分布式多通道雷达成像技术
太赫兹成像技术在肿瘤诊断方面应用
太赫兹成像技术在肿瘤诊断方面应用太赫兹波(teraliertz wave)通常是指频率为0. 1一10. 0TH的电磁波。该波段介于微波和红外线之间，因此低频太赫兹波也称作亚毫米波，而高频部分则称作远红外线。太赫兹波具有微波和红外线的优点，实现了二者功能的互补。首先，太赫兹波信号具有良好的时间分辨率，但同时与微波相比还具有很好的空间分辨率，很多生物大分子的振动和转动能级都位于该波段，因此太赫兹波具有在生物医学领域应用的基础。其次，太赫兹波具有定的穿透性，能穿透陶瓷和塑料等物质，因此能够探测定深度的生物组织信息。最为重要的是，太赫兹波的光子能量极小会像x射线样产生电离效应，小会对生物组织和机体造成破坏。太赫兹波的这些特点使其在生物医学领域的应用逐渐得到重视，并取得了定的进展。 在众多生物医学领域的研究中，肿瘤的诊断治疗无疑是研究的重点之。2011年《CA：临床医师癌症杂志》两次更新了全球及美国癌症统计数据:癌症患者人数明显上升，癌症己成为发达国家的首位死亡原囚，发展中国家的第2位死亡原囚。癌症的早期诊断及早期治疗是提高肿瘤治愈率和降低肿瘤患者死亡率的关键所在。尽管影像学检查是肿瘤早期诊断的重要手段之一，但病理学检查H.以来是肿瘤诊断的金标准，该方法在定程度上受病理医生诊断经验的影}}向，并有定的创伤性，小能作为肿瘤筛
查或者常规检查项目。囚此，寻找相对安全、便捷、特异度和敏感度均佳的肿瘤诊断方法，H.是肿瘤预防、诊断和治疗领域的难题。 本文总结了太赫兹成像技术在肿瘤检测领域的诸多进展，以期提供个新的视角和方向，对临床肿瘤检测方法进行有益的探索。 1 太赫兹光谱成像的原理 根据太赫兹源的不同，太赫兹系统分为连续波形和脉冲波形。连续波使用的是固定频率，需要的太赫兹波能量相对较大，对太赫兹源和探测都有定的要求。脉冲波形系统频碧范围较宽，较容易实现，应用也较为广泛，其中太赫兹时域光谱技术(teraliertz time-domain spectroscopy,Thz-TDS)是发展最早、应用较为成熟的技术。连续型和脉冲型波的探测原理基本相同，即己知波形的太赫兹波透过样品或从样品反射后包含了样品复介电常数的空间分布，采集并处理透射或反射过来的太赫兹波的强度和相位信息，就能得到样品的空间分布和组成特性，再进一步进步通过数字处理就叫得到图像。 根据样品探测方式不同，太赫兹系统分为透射式和反射式两种。图1 所示为透射式系统，反射式系统结构与此类似，只是其探测的是从样品反射的信号。两种系统的工作原理相同，即山锁模飞秒激光器发射的激光脉冲被分束器分成两束:束为抽运光，用来激发发射元件而产生太赫兹波;另束为探测光，用来探
合成孔径雷达概述(SAR)
合成孔径雷达概述 1合成孔径雷达简介 (2) 1.1 合成孔径雷达的概念 (2) 1.2 合成孔径雷达的分类 (3) 1.3 合成孔径雷达(SAR)的特点 (4) 2合成孔径雷达的发展历史 (5) 2.1 国外合成孔径雷达的发展历程及现状 (5) 2.1.1 合成孔径雷达发展历程表 (6) 2.1.2 世界各国的SAR系统 (9) 2.2 我国的发展概况 (11) 2.2.1 我国SAR研究历程表 (11) 2.2.2 国内各单位的研究现状 (12) 2.2.2.1 电子科技大学 (12) 2.2.2.2 中科院电子所 (12) 2.2.2.3 国防科技大学 (13) 2.2.2.4 西安电子科技大学 (13) 3 合成孔径雷达的应用 (13) 4 合成孔径雷达的发展趋势 (14) 4.1 多参数SAR系统 (15) 4.2 聚束SAR (15) 4.3极化干涉SAR（POLINSAR） (16) 4.4合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Ladar） (16) 4.5 小型化成为星载合成孔径雷达发展的主要趋势 (17) 4.6 性能技术指标不断提高 (17) 4.7 多功能、多模式是未来星载SAR的主要特征 (18) 4.8 雷达与可见光卫星的多星组网是主要的使用模式 (18) 4.9 分布SAR成为一种很有发展潜力的星载合成孔径雷达 (18) 4.10 星载合成孔径雷达的干扰与反干扰成为电子战的重要内容 (19) 4.11 军用和民用卫星的界线越来越不明显 (19) 5 与SAR相关技术的研究动态 (20) 5.1 国内外SAR图像相干斑抑制的研究现状 (20) 5.2 合成孔径雷达干扰技术的现状和发展 (20) 5.3 SAR图像目标检测与识别 (22) 5.4 恒虚警技术的研究现状与发展动向 (25) 5.5 SAR图像变化检测方法 (27) 5.6 干涉合成孔径雷达 (31) 5.7 机载合成孔径雷达技术发展动态 (33) 5.8 SAR图像地理编码技术的发展状况 (35) 5.9 星载SAR天线方向图在轨测试的发展状况 (37) 5.10 逆合成孔径雷达的发展动态 (38) 5.11 干涉合成孔径雷达的发展简史与应用 (38)
太赫兹(THz)技术
太赫兹(THz)技术 一、基本概念 (1) 1. 太赫兹波 (1) 2. 太赫兹波的特点 (1) 二、国内外研究现状 (2) 1. 美国 (3) 2. 欧洲 (3) 3. 亚洲 (3) 三、太赫兹技术的应用 (4) 1. 太赫兹雷达和成像 (4) 2. 太赫兹通信 (5) 3. 太赫兹安全检查 (6) 4. 太赫兹无损检测 (7) 5. 环境探测 (7) 6. 生物医学 (8) 7. 天文观测 (8) 8. 材料特性的研究 (9) 四、太赫兹技术的研究内容 (9) 1. 太赫兹辐射源 (9) 2. 太赫兹波段信号的探测 (10) 3. 太赫兹功能器件 (10) 五、我们能做些什么 (10)
