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毫米波目标辐射特性建模与实验研究

毫米波目标辐射特性建模与实验研究

作者：高远南京理工大学

学位级别：硕士

随着信息技术的快速发展,毫米波探测和识别技术在军用和民用领域发挥着重要的作用,尤其以军事背景中的金属目标探测应用最为广泛。红外和可见光探测技术易受天气和环境的影响,而使用微波雷达检测方法可以有效的克服这些不足,其中被动式... 详细信息

随着信息技术的快速发展,毫米波探测和识别技术在军用和民用领域发挥着重要的作用,尤其以军事背景中的金属目标探测应用最为广泛。红外和可见光探测技术易受天气和环境的影响,而使用微波雷达检测方法可以有效的克服这些不足,其中被动式毫米波辐射计具有隐蔽性好、体积小、功耗低等优势,应用前景广泛。利用不同目标在典型背景下的毫米波辐射特性差异明显这一特点,同时针对部分目标的辐射特性数据缺乏的问题,对目标辐射特性建模展开深入研究,并实地采集丰富的数据用来支持理论,并为以后研究提供数据参考。本文主要研究工作如下:(1)系统地介绍微波辐射测量技术、毫米波辐射计系统工作的基本原理,根据毫米波在媒质中的传递特性,仿真并验证了3mm和8mm波段下天空辐射特性模型,在此基础上分析了金属目标的辐射特性,并在校内和校外测试场进行金属目标辐射特性数据的采集与分析,为下文的研究奠定基础。(2)为了从不同的背景中有效地区分目标,研究了典型地物背景的毫米波辐射特性,包括水面、土壤、植被土地等,对这些背景的相对复介电常数、反射率、辐射温度进行深入研究,在计算仿真的基础上,使用毫米波辐射计在微波辐射特性测试场进行地物背景的辐射特性数据采集,并处理分析所测数据,丰富了地物背景的辐射特性数据库。(3)将毫米波辐射测量技术与实际应用相结合,实现水环境的监测。根据天空、水面、植被、金属等物体的辐射特性模型,利用水面目标和水面的辐射特性差异对目标进行探测。在武汉东湖水域进行实际场景下理论模型的验证,并采集分析了多种目标的辐射特性数据。理论和实验表明:毫米波辐射测量技术可以有效地完成水环境监测。研究典型目标和地物背景的毫米波辐射特性为实验提供了科学的理论依据,实验数据采集和分析有效地验证了模型的正确性,为进一步利用毫米波辐射测量技术对目标进行辐射特性研究和成像提供有效的理论和数据支撑。

关键词：毫米波辐射特性金属目标地物背景水环境监测

埋藏金属的无源毫米波穿透特性与图像处理研究

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埋藏金属的无源毫米波穿透特性与图像处理研究

作者：史强南京理工大学

学位级别：硕士

毫米波可以穿透物体比如沙土探测到埋藏在里面的目标尤其是金属目标,并且无源毫米波探测系统的优点在于隐蔽性好、体积小、功耗低,可以全天时全天候的工作,所以应用前景巨大,被广泛使用在卫星遥感、环境污染物检测、安全检查、军事隐藏... 详细信息

毫米波可以穿透物体比如沙土探测到埋藏在里面的目标尤其是金属目标,并且无源毫米波探测系统的优点在于隐蔽性好、体积小、功耗低,可以全天时全天候的工作,所以应用前景巨大,被广泛使用在卫星遥感、环境污染物检测、安全检查、军事隐藏与探测等领域。在毫米波单片前端等高新技术的推动下,毫米波被动探测和无源成像技术都在快速发展,这都是利用物体的毫米波辐射特性差异来实现的。现阶段对金属目标隐蔽探测的实现以及穿透成像还有很大的研究空间,同时典型地物的双极化辐射特性数据也有待补充,基于这些问题,本文研究工作如下:（1）建立了平面及立体金属目标的毫米波辐射模型,仿真了平面金属板的辐射温度与探测角度的关系,并探测了不同面积的圆形及椭圆形金属平面的辐射特性,对比分析得到有关结论;使用辐射计对浅埋在沙土中的金属平面目标进行成像,探究毫米波成像技术的分辨效果。（2）与光学图像相比,由于毫米波的波长较长故图像的分辨率不高,针对这个问题,本文采用经典的滤波与图像增强算法对毫米波图像进行滤波降噪与增强,并分析处理效果;提出采用基于主动轮廓模型的边缘提取算法对图像的边缘信息进行提取,并与传统的边缘检测算子进行分析比较;对目标区域的特征进行了分析,对比成像结果与实际目标相对位置、大小并分析造成误差的原因。（3）针对目前典型地物目标的毫米波双极化辐射特性数据库还不完善的问题,使用双通道辐射计开展外场实验,获取天空、水面、植被土地和路面的双极化辐射特性,丰富双极化辐射特性数据库;分析了瓷砖和沙土厚度与发射率的关系,对求解有效反射率的方法进行了仿真,并在外场对瓷砖、玻璃和沙土的穿透特性进行了实测,为隐蔽探测的实现提供了数据支持。辐射计对地探测穿透厚度有限,而对空探测可以将“冷空”利用起来得到较大的穿透厚度,可以将被动探测系统埋于地下实现隐蔽探测,为进一步实际地空应用研究提供了理论与数据支持。

