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延迟线位置偏差对太赫兹时域光谱系统的测量不确定度影响分析

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光谱学与光谱分析 2018年第11期38卷 3379-3384页

作者：董海龙汪家春赵大鹏陈宗胜刘瑞煌时家明国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230000

太赫兹时域光谱技术可以快速准确地提取材料在太赫兹波段的光学常数。然而,其各组成部分在控制精度、响应误差、系统噪音以及实验操作、数据处理等方面的误差,将影响系统对材料光学常数提取的准确性。基于透射式太赫兹时域光谱系统的测... 详细信息

太赫兹时域光谱技术可以快速准确地提取材料在太赫兹波段的光学常数。然而,其各组成部分在控制精度、响应误差、系统噪音以及实验操作、数据处理等方面的误差,将影响系统对材料光学常数提取的准确性。基于透射式太赫兹时域光谱系统的测量原理,分析了系统延迟线位置偏差对提取材料复折射率准确度的影响,建立了误差在样品测量过程中的传递模型,并利用MATLAB仿真了误差对提取样品复折射率影响。结果表明,样品折射率和消光系数的不确定度受到了系统延迟线位置偏差的影响,且系统延迟线位置偏差越大,样品的复折射率提取的不确定度也就越大。同时,相比消光系数,延迟线位置的偏差对样品折射率的不确定度具有更大的影响。该模型具有一定的实际意义和理论参考价值,可分析系统延迟线位置偏差对太赫兹时域光谱系统提取材料光学常数不确定度的影响,为优化太赫兹时域光谱系统提供理论指导。

关键词：太赫兹时域光谱系统复折射率延迟线位置偏差测量不

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基于双通道的快速低空无人机检测识别方法

光学学报 2019年第12期39卷 97-107页

作者：马旗朱斌程正东张杨国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室

以YOLOv3的架构为基础,提出了一种基于双通道的快速低空无人机检测识别方法(Dual-YOLOv3)。该方法将红外与可见光的无人机图像同时输入到深度残差网络中进行特征提取,对所提取的特征图进行融合以增强特征的表达能力,利用多尺度预测网络... 详细信息

以YOLOv3的架构为基础,提出了一种基于双通道的快速低空无人机检测识别方法(Dual-YOLOv3)。该方法将红外与可见光的无人机图像同时输入到深度残差网络中进行特征提取,对所提取的特征图进行融合以增强特征的表达能力,利用多尺度预测网络对无人机目标进行类别判断和位置回归,得到检测识别结果。在真实采集的双波段无人机数据集上进行对比实验,结果表明,采用平均融合的Dual-YOLOv3-D在mAP(mean of average precision)上较单一数据源的YOLOv3提升了约6.1%,检测速度约为27 s-1。

关键词：图像处理双通道卷积神经网络低空无人机特征融合目标检测

运动目标激光微多普勒效应平动补偿和微动参数估计

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物理学报 2018年第15期67卷 286-297页

作者：郭力仁胡以华董骁李敏乐国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室合肥230037

利用激光探测微多普勒效应可以精确估计微动参数,有利于实现目标的准确分类和精细识别.运动目标的微多普勒效应是一种由多项式相位信号模型与正弦调频模型组成的混合信号.对于这类混合信号中的微动参数估计目前还未提出有效的方法.对此... 详细信息

利用激光探测微多普勒效应可以精确估计微动参数,有利于实现目标的准确分类和精细识别.运动目标的微多普勒效应是一种由多项式相位信号模型与正弦调频模型组成的混合信号.对于这类混合信号中的微动参数估计目前还未提出有效的方法.对此,本文提出一种基于分数阶傅里叶变换(Fr FT)的平动补偿方法,通过设计对Fr FT参数域的带宽搜索方法,可以从混合信号中精确估计平动参数,实现平动和微动的分离;通过设计静态参数粒子滤波器,从补偿后的信号中准确估计了微动参数;针对静态参数模型,采用马尔可夫-蒙特卡罗方法增加粒子多样性,并利用累积残差定义新的粒子权重计算函数,保证了算法在对多维参数估计时的快速有效收敛,避免了参数分别估计时误差传递的影响.通过仿真分析对比和实验数据,验证了本文所提补偿和参数估计算法的有效性.