一、基本概念 1.太赫兹波 太赫兹(Terahertz)一词是弗莱明(Fleming)于1974年首次提出的，用来描述迈克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。太赫兹(THz, 1THz=1012Hz)频段是指频率从十分之几到十几太赫兹，介于毫米波与红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。THz波又被称为T射线，在频域上处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，在电子学向光子学的过渡区域。长期以来由于缺乏有效的THz辐射产生和检测方法，对于该波段的了解有限，使得THz成为电磁波谱中最后一个未被全面研究的频率窗口，被称为电磁波谱中的“太赫兹空隙”（Terahertz Gap）。 2.太赫兹波的特点 THz波具有很多独特的性质。从频谱上看，THz 辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间；在电子学领域， THz辐射被称为毫米波或亚毫米波；在光学领域，它又被称为远红外射线；从能量上看, THz波段的能量介于电子和光子之间。 THz的特殊电磁波谱位置赋予它很多优越的特性，有非常重要的学术价值和应用价值，得到了全世界各国研究人员的极大关注。 THz 波的频率范围处于电子学与光子学的交叉区域。在长波方向，它与毫米波有重叠，在短波方向，它与红外线有重叠。在频域上， THz处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。由于其所处的特殊位置，THz波表现出一系列不同于其他电磁辐射的特殊性质： 1)THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级，不但可以方便地对各种材料进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究，而且通过取样测量技术，能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰，得到具有很高信噪比(大于) THz电磁波时域谱，并且具有对黑
浅谈AIS与雷达目标信息融合
浅谈AIS与雷达目标信息融合 摘要给出AIS和雷达目标信息融合问题的提出背景及模型的建立后，介绍主要用的信息融合方法即粗糙集与神经网络，简单概述粗糙集和人工神经网络，然后对粗糙集与人工神经网络相结合的可行性进行归纳总结，得出将粗糙集和神经网络结合起来的融合方法是可行的。 关键词AIS；雷达；信息融合；粗糙集；神经网络 传统的雷达曾是海上监控系统的一个里程碑。但由于传统雷达的局限性，决定了它所能提供的是非常小量的信息。而船舶自动识别系统（AIS）能提供的信息有很多的优点，足以弥补雷达数据的缺陷。但就现阶段来说，雷达在航海技术中又是无可替代的。因此，为给船舶航行提供更精确可靠的信息，我们需要将AIS与雷达结合起来，把他们的数据进行综合处理，取长补短，为船舶的安全航行和港口对船舶更好的管理提供质量更高的数据。 AIS与雷达系统对目标的监测跟踪相比，AIS具有下列优点： 1）信息量大，可提供雷达所不能提供的大量船舶动态信息，节省自动避碰系统的计算时间和存储容量。2）信息来源可靠，误差小。3）不间断地提供动态信息。4）自主运行，无需人工监控。 虽然AIS具有上述优点，但仍有它的局限性，因而它并不能取代雷达系统，这是由于： 1）不是所有船舶都安装了AIS，所以雷达系统还是不可或缺的。2）雷达系统是自主的监测跟踪手段。在VTS中心，无论船舶上是否装备AIS或雷达，或它们是否正常工作，雷达系统对目标的监测跟踪均不受影响；对一些突发性交通事故的监测、记录，雷达系统更能发挥作用。3）雷达系统可以得到水域的全景交通图像，除了所有的运动目标，还有静止和固定的目标，如助航设施等。4）AIS提供的位置数据来自于GPS/DGPS数据，而GPS/DGPS数据是GPS/DGPS 天线所在点的船舶运动数据，恢复成图像时该船只是一个点，而雷达目标回波在一定程度上可反映目标的大小和形状。5）虽然目前AIS设备中的船位信息来源于GPS/DGPS设备，精度较高。但是其提供的航向信息和航速信息还是采用陀螺经信息和计程议信息，因此这两种设备的误差势必将会传递到AIS数据中。 由于雷达和AIS都有各自独立的信息处理系统，而且分布式结构可以以较低的费用获得较高的可靠性和可用性；可以减少数据总线的频宽和数据处理的要求；可以获得与集中式结构相同或类似的精度。因此本文采用分布式结构对雷达和AIS信息进行融合研究，根据信息融合的分布式融合模型，结合AIS和雷达目标数据特点，本文建立了如图1的AIS和雷达目标信息融合的模型。 图1 AIS和雷达目标信息融合模型
雷达成像技术(保铮word版)第六章 合成孔径雷达运动补偿
第六章合成孔径雷达运动补偿 机载SAR运动补偿可分为实时运动补偿和成像处理运动补偿。实时运动补偿就是利用飞机上的惯性导航设备和运动传感器测出飞机的姿态和速度变化，对雷达参数进行实时调整，根据飞机姿态变化调整天线波束指向，根据飞机速度调整脉冲重复频率，消除不均匀采样误差，根据天线相位中心到场景中心线的距离，调整快时间采样起始时刻。实时运动补偿能消除部分运动误差，但要实现高分辨率成像，还需要在成像处理中进行精确的运动补偿，成像处理运动补偿可又分为两类，一是基于运动传感器的运动补偿，二是基于雷达高分辨回波数据的运动补偿。成像处理运动补偿中，基于回波数据的运动补偿本质上和基于运动传感器的运动补偿相同，只不过运动参数(主要是多普勒中心和调频率参数)是通过回波数据估计得到。 由载机引起的合成孔径阵列误差主要可分为沿着航向的误差和垂直航向的误差，下面分别讨论对它们的运动补偿。 6.1 垂直航线运动分量的补偿 由大气扰动引起的运动误差的补偿是机载SAR系统中一个关键问题。在SAR成像系统中因运动误差而引起的主要影响表现有：空间和辐射分辨率的下降，方位模糊，几何和相位失真。 运动误差通常可用捷连惯导单元(IMU)和惯性导航系统(INS)测得。对从IMU或INS的加速度计和陀螺仪获得的数据进行处理可以重构出飞机的三维运动轨迹(即沿航向，垂直航向，天顶方向)，同时也可得到IMU位置的三个角度分量(即偏航角，俯仰角，滚转角)。由于我们关心的是天线相位中的运动误差，所以需要知道IMU和天线中心位置之间的距离，以便将IMU位置的运动信息换算到相位中心位置，同时需要将惯导系统与全球定位系统相结合，把相位位置转变为绝对位置。由于从惯导系统得来的运动参数常常受到系统误差(例如，加速度计的积分引起的偏差)的影响，通过从SAR数据中估计可进一步提高运动参数的精度。 下面，我们先分析SAR处理中的运动误差对成像的影响。我们假设机载SAR
