OFDM信号是雷达通信一体化系统常用的发射波形之一。分析比较了两种不同序列的OFDM信号(ZC序列和Oppermann序列)的特性, 分别从自相关、峰均比、模糊函数和多普勒容限等方面, 分析对比了两种波形的性能。理论分析和仿真实验表明, ZC序列和Oppermann序列的自相关都具有集中的主瓣, 但ZC序列的自相关旁瓣高于Oppermann序列;ZC序列的峰均比优于Oppermann序列;ZC-OFDM信号和Oppermann-OFDM信号具有相同的呈“斜刀刃”型的模糊函数;ZC-OFDM信号的多普勒容限好于Oppermann-OFDM信号。因此, ZC-OFDM信号比Oppermann-OFDM信号具有更优的雷达探测性能。

红外光子探测器的特性参数既可以用来衡量其探测性能, 又可以作为研制过程中改进器件性能的关键依据。特性参数的测试和分析, 是充分评价红外探测材料、制备工艺与器件性能的重要手段。系统地梳理了单元红外光子探测器特性参数的定义、测试方法和计算方法, 尤其着重阐述了特性参数的分析方法, 即由直接测得的特性参数分析出不可直接测得的特性参数。经过分析暗电流数据可得到特性参数如激活能、表面漏电流和载流子横向扩散长度。丰富了红外光子探测器的评价方法和优化方法。

采用一步水热法合成了不同质量分数的Bi₂O₂Se/TiO₂异质结构，对其进行了X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征，并基于Bi₂O₂Se/TiO₂异质结制备了紫外探测器。实验结果表明：在365 nm紫外光的照射下，Bi₂O₂Se的质量分数为60%时，Bi₂O₂Se/TiO₂异质结探测器的光电探测性能最好，光电流高于Bi₂O₂Se探测器，是TiO₂探测器的7倍；响应时间约为30 ms，是TiO₂探测器的1/6。Bi₂O₂Se/TiO₂异质结探测器的响应度和探测率分别为10^-3 A/W、1.08×10⁷ cm·Hz^1/2/W，均比TiO₂探测器高一个数量级，原因是Bi₂O₂Se与TiO₂复合形成的异质结促进了光生电子和空穴的分离。

基于p-n结的光生伏特效应可构筑性能优异的UV探测器，本文采用水热法可控制备竖直排列的氧化锌纳米棒阵列(n型ZnO-NRs)，利用原位聚合法在ZnO-NRs表面上修饰p型聚苯胺线膜(PANI-NWs)，再组装成ZnO-NRs与ZnO-NRs/PANI-NWs紫外探测器。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)光谱表征样品的形貌、结构与光学性质。并通过电化学工作站测定电流-时间(I-t)和电流电压(I-V)曲线，表征其光响应性能。结果表明，制备的ZnO-NRs/PANI-NWs材料阵列排列整齐，界面接触良好，孔隙均匀。ZnO-NRs/PANI-NWs探测器在检测365 nm紫外光时，光电流为2.73×10-4 A; 检测254 nm紫外光时，光电流为1.44×10-4 A。其光电流为ZnO-NRs探测器的4~10倍，ZnO-NRs和PANI-NWs之间形成的p-n结增强了光电导。用ZnO-NRs/PANI-NWs材料组装成的UV探测器体现出稳定性好，响应速度快，恢复时间短，电流增益高等优点，为开发高性能紫外光电探测器提供数据支撑。

针对远距离空中弱目标光学探测的需求,提出天基探测系统性能表征与关键指标匹配设计方法.首先立足于天基光学探测全链路,分析得出影响天基观测条件下空中复杂环境背景中弱目标光学探测的主要因素,包括场景杂波、探测系统的光谱辐射尺度、几何尺度等; 然后对上述影响因素进行表征建模,建立目标的图像信噪比与影响要素之间的关系模型,即探测系统性能表征模型; 最后以典型探测场景为例,通过研究目标在不同场景杂波及探测多尺度耦合特性下的信噪比变化规律,提出探测谱段优选及其与空间分辨率的匹配设计建议,可为我国天基探测系统设计、指标论证、信息处理算法优化提供理论依据与科学指导.