关键词：激光微多普勒效应分数阶傅里叶变换粒子滤波平动补偿

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高对比度目标的电磁逆散射超分辨成像

物理学报 2018年第14期67卷 127-138页

作者：范启蒙尹成友国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光国家重点实验室合肥230037

提出了一种适用于高对比度目标的超分辨成像方法,通过结合对比度源反演方法与基于轨道角动量的超分辨技术,实现对高对比度目标的超分辨成像.首先采用基于轨道角动量的成像方法求解出对比度函数,将其作为对比度源反演方法的迭代初值,虽... 详细信息

提出了一种适用于高对比度目标的超分辨成像方法,通过结合对比度源反演方法与基于轨道角动量的超分辨技术,实现对高对比度目标的超分辨成像.首先采用基于轨道角动量的成像方法求解出对比度函数,将其作为对比度源反演方法的迭代初值,虽然初值结果与实际目标相差较大,但是由于初值中已经包含了关于目标的倏逝波信息,再利用这个初值开始迭代便可以得到超分辨重建结果,这种方法具有一定的抗噪声能力.本文研究表明,为了实现超分辨成像,一方面需要将目标对应的倏逝波信息转化到测量数据中,另一方面还要保证成像算法能够充分利用这些信息.本文所引申出的关于超分辨信息的概念对于逆散射超分辨成像的研究具有一定的借鉴意义.

关键词：逆散射超分辨轨道角动量电磁成像

基于最大似然的单通道交叠激光微多普勒信号参数分离估计

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物理学报 2018年第11期67卷 127-141页

作者：郭力仁胡以华王云鹏徐世龙国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室合肥230037 国防科技大学电子对抗学院电子制约技术安徽省重点实验室合肥230037

利用激光对目标微弱振动进行探测有利于获得明显的微多普勒效应,这为精确估计目标微动特征参数,实现对目标的分类和精细识别提供了可能.但对于多散射点或多目标激光探测,信号为单通道多分量微动混合的形式,而且补偿目标主体运动后,数值... 详细信息

利用激光对目标微弱振动进行探测有利于获得明显的微多普勒效应,这为精确估计目标微动特征参数,实现对目标的分类和精细识别提供了可能.但对于多散射点或多目标激光探测,信号为单通道多分量微动混合的形式,而且补偿目标主体运动后,数值上相近的微动参数还会导致信号在时频域存在严重的交叠.为从这类混合信号中精确估计各分量的微动参数,本文提出了基于最大似然框架的参数分离估计方法.利用精细化扫描的奇异值比谱法从混合信号中获得目标微动频率,并得到各分量的幅值比信息.推导了微动参数最大似然估计的解析表达形式,根据激光微多普勒信号的特点从频谱能量分布的角度重新设计了似然函数,解决了传统似然函数在激光微动信号中出现的高度非线性问题,降低了初始化的要求,提高了抗噪性能,并采用马尔可夫-蒙特卡罗方法具体实现了参数的估计.在微动参数得到估计的基础上给出了信号的幅值和初相的估计方法.用本文方法对仿真和实验数据进行处理,得到了接近克拉美罗下界的估计结果,验证了方法的有效性.与传统非参数化估计方法的对比结果体现了所提方法对混合微动参数精确估计上的优势.

关键词：激光微多普勒参数估计最大似然估计奇异值比谱

Tetrolet域uHMT结构先验与Turbo均衡的压缩成像

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光学精密工程 2018年第7期26卷 1766-1773页

作者：杨星国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥200037

基于Tetrolet变换系数的尺度间传递特性与按指数衰减特性,本文构建了一种Tetrolet域通用隐马尔科夫树结构稀疏先验模型,把Tetrolet变换系数的统计分布表示成二值高斯混合形式作为先验信息,并采用因子图方法估计后验状态概率。为了解决... 详细信息

基于Tetrolet变换系数的尺度间传递特性与按指数衰减特性,本文构建了一种Tetrolet域通用隐马尔科夫树结构稀疏先验模型,把Tetrolet变换系数的统计分布表示成二值高斯混合形式作为先验信息,并采用因子图方法估计后验状态概率。为了解决在有环路的因子图中消息不能稳定收敛的问题,利用Turbo均衡方法把压缩采样和结构先验部分分割成两个子图,分别进行状态估计并相互交换消息。最后依据最小均方误差准则估计得到重构图像,对128×128的测试图像重构的归一化均方误差可达-20.97dB,运行时间为45.24s。实验结果表明该算法在重构质量和运行速度上优于小波域隐马尔科夫树模型的各类算法。