关键词：毫米波辐射计金属目标穿透深度辐射图像图像处理

抑制金属表面耀光的偏振双目视觉三维成像研究

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抑制金属表面耀光的偏振双目视觉三维成像研究

作者：刘晓刚南京理工大学

学位级别：硕士

金属目标由于其特殊的表面光学特性成为三维成像的难点。表面光滑高反光的金属目标会产生耀光,这种耀光经常造成目标表面数据的缺失。为了提高此类目标的三维成像精度和细节,本文研究了一种结合偏振的双目立体视觉三维成像技术。本文首... 详细信息

金属目标由于其特殊的表面光学特性成为三维成像的难点。表面光滑高反光的金属目标会产生耀光,这种耀光经常造成目标表面数据的缺失。为了提高此类目标的三维成像精度和细节,本文研究了一种结合偏振的双目立体视觉三维成像技术。本文首先从双目立体视觉出发,分析了传统双目视觉面对金属目标成像时的不足。引入了随机散斑点阵结构光,用于产生特征点辅助成像,并基于此完善了偏振双目成像系统和用于计算视差的特征点匹配算法。用漫反射目标和金属目标分别进行成像,比较了两者的成像精度。结果表明影响金属成像的主要因素是镜面反射光过强。又从金属反射光偏振特性出发,理论上分析了金属表面耀光和部分偏振光成因,提出利用偏振片削弱反射光强从而抑制耀光。在实验中利用单偏振点云融合和正交偏振图像融合两种方法来进行金属目标的三维成像。还研究了基于偏振态信息的金属表面三维成像方法,并利用matlab程序实现了偏振态、天顶角等参量的计算算法,模拟了基于这些参量的简单表面三维成像。实验结果表明镜面反射产生的金属表面耀光导致三维点云的离散程度急剧增加,在1m工作距离时平面点云标准差从1.04mm变为2.95mm,散斑点的识别率只有37.53%。而高耀光时偏振双目成像的标准差为2.31mm,平均差为1.78mm,拟合平面与实际平面位置绝对误差小于1mm,点识别率达到77.48%。可见偏振图像融合方法在高耀光时具有良好的耀光抑制作用,能够提高金属目标的三维成像精度和细节。但该方法不适合低耀光成像。基于偏振态信息的三维成像理论上适合低耀光的近距离成像,亦有局限性,对光源要求高。

关键词：金属目标三维成像耀光双目视觉激光散斑偏振成像

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一种新型反装甲弹敏感弹

现代兵器 1982年第9期 1-9页

作者：秦新焜

敏感弹是七十年代以来国外发展较快的一种新型反装甲弹,它界于制导弹丸与普通弹丸之间,主要用于对付敌人的集群坦克和装甲目标,战斗距离可达十多公里以至二十多公里。这种弹是在炮兵常规技术的基础上,引入

关键词：地面背景威力战斗部被动式弹丸整体扫描弹头极高频毫米波金属目标天线波束

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被动式毫米波引信及其引战配合

现代引信 1985年第6期 21-27页

作者：李兴国

本文提出一种新型的无线电引信——被动式毫米波引信。文中详细推导了引信信号的数学模型及对应的波型。根据信号波型论证了这种新型引信解决引战配合的优越性。最后,探讨了它在对地、对舰及对空三种引信上应用的可能性。

