在亚毫米波频段,表征信号源的频谱特性是一项重要工作.用外差混频和直接检波(傅里叶变换频谱仪,FTS)两种方法测量一个亚毫米波连续波源(采用锁相技术且可在460～520GHz范围内调频)的频谱.500～GHz频段超导SIS隧道结在外差混频方法里用作混频器,而在直接检波方法里作为直接检波器.并对两种方法得到的结果进行了比较.

用光荧光谱和原子力显微镜测试技术系统研究了在2 nm In0.2Ga0.8As和x ML GaAs的复合应力缓冲层上生长的InAs/GaAs自组织量子点的发光特性和表面形貌.采用In0.2Ga0.8As与薄层GaAs复合的应力缓冲层,由于减少了晶格失配度致使量子点密度从约1.7×109 cm-2显著增加到约3.8×109cm-2.同时,复合层也有利于提高量子点中In的组份,使量子点的高宽比增加,促进量子点发光峰红移.对于x=10 ML的样品室温下基态发光峰达到1350 nm.

根据有效介质理论,用Maxwell-Wagner等效公式计算细胞悬液中的平均场.然后基于时变场中单细胞膜电压第二计算模型,用场近似等效方法,建立了毫米场辐射下悬液中细胞膜电压计算模型.模型表明悬液细胞膜电压变化和毫米波的功率、频率、细胞半径、细胞排列及细胞的浓度有关.

测量了一批不同组分的铌酸钾锂晶体Raman光谱,发现晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体Raman光谱产生了强烈的影响:低Li含量晶体中[NbO6]7-八面体所对应的3个Raman特征光谱线没有发生峰分裂,在100～400cm-1范围出现的小峰与C格位Li离子浓度相关;当晶体中Li离子浓度增加时,与v5所对应的Raman峰在散射几何为X(ZY)Z对应的光谱中加宽,v2振动模式在两种散射几何中均出现分裂峰,并在100～400cm-1范围出现小峰数量增多;当Li离子浓度接近晶体化学组分时,微扰进一步加强,v5所对应峰分裂成3个峰,v1和v2振动模式发生部分分裂,在100～400cm-1范围小峰更为突出.

深入分析了红外焦平面阵列(IRFPA)非均匀性的神经网络校正法出现目标退化和伪像的成因,指出没有考虑目标边缘而盲目更新系数是产生问题的根源.在此基础上提出了防止目标退化和伪像的边缘指导的神经网络自适应校正方法(ED-NN-NUC).仿真实验以及针对实际红外图像的实验结果表明,所指出的问题根源是正确的,提出的方法是合理有效的.

提出了一种新的左手微带传输线结构.基于这种结构,构建了左-右手混合式天线阵微带馈线,通过控制该馈线中左、右手传输线的长度,可以在特定长度传输线上获得零相位延迟.将此种传输线作为馈线应用到串联馈电的毫米波微带天线阵中.结果表明,利用此种传输线馈电和传统右手传输线馈电相比,可以避免由传统右手馈线在天线激励点之间引入的相位差,从而克服了固有的天线波束偏移.

毫米波Costas编码雷达是一种高距离分辨率雷达,运动补偿是其实现距离高分辨率的核心技术.提出了一种基于时域的运动补偿方法,并对其测速精度进行了分析.仿真结果表明该方法是可行的,具有速度快的优点.

在毫米波线性调频连续波(LFMCW)雷达中,目标加速度存在使回波多普勒信号受到二次项调制,造成多普勒频谱畸变,从而导致目标检测性能下降和参数估计精度损失.采用最大似然模型进行加速运动目标检测和加速度-速度估计,提出了适合在一般高斯噪声环境中(包括色噪声)该模型的速度-加速度联合估计快速算法.另外也推导出了一般高斯环境下Chirp信号参数估计的CRB界,为一般高斯环境下Chirp信号参数的方差提供了实际下界.

半导体致冷器在环境温度变化大,热传导不稳定,温度调节时间要求快等恶劣条件下工作时具有复杂的热电特性.基于小信号线性化方法得出了半导体致冷器在复杂环境下的线性动态模型,推导结果表明该模型有两个极点和一个零点,并且模型随工作条件的变化而变化.基于平均意义上的动态模型,采用模糊自适应PID控制算法和脉宽调制技术设计了半导体致冷器冷端的温度控制系统.阶跃反应表明该温度控制系统具有良好的动态性能和稳态品质,并具有良好的抗干扰特性,制冷10℃的时间约为70s,稳态误差非常小,达到0.1℃.在简单环境下工作,其温度控制效果优于0.1℃.实验亦表明该温度控制系统在常温环境下,最大制冷温度与环境温度之差达到23℃,且随着控制温度的降低,阶跃反应的时间也越来越长,主要是和半导体致冷器的制冷效率、热沉的散热功率和半导体致冷器的供电电流饱和有关.

FY-2B静止气象卫星扫描辐射计水汽通道发射前定标在实验室真空罐内进行.发射在轨后,可以利用星上黑体监视探测器性能变化,但由于星上黑体光路与目标光路不同,无法进行水汽通道的在轨全光路定标.介绍了FY-2B水汽通道的发射前定标、利用在轨电定标确定量化关系进行的定标处理以及与NOAA-17卫星HIRS/3通道12的相对定标方法.