雷达技术综述
雷达技术综述 Overview of Radar Technology 摘要： 雷达被广泛用于军事预警、导弹制导、民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。本文首先概述了雷达发展历程并总结了雷达技术发展的成因，然后对雷达的基本工作原理和基本雷达方程作了简要的介绍。最后介绍了几种实际雷达并指出了雷达的未来发展方向。 关键词： 雷达技术；工作原理；雷达应用；发展趋势 Abstract: Radar is widely used in many fields of military early warning, missile guidance, aviation control, topographic surveying, meteorology, navigation and so on.This paper outlines the development process of radar and summarizes the causes of the development of radar technology,then briefly introduces the basic principle of radar and basic radar equation.Finally, introduces several kinds of practical radar and points out the future development direction of radar. Key words: radar technology; working principles; radar applications; trend in development 引言 雷达是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，原意为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。因此，雷达也被称为“无线电定位”。雷达最先是作为一种军事装备服务于人类，主要用来实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器。随着雷达技术的不断改进，如今雷达被广泛用于民航管制、地形测量、气象、航海等众多领域。随着高科技的不断发展，雷达技术将在21世纪得到更广泛的应用。 1 雷达的发展历程 雷达诞生于20世纪30年代，从美、欧等发达国家的雷达装备技术发展来看，雷达的发展历程大致经历了4个阶段：第1个阶段是从20世纪30年代到50年代，为实施国土防空警戒，指挥和引导己方作战飞机以及各种地面防空武器(高炮、高射机枪、探照灯等)，西方大量研制部署米波段雷达和以磁控管为发射机的微波雷达。当时雷达探测目标的种类简单，主要是飞机，此外还有少量的飞艇和气球，雷达的典型技术特征是电子管、非相参，这种雷达被称为第1代。 第2个阶段是从20世纪50年代到80年代，防空作战对雷达提出了由粗略
雷达成像技术(保铮word版)第四章 合成孔径雷达
第四章 合成孔径雷达 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，简称SAR ）是成像雷达中应用最 多，也是本书讨论的重点。在前几章对雷达如何获取高的距离分辨率和横向分辨 的基础上，从本章开始用三章的篇幅对合成孔径雷达作较详细的讨论。 首先，结合工程实际介绍合成孔径雷达的原理。在前面的讨论中已经提到， 根据不同的要求，成像算法（特别是横向成像算法）有许多种，本章只介绍最简 单的距离-多普勒算法的原理，目的是由此联系到对合成孔径雷达系统的要求以 及工程实现方面的问题。 合成孔径雷达通常以场景作为观测对象，它与一般雷达有较大不同，我们将 在本章讨论合成孔径雷达有别于一般雷达的一些技术性能和参数。 4.1 条带式合成孔径雷达成像算法的基本原理 4.1所示，设X 轴为场景的中心 线，Q 为线上的某一点目标，载机以 高度H 平行于中心线飞行，离中心线 的最近距离B R 为 B R = （4.1） 当载机位于A 点时，它与Q 点的斜距 为 R = （4.2） 式中t X 为点目标Q 的横坐标。 当分析中心线上各个点目标的回波状况及成像算法时，可以在包括场景中心 线（即X 轴）和载机航线的平面里进行。至于场景里中心线外的情况将在后面 说明，这里暂不讨论。 一般合成孔径雷达发射线性调频（LFM ）脉冲，由于载机运动使其到目标的 距离发生变化，任一点目标回波在慢时间域也近似为线性调频，而且包络时延也 几何示意图
