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基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法

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雷达学报（中英文） 2024年第1期13卷 240-252页

作者：苏汉宁潘嘉蒙鲍庆龙郭福成胡卫东国防科技大学自动目标识别国家重点实验室长沙410073 国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室长沙410073

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样... 详细信息

间歇采样转发干扰属于一类脉内相干欺骗干扰,其运用欠采样原理,在距离维上产生多个虚假的目标峰,从而干扰真实目标的检测与跟踪。为了解决这一问题,该文提出了一种基于波形域的匹配滤波前抗间歇采样转发干扰方法。首先,考虑到间歇采样转发干扰的部分匹配特性,该文在匹配滤波过程中引入了扩展域,即波形域,以研究干扰信号与真实目标回波信号元素的局部特征,并在每个波形域上定义了自适应的阈值函数。其次,引入卡尔曼滤波对波形域信号进行状态估计,通过自适应阈值检测筛选出波形域信号中的有效积分元素与无效积分元素,并建立关于有效积分元素的估计状态空间。最后,在抑制波形域信号中的无效积分元素的同时,从有效积分元素的估计状态空间中补充相应长度的积分元素,保留剩余的有效积分元素,通过积分得到不含虚假目标的距离像结果。该文所提方法不倚赖于任何干扰机参数等先验信息,即可有效抑制间歇采样转发干扰。仿真实验表明,与传统方法相比,该文方法实现的抗间歇采样转发干扰性能更优。

关键词：波形域抗间歇采样转发干扰匹配滤波自适应

不同单体形状生物粒子凝聚体消光特性的差异分析

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光学学报 2024年第3期44卷 179-190页

作者：陈国龙顾有林胡以华孟凡昊张熙国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变,构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构,并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数,分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球... 详细信息

针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变,构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构,并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数,分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明:非球形生物粒子凝聚体在将其单体形状等效为球形时,平均质量消光系数的相对偏差绝对值在6%以内;不同单体形状生物粒子凝聚体对光的散射能力不同是消光特性存在差异的主要表现,且通常情况下单体形状越偏离球形,相对偏差越大,因此,由不同单体形状引起的消光特性的差异不应被忽略。此项工作可应用于准确评估和优化生物粒子材料的消光性能。

关键词：生物粒子材料单体形状凝聚体红外消光特性

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生物材料消光特性研究进展

中国激光 2024年第3期51卷 189-206页

作者：顾有林张熙胡以华孟凡昊陈国龙丁婉莹王思雨国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室安徽合肥230037 先进激光技术安徽省实验室安徽合肥230037 国防科技大学安徽合肥230037

生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分... 详细信息

生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质,悬浮于空气中,以烟幕的形式存在,通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点,介绍了生物材料的吸收和散射特性,概括了生物材料单粒子、单分散凝聚粒子和多分散凝聚粒子的消光特性的表征方式,分析了影响生物材料消光特性的因素,总结了生物材料消光性能的测试方法。最后,本文提出了生物材料在复杂空间结构模拟精确化、消光特性影响因素分析多元性、消光特性测试标准化方面的发展趋势,以期为新型消光材料的制备和改进等提供有益参考。

关键词：材料烟幕消光特性凝聚粒子复折射率

升空平台相对测量误差对定位精度的影响及定位算法

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 187-197页

作者：欧阳晓凤曾芳玲吕大千董天宝韩宜静国防科技大学电子对抗学院合肥230037 宇航动力学国家重点实验室西安710043

针对精准协同任务下的分布式升空平台高精度相对定位需求,基于超宽带(UWB)测距传感器研究了相对测距与定位模型,对UWB模块在非理想情况下存在的误差因素进行了推导分析,包括天线相位中心误差、测距刷新率和悬停稳定度。在此基础上对噪... 详细信息

针对精准协同任务下的分布式升空平台高精度相对定位需求,基于超宽带(UWB)测距传感器研究了相对测距与定位模型,对UWB模块在非理想情况下存在的误差因素进行了推导分析,包括天线相位中心误差、测距刷新率和悬停稳定度。在此基础上对噪声成分进行了实测分析与滤波处理:通过Allan方差辨识UWB传感器噪声,并将有色噪声模型及估计参数引入到定位算法量测更新中,通过改进扩展卡尔曼滤波算法实现了分布式升空平台相对定位。仿真结果表明:在相对测量噪声服从非高斯分布情况下,所提算法相较于传统算法位置估计精度提高约23.43%。与传统算法相比,所提算法可减少测量色噪声影响,提高卫星导航拒止环境下的相对定位精度。

关键词：升空平台相对定位误差分析超宽带传感器 Allan方差

50W量级近衍射极限980nm波段光纤激光器实验研究

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光学学报 2024年第13期44卷 171-178页

作者：曹涧秋李昭德陈毛妮刘爱民黄值河王泽锋陈金宝国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 脉冲功率激光技术国家重点实验室湖南长沙410073

基于阶跃折射率双包层掺镱光纤,实现了50 W量级近衍射极限980 nm波段光纤激光器的实验验证。光纤激光器采用主振荡功率放大(MOPA)结构。实验结果表明:仅通过提升种子光的光束质量,不足以有效提升激光器的光束质量,同带放大自发辐射(ASE... 详细信息

基于阶跃折射率双包层掺镱光纤,实现了50 W量级近衍射极限980 nm波段光纤激光器的实验验证。光纤激光器采用主振荡功率放大(MOPA)结构。实验结果表明:仅通过提升种子光的光束质量,不足以有效提升激光器的光束质量,同带放大自发辐射(ASE)也会对激光器的光束质量产生显著影响。通过优化掺镱光纤的长度,实现了同带ASE抑制的优化,在输出功率达到50 W量级的条件下,同带ASE的抑制比从16.6 dB提升到33.2 dB,输出光场的光束质量因子(M2)也由1.79提升至1.48。该实验揭示了同带ASE对于980 nm波段光纤激光器光束质量提升的影响,对于高亮度980 nm波段掺镱光纤激光器的研究具有指导意义。

