针对激光角度欺骗干扰中自然地物假目标应用需求, 在分析了干扰能量传输和干扰过程中**威胁角、 地物倾角以及入射角、 反射角等角度关系的基础上, 建立了自然地物假目标干扰能量分布模型。 依据所建立的模型, 对砂石类和建筑类地物反射干扰能量分布进行了仿真研究。 仿真结果表明, 在相同功率激光照射的条件下, 地物倾角相同时对相同位置的激光制导**, 砂石类地物比建筑类地物干扰效果好, 在实际防护中砂石类地物选择优先级要高于建筑类地物; 同一种地物反射的干扰能量随地物倾角的增大而增大; 对于漫反射特性较好的建筑类假目标, 威胁角一定时, 地物倾角在大致与威胁角互余时反射能量达到最大; 对于砂石类目标, 存在随入射角大小变化的镜像反射分量, 使得导引头接收到地物反射能量达到最大值时威胁角和地物倾角不满足互余关系。 进一步研究了在导引头接收到的砂石类地物反射能量最大值时地物倾角和**威胁角的关系, 通过数据分析, 得到在实际防护过程中, 砂石类自然地物的倾角选择要至少大于31°的结论。 根据地物倾角和威胁角关系的散点图特征, 分别采用一阶、 二阶、 三阶、 四阶多项式对二者进行拟合, 在充分考虑函数复杂度、 拟合性能的前提下, 确定三阶多项式为最佳拟合函数。 在**威胁角已知的情况下, 可以通过三次多项式拟合得到最佳干扰效果时砂石类自然地物的倾角取值。 研究结果对自然地物假目标的选择具有一定的指导意义。
激光角度欺骗干扰 自然地物 干扰能量 威胁角 地物倾角 Laser angle deception jamming Natural object Interference energy Threat angle Natural feature inclination 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2963
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院黑龙江省量子调控重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080
提出了一种基于定向耦合器的双芯模式转换器，实现了基阶（LP01模式）向高阶（LP11模式）转换。利用有限元法和光束传播法建立了模式转换器理论分析模型，探究光纤参数对模式转换器转换性能的影响。数值模拟结果表明，当该模式转换器消光比大于20 dB时，带宽可达到320 nm，且其消光比大于10 dB，带宽达到400 nm时的转换率达99.7%。与传统模式转换器相比，该模式转换器结构简单，并且具有转换率高和宽带宽的优点，进而适合应用在光通信系统中。
光学器件 光纤光学 模式转换器 转换率 宽带宽 光学学报
2022, 42(13): 1323004
火箭军工程大学核工程学院，陕西 西安 710025
针对激光角度欺骗干扰中自然地物假目标应用需求，在分析了干扰能量传输和干扰过程中**威胁角、地物倾角以及入射角、反射角等角度关系的基础上，建立了自然地物假目标干扰能量分布模型。依据所建立的模型，对砂石类和建筑类地物反射干扰能量分布进行了仿真研究。仿真结果表明，在相同条件下，砂石类地物比建筑类地物干扰效果好；同一种地物反射的干扰能量随地物倾角的增大而增大；对于漫反射特性较好的建筑类假目标，地物倾角一定时，威胁角在大致与地物倾角互余时反射能量达到最大；对于砂石类目标，存在随地物倾角变化的镜像反射分量，使得威胁角和地物倾角的余角存在偏差，偏差角度近似成高斯分布。研究结果对自然地物假目标的运用具有一定的指导意义。
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0126001
1 1. 南京理工大学 化工学院, 南京 210094
2 2. 江苏中烟技术中心, 南京 210009
由细菌引发的相关疾病和环境污染等问题引起了人们的高度重视, 同时随着抗生素的使用, 细菌的耐药性逐渐增强, 人们急需开发新型抗菌剂。诸如溶菌酶、髓过氧化物酶等天然酶具有显著的抗菌能力, 但其作为抗菌剂存在保质期短、生产成本高等缺点, 很难大规模生产。因此, 人们正探索寻求天然酶的替代品。纳米酶是新一代人工模拟酶, 兼具纳米材料独特的理化性质和类酶催化活性, 因其结构稳定、生产成本低等优点受到广泛关注。本文综述了纳米酶的抗菌机制和近期抗菌纳米酶的主要研究进展, 并对未来该领域的研究进行展望。
纳米酶 过氧化物酶 氧化物酶 卤代过氧化物酶 脱氧核糖核酸酶 抗菌 综述 nanozyme peroxidase oxidase haloperoxidase deoxyribonuclease antibacterial review
火箭军工程大学 核工程学院，陕西 西安 710025
针对目前激光角度欺骗干扰效果评估中存在的实时性差、可视化程度不高等问题，构建了激光角度欺骗假目标干扰空域评估系统。首先依据透视投影原理求解漫反射板假目标的距离及姿态参数，然后通过分析漫反射板假目标的干扰机理，以干扰距离为基础，推导出了漫反射板假目标干扰空域评估模型，最后依托系统设计了相关实验。实验中，分别对相对设备0°、120°和240°三个方向上布设的漫反射板用不同功率激光进行照射，然后用评估系统设备对三个漫反射板进行参数测量，最终得到系统接收的能量密度平均值分别2.70×10−13 J/mm2, 2.17×10−13 J/mm2和4.08×10−13 J/mm2，通过假目标干扰空域评估模型计算出在45°威胁角下的干扰最大距离分别为2045.6 m、1860.4 m和2470.0 m。最终分析了干扰空域大小与**威胁角的关系，得到在20°、45°和70°威胁角下的假目标干扰空域的态势图。实验结果表明：在实验条件下，漫反射板假目标的干扰空域范围随系统接收能量增大而增大；**来袭方向与漫反射板法线方向夹角越小，漫反射板假目标的干扰空域越大。以干扰距离作为评价指标，对漫反射板假目标干扰空域进行评估，可为假目标干扰效果评估提供技术支持。