随距离变化，即所谓距离徙动。合成孔径雷达成像算法的任务是从载机运动录取得到的快、慢时间域的回波数据，重建场景图像，它是二维匹配滤波问题。 严格考虑距离徙动的成像算法比较复杂，在实际应用中，一般均根据情况采用一些较简单的算法，这些将在第五章里系统介绍。在这里我们主要讨论分辨率较低，距离徙动影响可以忽略的最简单的情况，这时可采用简易的距离-多普勒基本算法。 所谓距离徙动的影响可以忽略不计是指雷达波束扫过某点目标的相干处理时间里，目标斜距变化引起的距离徙动值小于距离分辨单元长度的1/4~1/8，即场景中心线上所有点目标的回波（距离压缩后的）在慢时间域里均位于同一个距离单元。当然，因斜距改变引起的二次型相位变化还是需要考虑的，即系统的脉冲响应函数应考虑二次型相位。这种情况下的成像算法是比较简单的，可将回波信号先在快时间域作脉压匹配滤波，然后再对快时间域的每一个距离单元分别沿慢时间作方位压缩的匹配处理，于是得到场景的二维图像。在上面的图4.1中，我们提出只对中心线上的目标进行讨论，场景的二维图像当然包括场景里中心线以外的目标，这将在下一节里说明。 脉压匹配滤波可以在时域用回波数据与系统函数作卷积处理，也可以在频域作乘积处理，由于乘积的运算量小，同时时频域之间的傅里叶变换有FFT快速算法，频域计算用得更多。此外，由于场景有一定宽度，比发射脉冲宽度宽不少，而沿慢时间录取的数据长度一般也比波束扫过一个点目标的相干积累时间长得多，即时域信号长度比系统匹配函数长得多，这里应将信号分段处理后再加以拼接。 4.2合成孔径雷达回波的多普勒特性 信号有时域表示和频域表示，一般情况直接获取的是时域信号，通过傅里叶变换得到它的频谱。合成孔径雷达信号也是如此，快时间表示的发射信号是在时域生成，而慢时间回波则为载机运动过程中回波的变化序列。通过傅里叶变换，可以得到快时间频谱（距离谱）和慢时间频谱（多普勒谱或方位谱）。 合成孔径雷达信号有它的特殊性，它的回波为众多点目标回波的线性组合，而对一个点目标来说，其快、慢时间回波均为（或近似为）线性调频信号。对于
太赫兹技术简介
太赫兹技术 太赫兹辐射是0.1~10THz的电磁辐射，从频率上看，在无线电波和光波，毫米波和红外线之间；从能量上看，在电子和光子之间·在电磁频谱上，太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常成熟，但是太赫兹技术基本上还是一个空白，其原因是在此频段上，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合微波的理论来研究。太赫兹系统在半导体材料、高温超导材料的性质研究、断层成像技术、无标记的基因检查、细胞水平的成像、化学和生物的检查，以及宽带通信、微波定向等许多领域有广泛的应用。研究该频段的辐射源不仅将推动理论研究工作的重大发展，而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。 太赫兹介绍 可以预料，太赫兹技术将是21世纪重大的新兴科学技术领域之一。 随着THz科技的发展，它在物理、化学、电子信息、生命科学、材料科学、天文学、大气与环境监测、通讯雷达、国家安全与反恐、等多个重要领域具有的独特优越性和巨大的应用前景逐渐显露。太赫兹波的传输是太赫兹波通信系统研究中的一个重要组成部分，由于太赫兹波在自由空间中的传输损耗很大，从某种意义上说很难对它加以引导和控制。为了克服这个困难，急需可以传播太赫兹波的波导[1] 。 太赫兹技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一，被日
本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。太赫兹泛指频率在0.1～10太赫兹波段内的电磁波，处于宏观经典理论向微观量子理论、电子学向光子学的过渡区域。频率上它要高于微波，低于红外线；能量大小则在电子和光子之间。由于此交叉过渡区，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合用微波的理论来研究。所以，上世纪九十年代以前，一度被人“遗忘”，也因此被称为“太赫兹空白”。 当前，各国纷纷加快了针对这唯一没有获得充分研究波段的探索，掀起一股研究太赫兹的热潮。那么，作为第五维战场空间的“拓展者”，太赫兹在军事领域具体有哪些应用？让我们走近一探究竟。太赫兹成像 远距离穿墙术，铸就反恐作战新利器。 如果问一下驻伊美军最怕的是什么，那答案肯定是路边炸弹，防不胜防的路边炸弹，成了驻伊美军不寒而栗的“头号杀手”，以至于让美国海军陆战队司令迈克尔·哈吉认为：“这种相对低级的武器将成为未来战争的一个标志。”在美军撤离伊拉克之前路边炸弹造成的伤亡一度不绝于耳。与此同时，不断发生的细菌邮件、包裹炸弹和自杀式袭击也令人神经紧绷。似乎在传统威胁面前，高新技术也无能为力，事实真是如此吗？太赫兹的穿墙透视能力或许能够扭转这种被动局面。 太赫兹的频率很高、波长很短，具有很高的时域频谱信噪比，且在浓烟、沙尘环境中传输损耗很少，可以穿透墙体对房屋内部进行扫描，是复杂战场环境下寻敌成像的理想技术。未来城市及反恐作战中，
国外雷达技术新进展概述
国外雷达技术新进展概述 朱峥嵘 (南京电子技术研究所,江苏省南京市210039) 摘 要:雷达技术的研发与应用重点仍然集中在有源相控阵雷达、合成孔径雷达方面。有源相控阵雷达技术在机载雷达系统、舰载雷达系统及陆基雷达系统中获得到了广泛的应用。文中指出Ga N (氮化镓)单片微波集成电路功率放大器的可靠性有所提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件,并使有源相控阵雷达的探测距离进一步增加。为满足在无人机上的应用要求,合成孔径雷达的小型化在2009年取得了新的进展。 关键词:有源相控阵雷达;合成孔径雷达;单片微波集成电路中图分类号:T N958 收稿日期:2010205221。 0 引 言 有源相控阵是近年来正在迅速发展的雷达新技 术,它将成为提高雷达在恶劣电磁环境下对付快速、机动及隐身目标的一项关键技术。有源相控阵雷达是集现代相控阵理论、超大规模集成电路、高速计算机、先进固态器件及光电子技术为一体的高新技术产物[122] 。合成孔径雷达是一种高分辨率的二维成像雷达,由于其具有全天候、全天时的优点,特别适于大面积的地表 成像[324] 。 