1 中国工程物理研究院 a.电子工程研究所
2 b.研究生院，四川绵阳 621999
针对低信噪比条件下高速机动目标运动参数估计问题，将 Hough变换(HT)和修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)相结合，提出一种新的雷达信号处理算法(HMDCFT)。该算法首先采用 Hough变换，从距离像图像中提取目标运动轨迹特征，校正距离走动并解速度模糊; 然后利用 MDCFT校正多普勒频率徙动，估计目标运动参数; 最后沿估计的目标运动轨迹对回波能量进行相参积累。数值实验表明，该方法具有优越的抗噪声能力和运动参数估计性能。相比于利用距离像间相关性的包络互相关法，其抗噪声能力提升了约 17.6 dB; 即使雷达回波输入信噪比低至 -35 dB，该方法仍可精确估计目标运动参数，充分聚焦目标回波能量。
目标检测 运动参数估计 长时间积累 Hough变换 修正离散 Chirp-Fourier变换 target detection motion parameter estimation long-time coherent integration Hough Transform Modified Discrete Chirp-Fourier Transform 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 601
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院，安徽 合肥 230026
3 山东省气象局大气探测技术保障中心，山东 济南 250031
4 山东省气象防灾减灾重点实验室，山东 济南 250031
5 合肥中科光博量子科技有限公司，安徽 合肥 230011
6 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院，安徽 合肥 230026
为了研究潍坊市夏季臭氧的分布特征，使用差分吸收激光雷达在潍坊市进行观测，分析了晴天和雨天臭氧分布的差别，并统计了无降水日臭氧的垂直分布和日变化特征。结果表明：降水发生前强烈的对流运动和大风会使对流臭氧层变厚，臭氧浓度变低；降水发生在一天中的不同时段，对臭氧污染的影响差异很大；无降水日对流臭氧层主要分布在1500 m以下，呈现白天高、夜晚低的日变化特征，高浓度值常出现在12~18时；在垂直结构上呈现分层的特征，其中，300~500 m高度的臭氧浓度随着高度的增加而增大，且在500 m附近达到极大值，该高度和米散射激光雷达探测的边界层高度基本一致；1500 m高度各个时段的臭氧浓度趋于一致，且自该高度往上臭氧无明显日变化特征，可将该层臭氧浓度作为臭氧预报的大气背景值。
差分吸收激光雷达 臭氧 垂直分布 日变化 浓度廓线 differential absorption lidar ozone vertical distribution diurnal variation concentration profile 红外与激光工程
2023, 52(5): 20220579
1 山东省济宁市生态环境局, 山东 济宁 272004
2 山东省生态环境监测中心, 山东 济南 250013
3 呼和浩特市生态环境监控中心, 内蒙古 呼和浩特 010010
4 合肥中科光博量子科技有限公司, 安徽 合肥 230088
5 中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京 100029
6 解放军陆军炮兵防空兵学院基础部, 安徽 合肥 230031
大气气溶胶通过直接效应影响到达地表的辐射量以及间接效应影响云的生消和降水等过程, 还因其含有的各种有毒物质颗粒, 影响城市能见度, 导致霾过程频发, 而这些颗粒进入人体会对人体健康造成一定危害。 利用济宁市2018年—2019年期间多台气溶胶激光雷达的垂直观测廓线数据与区域空气质量监测数据, 分析了不同大气污染过程中的颗粒物时空演变特征。 结果显示, 济宁市夏季的细粒子污染存在一定的区域差异性, 主要呈现两种日变化特征。 一种是部分区域在夜间消光强, 白天消光弱, 主要是因为夜间受到湿度偏大与污染源排放叠加的影响; 另一种是部分区域白天消光相对较强且整体无明显日变化特征, 原因在于周围污染源较少且受人工湖的影响。 此外, 近地面气溶胶消光系数变化显示辰欣制药站与金马酒店站附近颗粒物浓度相对更高。 沙尘观测结果显示, 济宁市的沙尘天气多出现于4月和5月, 沉降过程中颗粒物浓度可高达平时浓度的5倍。 同时对比扫描观测结果显示, 局地污染的轮廓无规则、 范围小、 突发且消光很强, 而大范围污染过程则轮廓面积大且其消光逐渐增大。
激光雷达 气溶胶 沙尘 大气污染 变化特征 Lidar Aerosol Dust Air pollution Variation characteristics 光谱学与光谱分析
2022, 42(11): 3467
1 中国工程物理研究院 a.电子工程研究所
2 b.研究生院, 四川绵阳 621999
针对高速机动目标的运动参数估计问题, 基于鲁棒互相关和多项式调频小波变换 (RCCF-PCT), 提出了一种高速机动目标运动参数估计方法。该方法首先采用幂率变换增强信号, 利用距离像互相关和鲁棒多项式回归完成距离徙动校正; 再采用多项式调频小波变换对多普勒徙动初步补偿后的信号进行参数化时频分析, 利用提取的时频脊特征完成目标运动参数的精确估计。通过数值实验验证了算法的有效性。
鲁棒互相关 多项式调频小波 时频表征 高速机动目标 运动参数估计 Robust Cross-Correlation Function Polynomial Chirplet Transform time-frequency representation high-speed maneuvering target motion parameter estimation 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(5): 464