关键词：光纤激光器掺镱光纤放大自发辐射光束质量

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随机噪声平板下光学复眼内外参联合标定

电子与信息学报 2024年第7期46卷 2898-2907页

作者：李东升王国嫣刘锦新范红旗李飚国防科技大学atr全国重点实验室桂林电子科技大学信息与通信学院

光学复眼在无人系统的精确定位制导、避障导航等任务中得到了越来越广泛的应用，其中光学复眼的高精度标定是保障上述任务质量的前提。通常经典的张氏棋盘格标定法要求光学复眼的每个子眼都必须观测到完整的棋盘格，然而，由于光学复眼... 详细信息

光学复眼在无人系统的精确定位制导、避障导航等任务中得到了越来越广泛的应用，其中光学复眼的高精度标定是保障上述任务质量的前提。通常经典的张氏棋盘格标定法要求光学复眼的每个子眼都必须观测到完整的棋盘格，然而，由于光学复眼结构的复杂性，在实际标定过程中难以满足这一要求。为解决张氏标定法的局限性，该文提出一种基于随机噪声平板的光学复眼内外参联合标定算法，该算法通过子眼拍摄随机噪声平板的局部信息，可简单快速地实现任意构型和子眼数量的光学复眼内外参联合标定。为了提高光学复眼标定的稳定性，设置多阈值匹配机制解决子眼视场特征点数量稀疏导致图像匹配失效的问题。同时，给出了光学复眼内外参联合标定的误差模型，用来衡量所提出算法的精确度。在与张氏棋盘格标定法进行实验对比中，验证所提算法的稳定性和鲁棒性，并在光学复眼实物系统中，验证了所提联合标定算法具有较高的精度。

关键词：光学复眼随机噪声平板内外参联合标定平均重投影误差广义相机模型

高光束质量保持的(6+1)×1泵浦/信号合束器研制

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中国激光 2024年第6期51卷 48-56页

作者：王嘉伟李智贤付敏田鑫饶斌裕陈子伦王泽锋国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

研制了一款输入输出均为50μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响,纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光... 详细信息

研制了一款输入输出均为50μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响,纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中,使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能,泵浦耦合效率大于98.5%,无主动制冷情况下温升小于10℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形,并通过光束质量因子反馈对准熔接,实现了高光束质量保持的合束器的研制,光束质量退化比仅为3.4%。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件,应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中,实现了4.1 kW近单模输出,拉曼抑制比为40.5 dB。

关键词：泵浦/信号合束器高功率光纤激光光束质量

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基于被动声呐音频信号的水中目标识别综述

自动化学报 2024年第4期50卷 649-673页

作者：徐齐胜许可乐窦勇高彩丽乔鹏冯大为朱博青国防科技大学计算机学院长沙410073 并行与分布处理国防科技重点实验室长沙410073

基于被动声呐音频信号的水中目标识别是当前水下无人探测领域的重要技术难题,在军事和民用领域都应用广泛.本文从数据处理和识别方法两个层面系统阐述基于被动声呐信号进行水中目标识别的方法和流程.在数据处理方面,从基于被动声呐信号... 详细信息

基于被动声呐音频信号的水中目标识别是当前水下无人探测领域的重要技术难题,在军事和民用领域都应用广泛.本文从数据处理和识别方法两个层面系统阐述基于被动声呐信号进行水中目标识别的方法和流程.在数据处理方面,从基于被动声呐信号的水中目标识别基本流程、被动声呐音频信号分析的数理基础及其特征提取三个方面概述被动声呐信号处理的基本原理.在识别方法层面,全面分析基于机器学习算法的水中目标识别方法,并聚焦以深度学习算法为核心的水中目标识别研究.本文从有监督学习、无监督学习、自监督学习等多种学习范式对当前研究进展进行系统性的总结分析,并从算法的标签数据需求、鲁棒性、可扩展性与适应性等多个维度分析这些方法的优缺点.同时,还总结该领域中较为广泛使用的公开数据集,并分析公开数据集应具备的基本要素.最后,通过对水中目标识别过程的论述,总结目前基于被动声呐音频信号的水中目标自动识别算法存在的困难与挑战,并对该领域未来的发展方向进行展望.

关键词：被动声呐信号水中目标自动识别深度学习有监督学习自监督学习

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倾斜可控阵列光场的二维扫描技术研究

中国激光 2024年第2期51卷 84-96页

作者：殳博王张雨秋常洪祥常琦马鹏飞冷进勇周朴国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

以19路、127路和919路激光相干阵列为模型,通过倾斜波前调控技术对阵列光场的子阵元施加倾斜相位控制,对倾斜可控阵列光场的大角度二维扫描特性进行了理论和实验研究。结果表明,所提出的方法可实现大视场范围内任意位置的单点扫描,同时... 详细信息

以19路、127路和919路激光相干阵列为模型,通过倾斜波前调控技术对阵列光场的子阵元施加倾斜相位控制,对倾斜可控阵列光场的大角度二维扫描特性进行了理论和实验研究。结果表明,所提出的方法可实现大视场范围内任意位置的单点扫描,同时得到能量分布均匀的二维连续扫描路径,实现特殊光场图案定制。此外,该方法具有扫描范围不受限制、扫描模式准连续以及衍射效率高等特点,在提升输出功率和扫描精度等方面具有优势。

关键词：激光光学激光阵列相干合成倾斜调控二维扫描光场定制