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湍流大气中脉冲波束经漫射目标散射的统计特性: 基于广义惠更斯-菲涅耳原理和粗糙面目标模型,考虑大气湍流对激光从发射机到目标和从目标到接收机双程路径的影响,研究脉冲波束经漫射目标散射后的二阶统计特性。推导了接收处双点双频互相关函数的计算公式,平均强度以及复相干度因子大...; 向宁静吴振森华雪侠王明军; 关键词：大气湍流粗糙面; 文献传递

基于希尔伯特变化的微小振动激光多普勒信号处理被引量：8: 2013年; 为了实现对固体目标微小振动参数的测量,建立了微小振动的激光多普勒信号模型。采用希尔伯特数字运算,将激光多普勒振动信号的即时信号采样转化为信号的谱采样。通过频谱计算得到每个振动周期中瞬时频率的平均数,应用差值采样序列积分计算得到振动频率,最后根据振动信号频率变化与振幅的关系得到振幅。采用希尔伯特方法对实验测试结果进行处理验证,并分析了误差来源。实验结果表明:实验测量目标的振动振幅约为1.85×10-4m,转动的圆频率约为170 Hz。因此,应用希尔伯特变换方法处理测量的目标微小振动信号,获取目标运动的参数是可行的。; 武颖丽吴振森; 关键词：希尔伯特变换信号处理

粗糙基底上涂层的极化双向反射分布函数被引量：2: 2012年; 为了有效检测光学基底和镀膜后的光学元件质量,根据微面元电磁散射理论建立了一阶极化光散射模型,推导求解出其极化双向反射分布函数,获得了极化双向反射分布函数PP项与散射角和方位角的三维关系。数值模拟分析了入射角、基底粗糙度及不同涂层厚度对极化双向反射分布函数的影响。数值结果表明:极化双向反射分布函数与入射角、相关长度、均方根高度及涂层厚度均成反比。P极化入射产生的P极化双向反射分布函数强烈依赖于入射角、散射角和方位角。布鲁斯特角的位置随着入射角的增加逐渐向散射方位角小的方向移动。; 巩蕾吴振森; 关键词：光散射极化

旋转粗糙目标微运动特征识别技术被引量：2: 2014年; 基于动态散斑技术的微运动特性识别在目标探测领域具有重要的研究价值.以粗糙面散射理论为基础,研究了旋转粗糙凸体目标的动态散斑时间相关函数,给出了旋转圆锥体目标动态散斑时间相关函数.将数值结果与相同条件下实验结果进行比较,验证了圆锥体目标时间相关长度的有效性.利用粒子群算法,反演出旋转圆锥体的旋转角速度和视线角.结果表明,该方法可识别旋转圆锥体范围为20°—90°之间的视线角值和范围为0.5—6 r/min的角速度值,为微运动特征识别提供理论和实验依据.; 阳志强吴振森张耿巩蕾; 关键词：散射

旋转粗糙圆柱的激光散射功率谱分析被引量：5: 2012年; 建立了圆柱旋转激光散斑功率谱的理论模型以实现粗糙目标光学无损测量的方法。首先,根据粗糙面激光散射特征,研究了平行光束照射匀速旋转的圆柱表面时其反射空间形成的动态散斑特性,给出了接收场散斑强度起伏互相关函数及其功率谱密度函数的理论模型,以及动态散斑场的相干长度和接收信号带宽。接着,分析了旋转引起的散斑平移和散斑沸腾对接收信号带宽的影响。最后,测量了旋转圆柱准镜向及漫射部分的散斑图像。结果显示:当0.633μm入射光波照射半径为1mm的圆柱时,频率为10Hz的旋转圆柱自相关函数的相关时间约为4ms,而20Hz的旋转圆柱自相关函数对应的相关时间为2ms左右。结果表明,在动态散斑场中,多普勒效应和散斑平移效应引起的带宽约为同一个量级,而散斑沸腾效应可以忽略。; 武颖丽吴振森; 关键词：激光散射旋转圆柱功率谱带宽