角度欺骗干扰 漫反射板 干扰距离 干扰空域 angle deception interference diffuse reflector interference distance interference airspace 红外与激光工程
2021, 50(9): 20210008
针对探测波段为3.7~4.8 μm的中波红外图像和探测波段为8~14 μm长波红外图像融合过程中存在场景对比度低, 显著性目标不够凸出, 伪影引入严重的问题, 采用快速自适应二维经验模态分解(FABEMD)对红外中波和长波图像进行多尺度分解以得到二维内蕴模函数(BIMFs)和残余分量(Residual)。 对于每一层内蕴模函数选用改进的局部能量窗口融合规则, 首先配置好加权算子以增加区域窗口中心像素的能量占比; 选用不同的加权算子, 经实验验证能有效突出红外中波和长波图像的能量特征信息; 其次充分利用内蕴模函数的相位信息, 当相位相反时, 采用能量加权平均的方式, 以解决融合系数的正负符号极性难以确定的问题; 当相位相同时, 判断二者的能量差距并依据差距大小选择设定的融合规则, 融合规则基于红外中波和长波图像的灰度差异特性设定。 对于残余分量则利用红外中波图像和改进区域能量窗口的最大对称环绕显著性权重图指导基础层系数的融合, 自适应的局部环绕窗口充分利用了低频显著性信息, 对无用背景的抑制效果也相当出色, 能够在复杂背景图像中突出显著性对象, 最终得到细节信息丰富, 对比度明显的指导图像。 最后通过FABEMD的逆变化重构过程得到融合图像, 对4组不同背景、 不同大小的红外中长波图像进行主观和客观性能评价, 4组图像均来自多波段红外采集系统且都经过严格配准并和7种相关算法进行对比实验, 在主观性能上显著性对象突出、 清晰度度高; 客观性能上在平均梯度和空间频率这两个评价指标上性能优异, 验证了该算法的有效性。
图像融合 快速自适应二维经验模态分解 相位信息 区域能量窗口 显著性图 Images fusion Fast and adaptive bidimensional empirical mode decomposition Phase information Regional energy window Saliency map 光谱学与光谱分析
2021, 41(7): 2043
本文提出了一种基于超材料的太赫兹分波器，其结构单元由上下两层“一”字型金属线以及中间的石英介质构成。此分波器工作在太赫兹通信窗口，将中心频率为 0.225 THz和 0.300 THz的两束太赫兹波分离，其隔离度分别为 34 dB、47 dB，插入损耗分别为 0.19 dB、0.04 dB，分波器的群延迟稳定。另外，也对分波器的等效参数以及结构参数变化进行了仿真分析。结果表明，所设计的太赫兹分波器具有插入损耗小、隔离度大、群延迟稳定等特点，且性能指标受参数变化的影响较小，在太赫兹通信系统中具有较好的应用前景。
太赫兹 分波器 超材料 terahertz, demultiplexer, metamaterial
1 火箭军工程大学核工程学院, 陕西 西安 710025
2 北京遥感设备研究所25所, 北京 100854
3 电子科技大学电子科学与技术学院, 四川 成都 611731
雷达目标检测器是雷达接收机中的重要组成部分,目标检测的目的是在恒虚警概率的约束下,最大化提升目标的检测效率。针对车载毫米波雷达目标检测过程中传统单元平均恒虚警率(CA-CFAR)在相邻多目标条件下往往会出现遮蔽的情况,改进了一种新的一维CA-CFAR检测算法。首先,对左右参考单元做等分处理,求出等分后各个子参考单元的平均值。然后,将子参考单元的平均值与参考单元的平均值进行比较。最后,对大于参考单元的平均值进行处理,得到新的检测门限。仿真和实验结果表明,改进CA-CFAR算法相比于传统CA-CFAR在线性调频连续波雷达多目标检测上具有更好的检测性能,验证了所提算法的有效性。
机器视觉 单元平均恒虚警率 目标遮蔽 目标检测 激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0815005
1 火箭军工程大学核工程学院，陕西 西安 710025
2 北京遥感设备研究所25所，北京 100854
3 电子科技大学电子科学与工程学院，四川 成都 611731
为了有效剔除无效目标，降低雷达虚警概率，提出一种基于雷达环境噪声统计和目标功率分布特性的动态阈值计算方法。运用直方图统计方法估计每个距离门的噪声水平并对其进行峰值搜索找到局部峰值点，同时根据不同距离门雷达信号衰减的强弱，动态分配阈值增益，得到自适应峰值检测阈值。然后将局部峰值点作为参考单元的信号，并将其输入到检测方法中求解检测门限。实验结果表明，所提方法能够有效识别雷达在实际复杂应用场景下的目标。
遥感 毫米波雷达 直方图统计 动态阈值 峰值检测 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0328002
