鉴于目前尚未有用于拟合清澈海洋水质信道冲激响应(CIR)曲线的函数,提出一种使用双指数函数拟合清澈海洋水质CIR曲线的方法,并与现有的其他4种拟合函数如单伽马、逆高斯、双伽马、CEAPF进行对比,以揭示所提方法的优势。在不同海水水质、传输距离、接收机视场角条件下,研究5种拟合函数各自的拟合效果和适用范围,并通过蒙特卡罗仿真实验加以验证。理论分析和仿真结果表明:所提双指数函数不仅在清澈海洋水质下的拟合效果很好,浑浊海港水质下的拟合效果也相当不错,特别是在短距离(比如10 m)清澈海洋水质、各种传输距离和视场角的浑浊海港水质下,皆超越其他4种函数的拟合性能。原用于拟合大气环境CIR的单伽马函数也可用于拟合清澈海洋和浑浊海港两种水质的CIR;采用逆高斯函数拟合清澈海洋、近海海岸、浑浊海港三种水质的CIR都有较大误差;双伽马函数则可较好地拟合近海海岸和浑浊海港这两种浑浊水质下的CIR,但却无法拟合清澈海洋的CIR;CEAPF函数总体上可用于拟合三种水质的CIR,且取得了不错的拟合效果。

波形拟合是机载激光测深数据处理的关键环节, 能够为水下地形测量、海底底质分类和水体浑浊度分析等应用领域提供数据基础。针对传统机载激光测深波形拟合算法受噪声干扰严重、对复杂波形形状拟合不准确的问题, 提出一种基于分层异构模型的机载激光测深波形拟合算法。针对波形不同组成部分的相应特性, 采用异构函数(水面-高斯函数、水体-双指数函数及水底-B样条函数)构建分层异构模型, 分别进行拟合, 从而实现对各部分波形信号的拟合。采用南海实测数据对所提算法进行了验证, 结果表明: 该算法拟合波形的平均运行时间T为0.019 4 s, 相比于RL(Richardson-Lucy)去卷积算法提高0.328 6 s; 平均均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)为6.222 4, 相比于双高斯函数拟合算法平均均方根误差RMSE、平均决定系数(Coefficient of determination, R2)、平均相关系数(Correlation Coefficient, CORR)和相关系数标准差(Standard Deviation, STD)分别提高65.11%、2.83%、1.01%和86.61%, 保证了拟合效率和拟合精度。算法具有良好的鲁棒性, 能够有效满足机载激光测深科学研究和工程应用的技术需求。

双指数脉冲电流发生器可用于电子系统端口传导耦合实验，主要用于研究电磁敏感器件的电磁脉冲效应的损伤规律。根据实验要求，该发生器能够输出前沿10 ns、脉宽100 ns、电流幅值3 kA的双指数脉冲电流。建立了该发生器的电路模型，并对杂散电容和电感对输出电流波形的影响进行了分析。模拟计算表明，电流信号的过冲现象和后沿叠加干扰信号的原因可能是电阻负载自身存在的杂散电容和测量电流的线圈附近的杂散电容和电感的共同作用导致的。经过理论计算，如果在测量线圈附近添加适当的滤波设备或者用无损同轴电缆引出电流，能够明显地抑制过冲和干扰。

针对采用注入法进行电磁脉冲效应实验对高性能小型化电磁脉冲源的需求，设计了一种基于雪崩三极管开关的MARX结构的紧凑型脉冲发生电路。分析了雪崩管开关和脉冲发生电路的工作原理，给出了触发电路与主电路设计方法以及元件参数选取方法，并设计了十级单极性和双极性的脉冲发生电路，能产生前沿为ns级、峰值上kV的快沿双指数脉冲，并具有较高的稳定度以及高重复频率。

针对辐射式核电磁脉冲模拟器采用TEM喇叭天线作为辐射天线时低频辐射能力有限的问题，对板型和线型两种基本形式的TEM喇叭天线进行了分析。在采用线型TEM喇叭天线以减轻模拟器重量的基础上，在天线末端采用螺旋线结构，并增加屏蔽板回路，构造了一种新型TEM喇叭天线。结果表明: 与普通线型TEM喇叭天线相比，该新型天线较大地提高了低频辐射性能，可使近场波形脉宽提高7 ns左右，峰值场强提高了1 kV/m左右；通过增大螺旋线半径和提高螺旋线密度可以提高峰值场强，增加近场波形脉宽；通过屏蔽板回路可以降低反射波纹的波峰从而改善近场波形。