2009年,国外有源相控阵雷达技术与合成孔径雷达技术取得了新进展。 1 有源相控阵雷达技术 有源相控阵雷达具有机械扫描雷达不可比拟的优越性,是雷达技术的主要发展方向。2009年,欧美各国竞相发展和装备有源相控阵雷达。陆基、舰载、机载有源相控阵雷达的研制取得了重大进展,欧洲雷达集团公司研制出可旋转的有源相控阵雷达天线,使该雷达具备了对飞机身后区域的探测能力。美国诺斯罗普?格鲁曼公司开发出敏捷波束机载有源相控阵雷达,不仅能对多个空中目标进行探测,还能进行地面动目标探测,使作战飞机能完成多种作战任务。随着技术的进步,尤其是Ga N (氮化镓)单片微波集成电路在T/R 组件中的应用,有源相控阵雷达的性能将进一步提高。1.1 GaN 单片微波集成电路可靠性提高,有望成为有源相控阵雷达的关键部件 与Ga A s (砷化镓)器件相比,Ga N 器件的功率密度更高(可达40W /mm ),并具有更高的耐高温特性 (工作温度可达600℃以上)。Ga N 高电子迁移率晶 体管可以提供较好的线性功率和效率以及较高的带宽 (高频参数达230GHz )。 美国雷声公司Ga N 芯片进行了长达1000h 的可靠性测试。在长达1000h 的Ga N 单片微波集成电路功率放大器可靠性测试中,器件性能没有降低,这表明此器件向实用化方向迈出了重要的一步。该公司称此Ga N 芯片将广泛用于防空/反导系统的雷达中,它将使有源相控阵雷达的探测距离大大增加,并将使其具有更强的电子攻击能力。1.2 有源相控阵雷达技术首次应用于防空系统的火控雷达 欧洲航空防务航天公司为美、意、德联合开发的ME ADS (中程扩展防空系统)的X 波段MFCR (多功能火控雷达)提供了第一批次5000个T/R 组件及其相关电子设备。这些组件是有源相控阵雷达的关键部件,它揭开了有源相控阵雷达技术应用于防空系统火控雷达的序幕。 X 波段多功能火控雷达是一种固态有源相控阵雷达,在它的主雷达天线上集成了一个敌我识别天线,并可选择性地集成电子支援分系统、GPS 天线和数字处理器。该雷达的天线安装在一台5t 的卡车上,用液体进行冷却,冷却剂从热交换器流向T/R 组件,然后回流至热交换器。该雷达能以“点对点模式”来监视有限方位角范围,也能以“选择模式”进行360°全向扫描。它的最远探测距离达400k m ,具有引导中远程精确制导武器拦截目标的能力,能同时捕捉多个低雷达截面积目标。该雷达的运用将为导弹防御系统提供一种功能更强的火控雷达。 ? 8?第36卷第6期2010年6月 信息化研究 I nf or matizati on Research Vol .36No .6Jun .2010
多雷达数据融合成像
多雷达数据融合成像 硕士论文多雷达数据融合成像摘要００删０４枷舢删 咖嘲蜊嘣Ｙ２２７６１３５多雷达数据融合成像是 一种新兴的雷达成像技术，在军事上有着非常重要的作用。它可以在现有的硬件基础上，综合多部雷达的回波信号，然后运用数据相干融合的思想获得超宽带和大相干积累角 度的雷达回波信号，最终得到比单雷达成像技术更高分辨率的雷达图像。本文主要分三部分来介绍多雷达数据融合成像技术：第一部分主要介绍了多雷达数据融合成像的理论基础，包括目标的电磁散射模型的建立、模型参数的估计、多频带雷达数据相干配准、逆合成孔径雷达成像模型及逆投影法成像算法。第二部分研究了同视角多频带雷达数据融合成像技术。针对观测频带有重叠的情况，提出了基于重叠回波信号的相干配准方法；对于稀疏多子带观测的情况，必须首先对己知的两段雷达数据分别建立电磁散射模型， 然后提出基于信号模型的相干配准方法，利用相干配准后的两段数据共同建立全局信号模型，并用来填补频带上的空缺数据：最后研究了噪声对两种情况数据融合成像结果的影响。第三部分研究了多视角多频带雷达数据融合成像技术。首先给出了目标散射场的二维指数和模型，然后将极坐标空间的雷达回波数据重采样到直角坐标空间下的均匀
矩形网格上，接着利用二维ｒｏｏｔ．ＭｕＳＩＣ算法结合线性最小二乘法估计出二维指数和模型的极点和幅度系数，通过设定阈值的方法完成极点的配对，最后算例仿真验证了算法的正确性。关键词：多雷达数据融合成像，相干配准，指数和模型，逆合成孔径雷达，求根多重信号分类，分辨率 ＡｂｓｔＩ砌硕士论文ＡｂｓｔｒａｃｔＭｕｌｔｉ－ｒａｄａｒｄａｔａ如ｓｉｏｎａｎｄｉｍａｇｉｎｇｉｓａｎｅｗｔｅｃｌｌｌｌｉｑｕｅ，ｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａＶｅ可ｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎⅡ１ｅｍｉｌｉｔａｒｖ．ｎｃｏｍｂｉｎｅｓｍｕｌｔｉ—ｒａｄａｒｓｉｇｎａｌｓａｎｄｍｅｎｕｓｅｓｄａｔａ如ｓｉｏｎｔｈｅｏｒｙｔｏｏｂｔａｉｎｕｌ打ａ－ｗｉｄｅｂａＩｌｄａｎｄ１ａｒｇｅｒｃｏｈｅｒｅｎｔ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｇｌｅｂａＳｅｄｏｎｔｌｌｅｅｘｉｓｔｉｎｇｈａｒｄｗａｒｅ．Ｆｉｎａｌｌｙｉｔｏｂｔａｊｎｓｈｉ曲ｅｒｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｒａｄａｒｉｍａｇｅｔｈａｎｔ１１ｅｓｉｎｇｌｅｒａｄａｒｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｌｌｌｌｉｑｕ
太赫兹波谱与成像