基片与不同方位多形态缺陷粒子的复合光散射特性分析被引量：8: 2012年; 结合光学表面无损检测工艺实际情况,给出基片与镶嵌及掩埋的球体/回转椭球体缺陷粒子的散射特性分析。针对基片与缺陷粒子的半空间问题,结合时域有限差分方法使用广义完全匹配吸收层(GPML),结合三波技术引入激励源,给出了相应的连接边界条件,并将互易性定理应用到近远场外推中,使过程简化。数值计算给出了镶嵌及掩埋的球体/回转椭球体缺陷粒子的散射场的角分布。结果显示:镶嵌比掩埋的缺陷粒子受粒子尺寸的影响更明显。在大散射角下,缺陷粒子的位置因素带来的贡献较大。粒子分别掩埋或镶嵌于基片时,在-10°、30°、70°附近的球体粒子和回转椭球体粒子的微分散射截面(DSCS)差别较大。在基片无损检测工程中可以通过对特定角度散射场的测量定标诊断出缺陷的方位和形态。; 巩蕾吴振森高明; 关键词：散射基片时域有限差分方法

湍流大气中星载角反射器阵列回波的闪烁指数被引量：1: 2013年; 利用Rytov方法结合ABCD传输矩阵理论,推导了地-空-地双程湍流大气路径中单个角反射器回波在接收孔径平面上的强度协方差函数及闪烁指数公式.根据角反射器阵列的各角反射器单元回波相位相互独立假设,计算了接收孔径平面上的强度协方差函数、孔径平滑因子和闪烁指数,比较分析了单个角反射器与角反射器阵列回波闪烁指数.证明角反射器阵列不改变闪烁指数,但大气湍流会引起光强起伏放大两倍的规律.; 王利国吴振森王明军; 关键词：大气光学

拉盖尔高斯涡旋光束对生物细胞的散射特性分析被引量：11: 2015年; 采用强度矩量分析法得到拉盖尔高斯涡旋光束的波束宽度及发散角。利用复源点方法得到厄米高斯光束的球矢量波函数展开形式，结合厄米多项式与拉盖尔多项式的转换关系，推导得到拉盖尔高斯涡旋光束展开为球矢量波函数的表达式。利用广义洛伦兹Mie理论，研究了拉盖尔高斯涡旋光束对癌细胞的散射特性。数值分析了不同模阶数及不同传输距离的拉盖尔高斯涡旋光束在垂直于传播方向横截面的强度和相位分布。结果表明：随着径向、方位向模阶数及传输距离的增加，拉盖尔高斯涡旋光束的光斑尺寸变大，另外随着传输距离的增加，拉盖尔高斯涡旋光束的相位结构呈现不同于源平面的特点。利用拉盖尔高斯涡旋光束的强度分布特征来解释不同模光束入射的散射强度的角分布特点。; 屈檀吴振森韦尹煜李正军白璐; 关键词：散射涡旋光束束宽

多频段典型地表的双站雷达散射回波预测: 2015年; 双站雷达在反隐身、超低空防御方面具有独特优势,但双站测量装置较为复杂,地表参数的准确获取工作耗时耗力,且精度难以保证,地表双站雷达散射数据极其匮乏。为解决上述问题,该文以L/S/X/Ku波段裸土、水泥地和粗糙沙地后向散射实测数据为例,忽略地表的精细结构,采用等效面散射模型和遗传算法反演了各地表的等效介电常数和粗糙度参数,获取其等效参数统计特征,实现对地表双站雷达散射回波的预测。结果表明:该等效面散射模型保证了地表的后向和双站散射回波预测精度;地表双站雷达散射回波随入射波频率的增大而增大;随散射角的增大先增大而后减小,并在镜像方向出现最大值;随散射方位角的增大,地表散射回波先减小而后增大,HH极化双站散射回波的最小值一般出现在90?方位角处,而VV极化双站散射回波的最小值位置随入射角的增大从90?方位角向小角度方向偏移,并与入射波频率、地表湿度以及粗糙度参数相关,该双站散射特性可用于地表参数的反演以及目标的反隐身研究。; 张元元吴振森曹运华张玉石

Modified GIT model for predicting wind-speed behavior of low-grazing-angle radar sea clutter被引量：3: 2014年; A modified GIT model for describing the variational trend of mean clutter reflectivity as a function of wind speed is proposed. It uses two slope adjustment factors and two critical wind-speed factors to define and adjust the increasing slope of reflectivity with respect to wind speed. In addition, it uses a constant factor to compensate the overall amplitude of clutter reflectivity. The performance of the modified GIT model has been verified on the basis of the L-band low-grazing-angle radar sea clutter data. The results are in good agreement with the experimental data, indicating that the model is more effective in predicting the wind-speed behavior of clutter reflectivity than the conventional GIT model, especially for lower and higher wind speeds. We believe that the proposed model can provide deeper insights into the relationship between radar sea clutter reflectivity and sea state conditions.; 张玉石张金鹏黎鑫吴振森

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国家自然科学基金(61172031)

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