关键词： Tetrolet变换通用隐马尔科夫树 Turbo均衡消息传递压缩成像

基于Marcum Q函数的星间激光通信动态束腰控制

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光学学报 2018年第9期38卷 93-99页

作者：宛雄丰郝士琦张岱赵青松唐进迎徐晨露国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037

针对星间激光通信受瞄准误差影响较为严重的问题,提出了一种基于Marcum Q函数表示法的动态束腰控制方案。在不需要采取任何近似的情况下,利用Marcum Q函数给出了计算瞬时信道状态的闭合解析式,并建立了优化模型,通过模型求解,得到在已... 详细信息

针对星间激光通信受瞄准误差影响较为严重的问题,提出了一种基于Marcum Q函数表示法的动态束腰控制方案。在不需要采取任何近似的情况下,利用Marcum Q函数给出了计算瞬时信道状态的闭合解析式,并建立了优化模型,通过模型求解,得到在已知瞬时瞄准误差角时的最优光束束腰半径的简单代数表达式,并给出了相应的动态束腰控制方案,该方案可有效抑制瞄准误差的影响。数值计算结果表明,采用动态束腰控制方案的系统性能要明显优于采用固定束腰控制方案的系统性能,且所提方案在系统误码率和中断概率性能上较传统动态束腰控制方案有一定的提升。

关键词：光通信自由空间光通信瞄准误差 Marcum Q函数误码率中断概率

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组合激光辐照单晶硅的热作用数值分析

红外与激光工程 2018年第11期47卷 84-91页

作者：张明鑫聂劲松孙可韩敏国防科技大学电子对抗学院脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037

利用有限元法对组合激光辐照单晶硅的温度及应力场进行了数值分析,在组合激光与连续激光平均功率密度相同的前提条件下比较了组合激光和连续激光分别作用于单晶硅的损伤效果。计算结果表明,组合激光与连续激光相比更有利于实现对单晶硅... 详细信息

利用有限元法对组合激光辐照单晶硅的温度及应力场进行了数值分析,在组合激光与连续激光平均功率密度相同的前提条件下比较了组合激光和连续激光分别作用于单晶硅的损伤效果。计算结果表明,组合激光与连续激光相比更有利于实现对单晶硅的热损伤;组合激光作用下单晶硅内部的Von Mises应力、轴向应力和环向应力比在连续激光作用下要大,组合激光对单晶硅的损伤比连续激光更强。

关键词：组合激光激光损伤数值分析单晶硅

基于粒子滤波的高阶运动目标激光探测微动参数估计

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光学学报 2018年第9期38卷 215-221页

作者：郭力仁胡以华王云鹏徐世龙脉冲功率激光技术国家重点实验室(国防科技大学电子对抗学院) 安徽合肥230037

为精确估计高阶运动状态下的目标微动参数,实现目标精细识别,提出一种基于相位信息的分离估计方法。通过对解卷绕得到的真实相位进行求导,消除信号中的多项式相位信号项,实现目标运动和微动分量的分离。针对包含多维微动参数的正弦调频... 详细信息

为精确估计高阶运动状态下的目标微动参数,实现目标精细识别,提出一种基于相位信息的分离估计方法。通过对解卷绕得到的真实相位进行求导,消除信号中的多项式相位信号项,实现目标运动和微动分量的分离。针对包含多维微动参数的正弦调频项,提出改进的粒子滤波静态参数估计方法,通过设计自适应方差法和变化粒子数提升了算法效率,通过设计累积残差作为观测概率密度函数,实现了对非线性模型中多维参数的同时估计。仿真和实验分析验证了算法的有效性和必要性。算法通过对相位进行处理降低了原始信号的非线性程度,减少了计算量,具有较强的抗噪性能。基于粒子滤波的微动参数估计方法减少了估计流程,避免了误差传递效应,提高了估计精度。

关键词：测量相干激光探测微多普勒效应粒子滤波参数估计