太赫兹波谱与成像 太赫兹波简介 太赫兹波是对在电磁波谱中频率位于微波和红外辐射之间的所有电磁辐射的统称，通常也被称做太赫兹辐射、T射线、远红外等等。从频率的角度看，太赫兹波的频率在0.1THz~10THz的范围内(波长在3mm一30μm)，位于毫米波和红外线之间，属于远红外波段，如图1;从能量的角度来看，太赫兹波的能量只有4.lmeV，介于电子与光子之间，是电子学和光学的交叉领域。 图1 太赫兹波在电磁波普中的位置 由于该频段介于微波和红外线之间，因此，它既不完全适合于光学理论，也不完全适合于微波的理论，用传统的方法很难获得太赫兹波。正是由于这个原因，尽管太赫兹波段两侧的红外和微波技术早已为人们所应用，而且技术非常的成熟，但是太赫兹波段仍然是电磁波谱研究上的一个“空白”地带，也就是科学家们通常所描述的“太赫兹空隙”。在上世纪八十年代以前，太赫兹波的产生和检测是从事太赫兹研究的基本出发点，也是太赫兹技术研究前进道路上的两大阻碍，这也正是科学家对该波段电磁辐射了解十分有限的主要原因。近几十年中，由于超快光电子技术与低尺度半导体技术取得了迅速发展，为太赫兹波段提供了稳定、可靠的光源与探测手段，太赫兹技术及其应用才取得蓬勃的发展。 太赫兹波的特性 太赫兹波位于光学和电子学交叉的研究领域，既不完全遵循光学的规律，也不完全属于电子学的范畴，它具有很多与众不同的优点: 1、能量低：太赫兹波的光子能量只有4.1毫电子伏(大约是X射线光子能量的1/106)，比各种化学键的键能要低，因此，当太赫兹光照射在生物体上时，不会产生对生物组织有害的电离反应。与光子能量在千电子伏数量级的X射线相比，这种不会因为电离而破坏被检测物质的特性，使太赫兹波在安全检查及生物医学领域的应用有强大的优势。
ADS-B与雷达数据的融合应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2c10930569.html, ADS-B与雷达数据的融合应用 作者：谢峥 来源：《科教导刊》2010年第21期 摘要本文介绍了ADS-B的概念,对比了ADS-B与常规雷达的主要区别,分析了在空管自动化系统中ADS-B与雷达数据的融合处理过程,最后探讨了其技术优势和应用前景。 关键词ADS-B 雷达数据传感器航迹 中图分类号:TN95文献标识码:A 1 ADS-B概述 ADS-B,即广播式自动相关监视,是一种利用空地、空空数据通信完成交通监视和信息传递的航行新技术,国际民航组织(ICAO)将其确定为未来监视技术发展的主要方向,并正积极推进该项技术的应用。 作为应用在空中交通服务中的监视技术,ADS-B主要实施空对空监视,装备了ADS-B机载 设备的飞机通过数字式数据链,不停地广播其精确的4维位置信息(经度、纬度、高度和时间)和其它可能附加信息(冲突告警信息,飞行员输入信息,航迹角,航线拐点等信息)以及飞机的识别信息和类别信息。ADS-B接收机与空中交通管理系统、其它飞机的机载ADS-B结合起来,在空地都能提供精确、实时的冲突信息。 ADS-B技术是新航行系统中非常重要的监视技术,与常规雷达相比,ADS-B能够提供更加实时和准确的航空器位置等监视信息,但对其建设投资只有前者的十分之一左右,并且维护费用低,使用寿命长。使用ADS-B可以增加无雷达区域的空域容量,减少有雷达区域对雷达多重覆盖的需求,大大降低空中交通管理的费用。 但由于在技术体制、规划性、兼容性等个方面问题,单一依靠雷达系统或ADS-B实施空中交通监视,都会存在影响空中交通服务的有效性和可靠性的问题。如何将ADS-B信息与雷达数据融合应用,成为一个有益的课题。 2 ADS-B与常规雷达的比较 在工作原理和数据来源方面,常规的民用航管二次雷达,使用A/C询问模式工作,雷达向飞机询问,飞机的应答机向地面雷达发送气压高度和二次编码,地面雷达通过计算得出飞机的相对距离和方位。而ADS-B无需应答,是飞机依靠星基GPS来确定精确位置,由机载设备将GPS定位
雷达技术概述
雷达技术的发展历程及其在现代战争下的发展趋势研究 摘要：文章简要介绍了雷达系统和技术的发展历程，分析了雷达系统与技术发展的特点，提出了现代战争下雷达技术发展展望。 关键词：雷达技术相控阵合成孔径发展历程发展趋势 引言 自从雷达诞生至今，在70 多年的发展历程中，随着科技的不断发展、需求的不断变化，出现了多种体制的新功能雷达，雷达的技术性能、体积和重量、可靠性、维修性、抗恶劣环境的生存能力等也发生了天翻地覆的变化。特别是其在现代战争中的广泛应用，使得对雷达技术的研究具有了重要的意义。 一、雷达系统与技术的发展历程 1．20 世纪30 年代及以前 19 世纪后期，物理学家麦克斯韦、法拉第和安培等人，预言并用数学公式描述了移动电流产生的电磁波的存在情况。1935 年英国和美国科学家第一次研制出能够探测空中飞机的实用米波雷达，至此宣告了雷达的诞生。1936 年美国海军研究实验室研制了T / R （收发）开关，可使雷达系统的接收和发射分系统共用一副天线，大大简化了雷达系统结构。1939 年英国科学家发明了大功率磁控管，克服了甚高频雷达波束和频带窄的缺点，使实用雷达步入了微波频段。 2．20 世纪40 年代 20 世纪40 年代美国辐射研究室把微波新技术应用于军用机载、陆基和舰载雷达取得成功，其代表产品是SCR -270 机载雷达、SCR -584 炮瞄雷达和AN / APQ-机载轰炸瞄准相控阵雷达。20 世纪40 年代主要的雷达技术有动目标显示技术、中继技术以及单脉冲跟踪技术理论的提出。动目标显示技术应用于各型对空警戒雷达，后来应用于着陆引导、岸防等型雷达，其优势是能有效抑制地海杂波，抑制大山、建筑物、风雨雪等静止和慢动目标的干扰能将机载情报传送到地面观测站，能有效加强地空之间的信息联系。 3.20 世纪50 年代 20 世纪50 年代是雷达理论发展的鼎盛时期，雷达设计从基于工程经验阶段，进人了以理论为基础，结合实践经验的高级阶段。50 年代产生的主要理论有匹配滤波器概念、统计检测理论、模糊图理论和动目标显示理论等。各种新技术的应用，出现了诸如脉冲多普勒雷达、合成孔径雷达等新休制雷达。 4.20世纪60年代 20 世纪60 年代雷达系统发展的主要标志是数字处理技术革命和相控阵雷达的应运而生。为了探测洲际弹道导弹，为防空系统提供预测情报，产生了相控阵雷达体制。新一代雷达发展方向是全固态电扫相控阵多功能雷达。雷达信号和数据处理的数字化革命、半导体元件、大规模和超大规模集成电路的应用，使雷达技术的发展日臻完善并达到比较高的水平。
