光环特征与颗粒尺寸,自混合干涉信号特征三者之间的联系机制。最后对细胞以及外泌体分别进行测试实验,首次成功实现外泌体尺寸的准确测量。

关键词：激光自混合干涉细胞探测后向散射时域有限差分(FDTD)