对表面光滑、基底面漫射的吸收-散射性半透明涂层,通过建立入射光谱的辐射传递模型,采用蒙特卡罗法求解分析了涂层光学厚度、介质散射及基底面反射对涂层表面双向反射特性的影响.结果表明,即使在不考虑涂层表面Fresnel反射的条件下,吸收-散射性半透明涂层的反射也呈现明显的各向异性,其BRDF分布与吸收性半透明涂层的BRDF特性有明显差别.

根据H∞滤波理论,提出了基于H∞滤波预测技术的红外图像小目标运动预测和跟踪方法,为了降低模型阶数以加快图像处理速度,滤波过程被分解在水平和垂直两个方向上分别进行,即将滤波器分解为x、y方向上两个子滤波器.H∞滤波器是一种基于最优化最坏情况下的滤波技术,它对噪声源的要求不高,能较好地应用在复杂场景下的目标运动预测与跟踪.实验证实了在噪声源不能确定或是未知的情况下,它比Kalman滤波器对红外小目标的运动预测更加准确并具有更好抗扰动性.

为准确地实现目标识别,提出了将二维最大熵图像分割方法应用于红外图像实行分割.利用图像的二维直方图,二维最大熵分割方法不仅考虑了象素的灰度信息,而且还充分利用了象素的空间领域信息,能取得较为理想的分割结果.然而该方法所需的巨大运算量限制了其实际应用.运用PSO算法代替穷尽搜索获得阈值向量,求解速度可提高300～400倍,提高了分割效率.通过对实际的红外图像分割表明,这种方法简单、有效.

建立了目标的多站IRST(红外搜索与跟踪)系统的伪线性观测模型,基于该模型提出了匀速运动目标的伪线性卡尔曼滤波算法.算法利用伪线性方程组获得滤波器的初值,从而提高了滤波器的跟踪精度和速度.分别采用伪线性卡尔曼滤波器与推广卡尔曼滤波器对目标进行跟踪的仿真结果表明:当探测器数目为3、4时,在跟踪初始阶段,伪线性卡尔曼滤波器在跟踪的速度和精度方面均优于推广卡尔曼滤波器,在稳定阶段,两者的性能基本相仿.当探测器数目为6时,则不论是在跟踪的初始阶段,还是在稳定阶段,伪线性卡尔曼滤波器与推广卡尔曼滤波器的性能基本相同.

利用量子力学中密度矩阵及谐振子变换与数值求解相结合的方法,理论考察了带偏置电场的非对称半抛物量子阱中的子带内跃迁引起的线性与非线性折射率改变特性.以GaAs材料参数计算了总折射率改变对入射光的强度、半抛物量子阱受限势频率、外加直流电场强度的依赖关系.结果发现,总折射率改变敏感地依赖于这些因素.

大气特性与地物发射率是影响陆温反演精度的主要因素,不同的分裂窗表达式用于陆温反演存在不同的反演结果,其中两通道辐射量线形组合形式的分裂窗算法受大气影响最小,反演温度的误差也最小.其反演温度的误差与大气透过率和大气向上辐射无关,但与地物的发射率、大气向下辐射相关.分裂窗表达式B(λ′,Ts°)=α·I(λ1)+b·I(λ2)+c中的反演系数a、b与大气向上辐射无关,但分别与通道1、通道2的大气透过率成反比.当定标点发射率不完全一致时,二者还与大气向下辐射相关;相反,如果定标点发射率完全一致,二者与大气向下辐射无关.使用辐射量线性组合的分裂窗形式反演陆温时,当大气向下辐射与地物的Planck辐射越相近,误差越小.

完成了Ka波段基次谐波TE01模回旋行波管的初步设计,通过PIC模拟计算获得了回旋行波管稳定工作的详细物理图像和参数依赖关系.模拟计算表明,在电子注电压为100kV,电子注电流为20A,工作磁场为1.27T时,放大器可以获得大于450kW的输出功率、50dB增益、大于22.5%的效率和约为5%的带宽.

利用等离子体增强化学气相沉积方法,在SiH4/N2O反应气体中掺入PH3和B2H6制备了用于硅基SiO2平面光波导的硼磷硅玻璃覆盖层.分析了磷掺杂和硼掺杂对折射率的影响,提出了选择掺杂气体流量匹配折射率的方法.研究了退火温度和气氛对膜层性能的影响,高温退火使膜层的折射率趋于稳定,对光的吸收损耗减小;采用氧气退火可以抑制和消除氮气退火时膜层中出现的不透明的微晶粒,改善膜层质量.采用多步沉积退火方法,消除了台阶覆盖中出现的空洞和气泡,得到了台阶的覆盖性和覆盖平坦度都较好的硼磷硅玻璃膜层.

介绍一种简单的以自激注入锁定方式、生成边模抑制比改善的、可调谐双波长超短光脉冲的实验系统.系统通过调整两个Bragg光纤光栅和光延迟线,可方便地调谐两个不同波长及其间距,从而获得双波长光脉冲输出.实验显示,在20.7nm的波长调谐范围内,可获得边模抑制比接近或高于30dB的双波长光脉冲输出.系统简单,且波长调谐方便.

提出了基于二维最大相关准则的自动阈值图像分割算法.该方法根据图像的二维直方图中目标和背景分布的相关量最大来选择阈值,能够实现比传统最大相关准则更强的抗噪声能力.同时将遗传算法用于对二维最大相关准则阈值分割的优化,试验结果表明该算法可以实现快速、准确图像分割.