太赫兹简介及特点和应用
太赫兹简介及特点和应用 嘉兆科技 THz波（太赫兹波）或成为THz射线（太赫兹射线）是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。实际上，早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9um（0.009mm）和20um （0.02mm），之后又有到达50um的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为THz间隙。 随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术，THz技术得以迅速发展，并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。2004年，美国政府将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之四，而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首，举全国之力进行研发。我国政府在2005年11月专门召开了“香山科技会议”，邀请国内多位在THz研究领域有影响的院士专门讨论我国THz事业的发展方向，并制定了我国THz技术的发展规划。另外，美国、欧洲、亚洲、澳大利亚等许多国家和地区政府、机构、企业、大学和研究机构纷纷投入到THz的研发热潮之中。THz研究领域的开拓者之一，美国著名学者张希成博士称：“Next ray，T-Ray ！” 目前国内已经有多家研究机构开展太赫兹领域的相关研究，其中首都师范大学，是入手较早，投入较大的一家，并且在毒品和炸药太赫兹光谱、成像和识别方面，利用太赫兹对非极性航天材料内部缺陷进行无损检测方面做出了许多开拓性的工作，同时由于太赫兹射线在安全检查方面的独特优势，首都师范大学太赫兹实验室正集中力量研发能够用于实景测试的安检原型设备。 目前，国际上对太赫兹辐射已达成如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源；太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。
AIS与雷达数据融合技术研究孙文杰
AIS与雷达数据融合技术研究孙文杰 AIS与雷达都是船舶导航的关键设备，但有着各自的优势和不足，将两者综合应用具有重要意义。但AIS与雷达数据既有冗余又有互补，因此需要一定的数据融合算法才能达到较好的应用效果。文章从AIS和雷达在船舶导航的应用背景出发，介绍了雷达和AIS系统的基本工作原理，并详细分析了其各自的优缺点，论述了两种技术相结合的必要性。最后对AIS与雷达数据融合技术进行了深入研究，给出了一个典型的数据融合系统，为船舶航行安全提供了保障。 标签：雷达；AIS；数据融合；船舶导航 Abstract：Both AIS and radar are the key equipment of ship navigation，but they have their own advantages and disadvantages，so it is of great significance to apply them in a comprehensive way. However，AIS and radar data are redundant and complementary，so a certain data fusion algorithm is needed to achieve good results. Based on the application background of AIS and radar in ship navigation，this paper introduces the basic working principle of radar and AIS system，analyzes their respective advantages and disadvantages in detail，and discusses the necessity of combining the two technologies. Finally，the technology of data fusion between AIS and radar is deeply studied，and a typical data fusion system is presented，which provides a guarantee for the safety of ship navigation. Keywords：radar；AIS；data fusion；ship navigation 1 概述 随着经济的发展，海运和内河航运走进了一个新的阶段，船舶数量不断增加，港口和航道的船只密度越来越高，船舶碰撞事件時有发生。雷达的应用在一定程度上解决了船舶定位和碰撞问题，但雷达易受雨雪和海浪等因素的影响，而且在图像显示和航迹预测方面还有很大的不足，因此未能完全满足船舶航行安全的要求。船舶自动识别系统（Automatic Identification System，AIS）技术的产生很大程度上弥补了雷达的缺陷，使船只信息交换更加准确快捷。因此，在雷达系统的基础上加装AIS系统，将两者综合起来形成一个新的系统，具有广阔的应用前景。 2 雷达及AIS基本原理 2.1 雷达导航原理 雷达是通过电磁波的反射原理来对目标位置进行测量的。首先雷达天线会对外发射射频信号，若目标存在，则会将部分信号反射回来，雷达天线接收到反射信号后，根据其强度和角度等信息即可计算出目标所在的位置。通过不停地发射与接收，即可测量出目标的运动轨迹。雷达可以区分出固定的物体和运动物体，