关键词：被动式 TT 毫米波段金属目标引战配合天线波束毫米波引信云层引信天线天线温度

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科苑集粹

探秘(科学课) 2001年第Z2期 23-88+95页

美国斯坦福大学的研究人员研究发现,大家有一套非常复杂的“地震交流系统”,即通过地震波将信息传递给远方的同类,其主要方式是跺脚或用嘴发出隆隆的声音,从而使地面产生震动。早期对大象的研究表明,大象能发出20赫兹的低频隆隆声,这... 详细信息

美国斯坦福大学的研究人员研究发现,大家有一套非常复杂的“地震交流系统”,即通过地震波将信息传递给远方的同类,其主要方式是跺脚或用嘴发出隆隆的声音,从而使地面产生震动。早期对大象的研究表明,大象能发出20赫兹的低频隆隆声,这种声音在理想的条件下通过空气传播到6英里以外。随后的研究发现,这些隆隆声能使地面产生震动,这种震动能传播得更远。佯装进攻的大象通过跺脚和扇动耳朵也能产生这种震动,这是动物在觉察到危险时采用的一种防卫机制。研究人员通过数学模型估计出大象发出的地震信号能在地下传播10至20英里。

关键词：地球时小行星小学自然教学碳纳米管化学键涂层尿素纳米材料兵马俑金属目标美国斯坦福大学三棱镜放射性元素大巴山自然保护区

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彗星可能是地球的生命之源

科学大观园 2006年第4期 15-16页

作者：胡菲

生命是如何在地球上开始起源的,一直都是科学界的一个难解之谜。虽然科学家们提出了各种各样的假设,但都没有绝对令人信服的证据来证明这些假说的可靠性。一般地说来,生命的起源存在着宗教与科学两种方面的解释。宗教方面的,最著名的莫... 详细信息

生命是如何在地球上开始起源的,一直都是科学界的一个难解之谜。虽然科学家们提出了各种各样的假设,但都没有绝对令人信服的证据来证明这些假说的可靠性。一般地说来,生命的起源存在着宗教与科学两种方面的解释。宗教方面的,最著名的莫过于基督教的上帝造人的传说。据

关键词：地外生命氨基酸实验室糖分子生命之源金属目标

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[坦克的“克星”] 智能末敏弹

兵器知识 2011年第7期 30-32页

作者：钟录宏郑斌刘文举

坦克素有"陆战之王"的美称,凭借猛烈的火力和坚固的装甲一直横行沙场。在地面战争中,钢铁洪流般的大规模集群坦克足以使敌方闻风丧胆,苏德的库尔斯克会战曾给无数人留下了深刻印象。随着军事科技的不断发展,如今世界各国研发和装备的新... 详细信息

坦克素有"陆战之王"的美称,凭借猛烈的火力和坚固的装甲一直横行沙场。在地面战争中,钢铁洪流般的大规模集群坦克足以使敌方闻风丧胆,苏德的库尔斯克会战曾给无数人留下了深刻印象。随着军事科技的不断发展,如今世界各国研发和装备的新一代主战坦克在防御方面又有了长足的进步,常规反坦克武器已经很难迅速有效地将其消灭。在这种形势下,就需要一种更为有效的反装甲武器。近十几年来,中国及西方少数发达国家研制出来的一种神奇武器成为集群坦克的克星,使间瞄武器能远距离攻击敌方集群装甲目标。它可以在几十。

关键词：末敏弹战斗部装甲目标红外敏感器伊拉克战争子弹主战坦克弹载计算机毫米波辐射计金属目标

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撞出火星生命

大科技(科学之谜) 2005年第7期 14-15页

作者：袁冬

地球上的生命到底是怎么来的,目前还没有统一的看法.在众多的观点中,最具代表性的有以下三种:一、特创论,认为生命是由超物质力量的神所创造,现在,可能我们绝大多数人都不会认同这一观点;二、化学进化论,认为在原始地球的条件下,无机物... 详细信息

地球上的生命到底是怎么来的,目前还没有统一的看法.在众多的观点中,最具代表性的有以下三种:一、特创论,认为生命是由超物质力量的神所创造,现在,可能我们绝大多数人都不会认同这一观点;二、化学进化论,认为在原始地球的条件下,无机物可以转变为有机物,有机物可以发展为生物大分子和多分子体系直到最后出现原始生命体.三、宇宙来源论,认为陨石或小行星撞击地球后,产生了生命起源必备的条件,带来了宇宙的胚种.

关键词：氨基酸金属目标陨石坑