为了提高水下激光光幕的探测性能，根据水下光束传播规律，构建了水下激光光幕探测模型，基于蒙特卡罗模拟方法对水下激光光幕探测性能进行研究。基于水下激光光幕探测模型，利用MATLAB软件进行仿真，分析海水衰减系数、初始功率及传输距离对水下激光光幕传输的影响。仿真结果表明：海水的衰减系数越小，水下激光光幕传输率受到的影响越小。海水参数和传输距离一定时，随着初始功率的增加，只会影响到达探测端的最终功率，但对传输率影响不大。当海水衰减系数一定，传输距离为1 m时，其传输率约为15%且变化稳定；当传输距离增加到30 m时，传输率在5%以下。

跟踪发射望远镜空间目标成像探测性能与传统望远镜成像探测性能存在较大差异。由于激光发射光路与目标探测光路属于共光路,因此系统的探测性能除了会受到传统因素的影响,还会受到由发射激光引起的内通道热效应的影响,而使其探测能力下降。对内通道热效应产生的影响进行了数值模拟,明确了内通道热效应产生的像差主要由初级像差组成。根据所得结论,利用探测信噪比模型结合Strehl理论,得到了实际像差条件下的系统成像探测能力计算模型。提出了一种跟踪发射望远镜共光路成像探测性能的评价方法,并利用跟踪发射望远镜进行了空间目标探测实验设计与数据测量,实验结果表明理论分析的探测能力与实验所得探测能力基本吻合,所提出的方法能够较为有效地评价共光路跟踪发射望远镜成像探测性能。

针对高灵敏度光电探测靶在强辐射背景下探测目标的可靠性问题,研究了强辐射背景下光电成像探测性能的计算方法; 基于目标的光学辐射特性,建立了光电探测的灵敏度与信噪比模型,给出了电荷串扰阈值计算函数,并由此导出了光电探测与成像串扰概率模型;进行计算验证分析,结果表明,合理的信号处理和光谱滤波方式能够增强系统的探测性能,设置合理的光学系统参数可以使系统对目标的探测概率从0.3提升到0.95,串扰概率降低到0.05以下。

贵金属纳米颗粒的局域表面等离子共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)峰对周围介质的变化十分灵敏,基于这一原理可对周围介质进行探测。本文利用吸收性介质中的Mie理论分析球形Ag纳米颗粒在吸收性介质中的光谱和探测性能。研究结果表明,当介质复折射率的虚部较小时,其对颗粒光谱和探测性能的影响可以忽略;随着虚部的增大,光谱会出现较大变化,并且颗粒的探测性能逐渐降低;当虚部大于某一值后,颗粒的LSPR峰消失,无法再利用这一原理进行探测。

为了给低空飞行安全气象服务奠定基础，根据2015年7~9月国内新研制的全光纤相干激光测风雷达，联合边界层风廓线雷达和双经纬仪探空气球在我国东北某地获取的探测实验资料，对比了晴天、阴天、雾霾天和雨天4种天气类型下激光测风雷达和风廓线雷达与探空气球风场探测的相关性，以评估激光测风雷达的测风精度和稳定性。结果表明，晴、阴和雾霾天条件下，激光测风雷达测风精度优于风廓线雷达，其水平风与真值误差的标准差低于风廓线雷达的一半；雨天条件下，激光测风雷达探测高度受限，最大可测高度仅为风廓线雷达的一半，表明其风场探测受降水衰减影响比风廓线雷达严重。激光测风雷达测风稳定性优于风廓线雷达，垂向连续高度上其与真值的相关系数变化小且均达到0.9以上。晴、阴和雾霾天条件下，两种雷达测风精度均受大气风速变化影响，且随大气风速增加呈不同变化趋势。