太赫兹成像技术的实验研究
第25卷第3期2006年6月 红外与毫米波学报 J.I nfrared M illi m .W aves Vol .25,No .3June,2006 文章编号:1001-9014(2006)03-0217-04 收稿日期:2005211201,修回日期:2006202218 Rece i ved da te:2005211201,rev ised da te:2006202218基金项目:国家自然科学基金资助项目(10390160),北京市科技新星计划资助课题 作者简介:张振伟(19772),男,北京人,首都师范大学物理系2003级硕士研究生,研究方向:脉冲THz 时域光谱成像和CW THz 成像应用研究. 太赫兹成像技术的实验研究 张振伟, 崔伟丽, 张 岩, 张存林 (首都师范大学物理系,北京 100037) 摘要:建立了一套透射式逐点扫描太赫兹(THz )辐射成像装置,它采用<100>2I n A s 晶体作为高功率、宽频谱的 THz 辐射源和高灵敏度、低噪声的电光取样差分探测方法,具有对隐蔽在非透明电介质材料内物体成像的能力.并且,系统能够获得成像物体上每一点的光谱数据,可以对物体进行光谱成像.利用多种基于傅立叶变换的数据处理方法给出了葵花籽样品的透射图像,并对其中的几种进行分析和对比.全面介绍透射式逐点扫描THz 成像的关键技术,包括成像装置、光束测量、数据处理和分析等几个方面,对有效利用THz 成像技术和开展THz 成像领域的相关研究具有指导意义.关 键 词:红外物理;太赫兹;太赫兹成像;数据处理;时域光谱中图分类号:047 文献标识码:A TERAHERTZ TI M E 2DOMA I N SPECTR OSCOP Y I M AGI NG ZHANG Zhen 2W ei, CU IW ei 2L i, Z HANG Yang, Z HANG Cun 2L in (Depart m ent of Physics,Cap ital Nor mal University,Beijing 100037,China ) Abstract:A trans m itted scanning terahertz i m aging syste m,which has the <100>2A s e m itter of high power,wide fre 2quency s pectru m and the detect or of high sensitivity and l ow noise,is p resented .It owns the capacity of detecting s omething that has been shielded by s ome opaque dielectric materials .Moreover,s pectr oscopy data at each point of the sa mp le can be acquired by using this syste m.U sing these data the s pectr oscopy i m ages can be rebuilt .Lots of THz i m ages of sunfl ower seed sa mp le by using vari ous data p r ocessing methods based on the Fourier transfor m s pectr oscopy are given and compared .I n additi on,the several i m portant fact ors of the suste m,including setup,measure t o the bea m,data p r ocessing described in detail,which are very essential t o further research and app licati on . Key words:infrared physics;THz;T Hz i m aging;data p r ocessing;ti m e 2domain s pectr oscopy 引言 太赫兹(THz )辐射是从0.1到10T Hz 电磁辐射(1T Hz 所对应的波长为0.3毫米),位于电磁波谱中微波与红外波段之间.太赫兹成像技术是太赫兹科学与技术中最具应用前景的发展方向之一.自从1995年Hu 和Nuss 首次提出逐点扫描式T Hz 时域 光谱成像技术[1] 以来,一系列新的THz 成像技术相 继被提出,如T Hz 实时成像[2,3]、THz 层析成像[4] 等等.逐点扫描系统通常存在数据获取时间较长的问题,可以通过采用CCD 器件作为探测器[2] 实现同时对整个物体的时域波形进行扫描(数据格式:S x ×y ×t ),提高采集速度.更进一步,采用啁啾脉冲探测的 方法,在理论上可以实现单脉冲成像[3] .但是,这两 种方法相对于扫描成像来说信噪比要低的多,成像质量无法与后者相比.THz 成像技术的进一步发展 需求高功率、便携式、可调谐的T Hz 辐射源[5～7] ,宽 频谱、高灵敏度、低噪声的探测器[8] 和快速、高效的数据处理方法,已经有越来越多的研究小组致力于这些方面的探索和尝试.目前,T Hz 成像还是一项新兴的技术,在国内更是刚刚起步,因此对典型的T Hz 逐点扫描成像系统的关键技术进行全面研究,对深入探索和有效利用这一前沿技术具有指导意义. 下面介绍一套具有较高应用价值的透射式THz 逐点扫描成像装置,采用<100>2I nA s 晶体作为高功率、宽频谱的THz 辐射源(同等条件下比选用Ga A s 材料产生的T Hz 射线功率高很多,比传统的大孔径光导天线发射源产生的T Hz 信号的频谱范围