根据由张量法得到的任意线天线电场计算公式，利用镜像法推导,得到冲击脉冲辐射天线辐射电场的时域解析表达式。应用该表达式计算冲击脉冲辐射天线应用于辐射波电磁脉冲模拟器的时域辐射场，并与数值计算进行比较，结果表明: 解析计算得到的辐射场波形与数值计算结果吻合较好，因此，利用解析表达式可以方便地观察天线结构参数对天线辐射场波形的影响，从而选取合适的参数以产生符合标准要求的天线场波形。

由于制冷探测器焦平面制作工艺的缺陷，使其各部分组分不会完全相同，从而导致焦平面在进行光电转换时各个位置的光电流大小存在差异. 本文以国产640×512中波凝视型制冷热像仪整机研制项目为基础，通过对探测器接收红外辐射并转换为光电流的过程中主要参量与焦平面材料Hg1-xCdxTe中组分x的关系进行分析，推导出探测器焦平面光电流与组分x的关系模型. 在探测器能够正常工作的宽温度范围内利用黑体面源对探测器进行照射，采集各个温度点下探测器输出数据，并对本探测器整体响应特性及单个像素点的响应特性进行分析. 根据影响光电流的最主要的参量变化情况，提出了双指数曲线模型来描述实际响应数据，并通过大量的数据和图表分析，证明了该模型能够提高对探测器实际响应描述的精确程度，对实际的工程应用具有指导意义.

在研究生物超弱光子辐射机理的基础上，建立了大豆愈伤组织超弱光子辐射的双指数模型。用20 μW/cm2的UV-B辐射处理大豆愈伤组织2 h，测定处理后4 d内的超弱光子辐射。结果显示，双指数模型准确描述了大豆愈伤组织的超弱光子辐射及其在UV-B辐射下的变化，表明大豆愈伤组织的超弱光子辐射由快项和慢项两个部分组成；通过对双指数模型的分析得到了大豆愈伤组织自发发光与延迟发光中的初始光子数、积分强度和快项与慢项两个部分的衰减参数，由这些发光信息可以实现对大豆愈伤组织超弱光子辐射变化的定量分析。研究结果还发现，在UV-B辐射处理后的4 d内，延迟发光的快项部分发生了剧烈变化，自发发光出现了相反的变化趋势，暗示大豆愈伤组织超弱光子辐射对UV-B辐射反应灵敏的是延迟发光中的快项部分，细胞膜脂过氧化可能是造成快项部分剧烈变化的原因。

利用动态光散射信号自相关函数的衰减线宽分布系数与指数项的线性关系,将线性估计与非线性最小二乘法相结合,对双指数法进行改进。该改进算法减少了初始化参数,将四个参数的优化问题转化为两个参数的交替优化问题,使拟合结果更稳定、精度更高,从而使粒径反演结果更准确。通过对100与1000 nm双峰分布颗粒散射信号相关函数的反演,改进算法对无噪声的相关函数反演结果的误差为零,优于双指数法至少1.708%。对加入噪声的相关函数反演,与双指数法相比,改进算法能减少误差0.558%-5.738%。表明改进算法的优化能力以及抗噪声能力都优于双指数法。

许多标准和公开出版物中都用双指数函数描述高空核电磁脉冲典型波形.通过数值方法,研究了双指数函数一项重要的性质.根据该性质,详细讨论了高空核电磁脉冲模拟波形数值拟合中,双指数函数特征参数与脉冲峰值、前沿、后沿以及半宽等物理参数的关系,从而提出一种简单有效的脉冲参数计算方法.通过IEC标准中规定的高空核电磁脉冲参数的估计与一个实测高空核电磁脉冲模拟波形的数值拟合,验证了该方法的有效性和可靠性.该方法能够适应多种峰值、前沿和半宽的高宽核电磁脉冲模拟波形的数值拟合.