针对传统的相参积累方法对匀加速目标能量积累效果不理想的缺点，选取4种典型的相参积累方法进行仿真，研究不同变换积累方法对匀加速目标线性调频信号积累的特点，并通过实测S波段对海观测雷达数据比较脉冲数对不同时频分析方法能量积累的差异。结果表明：4种变化中分数阶Fourier变换(FRFT)的相参积累性能最好，能够有效抑制噪声，估计加速度，具有良好的时频聚集性，并且在一定范围内随处理脉冲数的增加，相参积累性能进一步提高。
雷达动目标 时频分析 相参积累 radar moving target time-frequency analysis coherent integration 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(5): 813
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of In-fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2 School of Physics and Intelligent Manufacturing, Chifeng University, Chifeng 024000, China
3 State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
This Letter presents a new type of optical fiber probe used to detect temperature, whose structure is very simple. The optical fiber probe is filled with cholesteric liquid crystals (CLCs) whose reflected light varies with temperature. The experimental results show that the proposed sensor can achieve a temperature sensitivity of 5.64 nm/°C in the temperature range of 18–40°C. The sensor has the advantages of simple structure, low cost, and easy mass manufacture. Its size is very tiny (the tapered structure, 125 μm in maximum diameter and <300 μm in length) and it is easy to integrate and measure. Meantime, the tapered structure of the probe is also ideal for measuring small samples such as cells and microfluidic channels, which will be a promising candidate for monitoring temperature fluctuations in small spaces.
cholesteric liquid crystal temperature sensor optical fiber Chinese Optics Letters
2020, 18(10): 101202
为了进一步提高机载预警雷达的目标探测和监视能力，首先对影响单平台机载预警雷达探测范围的因素进行了分析，引出网络化协同探测的特点和必要性，给出了稳定探测覆盖范围和多普勒盲区的定义；其次重点分析了机载预警雷达与其他机载预警雷达、舰载雷达、无人机(UAV)雷达等不同平台雷达间的协同探测工作方式，并进行了仿真分析，通过评估指标参数对各种协同探测模式进行了比较；最后对机载预警雷达网络化协同探测发展趋势进行展望。
机载预警雷达 舰载雷达 无人机雷达 网络化协同 多普勒盲区 探测范围 airborne early warning radar shipborne radar UAV radar networked coordination Doppler blind zone detection range 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(2): 215
1 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 复杂电磁环境重点实验室, 四川 绵阳 621900
针对限幅器遭受功能或物理损伤而发生的非线性效应, 给出了一种基于信号分析的受损限幅器非线性效应研究新视角, 并从该视角出发, 提出了模型建立方法。该方法首先测得受损限幅器幅频响应序列, 将其转化为零均值实平稳序列; 然后计算该序列的自相关函数和偏相关函数, 估计自回归滑动平均(ARMA)模型的阶数; 最后采用最小二乘法估计出模型的表达式, 并采用最终预测误差(FPE)准则对该表达式进行校验。试验结果和理论分析验证了该方法的良好效果。
非线性效应 限幅器 ARMA模型 复杂电磁环境 nonlinear effect limiter ARMA model complicated electromagnetic environment 强激光与粒子束
2019, 31(10): 103219
1 南昌工程学院信息工程学院，江西南昌 330099
2 西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安 710071
设计分析了一种工作在3~6 GHz 内嵌平行板谐振器(PPR)的矩形腔测量系统，给出其几何结构设计方案，在预设观察模式和频点下确定腔体尺寸；采用电磁模拟分析方法，在腔体谐振背景下识别平行板谐振器模式。在此基础上通过品质因数求解获得表面电阻R s，从而获取高温超导材料的表面电磁特性。将高温超导材料应用于射频乃至更高频段的微波器件中。
高温超导薄膜 表面电阻 平行板谐振器 high-Tc superconductive film surface resistance(R s) Parallel Plate Resonator 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(1): 81
