基于波包提取技术的传感器组设计二维成像技术研究

多普勒二维成像原理Doppler two-dimensional imaging is a powerful technique used in various fields such as medical imaging, remote sensing, and traffic monitoring. It works on the principle of Doppler effect, where the frequency of a wave changes when there is relative motion between the source of the wave and the observer. This technology allows us to visualize moving objects and their velocities in real time, providing valuable information for diagnosis, surveillance, and research purposes.多普勒二维成像是一种强大的技术，用于医学成像、遥感和交通监测等各个领域。

它是基于多普勒效应的原理工作的，当波的源头和观察者之间存在相对运动时，波的频率会发生变化。

这项技术使我们能够实时可视化移动物体及其速度，为诊断、监测和研究提供宝贵信息。

In medical imaging, Doppler two-dimensional imaging is widely used for evaluating blood flow in the body. It can help detect cardiovascular diseases, study fetal development, and guide procedures such as biopsies and surgeries. By measuring the velocity of blood flow and visualizing it on a screen, doctors can make moreaccurate diagnoses and treatment plans for their patients. This non-invasive technique has revolutionized the field of medical imaging and has become an essential tool for healthcare professionals worldwide.在医学成像领域，多普勒二维成像被广泛用于评估身体内的血流。

国家自然科学基金面上项目，基于二维材料折射率传感的新型光热成像和光声成像研究
《基于二维材料折射率传感的新型光热成像和光声成像研究》
国家自然科学基金面上项目是一项支持国家自然科学研究的重要资助计划，旨在推动科学技术的进步和创新。

近年来，基于二维材料的光学传感技术成为了研究热点，特别是折射率传感在光热成像和光声成像方面的应用引起了广泛关注。

本研究团队利用国家自然科学基金面上项目的支持，致力于探索基于二维材料折射率传感的新型光热成像和光声成像技术。

通过分析不同二维材料在不同波长下的折射率变化，研究团队设计了一种高灵敏度的光热成像系统，可以实现对微纳米尺度下的温度变化进行实时监测和成像。

同时，利用同一原理，研究团队还建立了基于二维材料折射率传感的光声成像系统，可以实现对生物样本的高分辨率成像，为医学诊断和生物学研究提供了新的工具和方法。

此项目的研究成果将有望在纳米材料、光子学和生物医学等领域产生重要的应用价值，推动相关技术的发展和应用。

同时，项目团队还将通过国际合作和学术交流，加强与国际同行的合作，促进研究成果的推广和应用，为我国在科学技术领域的创新和发展做出贡献。

专利名称：一种中心带二维成像探头的相控阵功率超声装置专利类型：发明专利
发明人：孔祥清,郭瑞彪,薛洪惠,孔有年
申请号：CN201910137188.7
申请日：20190225
公开号：CN109662731A
公开日：
20190423
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种中心带二维成像探头的相控阵功率超声装置，其包括耦合水囊、支撑结构件、相控阵功率换能器和二维面阵超声成像探头，所述耦合水囊作为防水全包结构件包裹在支撑结构件的上方与四周侧面，耦合水囊和支撑结构件的上表面均为曲面，所述支撑结构件的上表面设有用于安装相控阵功率换能器的定位槽，中部设有用于安装二维面阵超声成像探头的通孔，所述二维面阵超声成像探头安装在通孔中心并使用胶水密封。

本发明利用超声聚焦产生的热量来处理相关区域，使此区域温度上升到一定数值并持续一段时间来达到治疗目的；其超声成像探头采用面阵方式，相较于采用转动和平移的方式，没有机械控制，装配更简单，合成图像时分辨率一致性更好。

申请人：南京广慈医疗科技有限公司
地址：211100 江苏省南京市江宁区高新园龙眠大道568号紫金北区1栋3层、2栋3层
国籍：CN
代理机构：南京天华专利代理有限责任公司
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基于二维材料的高性能传感器开发研究近年来，随着科技的不断进步和人们对高性能传感器需求的不断提高，研究基于二维材料的高性能传感器已成为热门研究方向。

一、二维材料的优势二维材料，简单来说就是只有两个原子层厚度的材料。

这种材料的独特性质掀起了一场科技革命，被认为是日后开发绿色能源、超薄电子、过程控制、传感器等领域的有力武器。

与传统材料相比，二维材料有着独特的结构和性质。

首先，二维材料的厚度非常薄，可以单层或多层，可以避免传统厚度材料中存在的一些问题。

其次，二维材料的可见光透射率高，表面活性好，在光学、电学和热学等方面都有着很好的潜力。

最后，二维材料的化学稳定性好，不易被氧化和污染，这也是它们在传感器制造中受欢迎的原因之一。

二、基于二维材料的高性能传感器基于二维材料的高性能传感器是一种新型的传感器，其基本原理是利用材料在受外部力或环境变化时的电学信号变化而实现对环境参数的检测和测量。

二维材料作为传感器材料具有很好的特性，比如高纵横比、高面积比、高吸附量、可塑性温度稳定性等。

在这些特性的基础上，基于二维材料的传感器具有以下几个优势：1.高敏感性：二维材料的纳米尺度粘着特性、化学反应能力和特殊的表面结构使其对吸附环境物质、光、热和电磁辐射等具有高敏感性。

2.快速响应：由于二维材料的薄层结构和高比表面积，使得其可以快速传输和响应外部信号，从而实现高灵敏度的响应。

3.宽检测范围：二维材料的物理、化学、光学和电学性质可以调控，可以实现对各种物理和化学量的测量，因此其检测范围比传统传感器更加广泛。

三、发展前景未来基于二维材料的传感器将成为传感技术领域的一个热点。

随着二维材料的应用不断扩大和技术的不断进步，基于二维材料的传感器将有望产生更高的性能，并有望在许多领域获得广泛的应用，如环境监测、医疗监测、机器人控制和智能化生产等。

可见，基于二维材料的高性能传感器研究具有重要的理论和应用价值。

总结：基于二维材料的高性能传感器是当前研究的一个热门方向，其具有高敏感性、快速响应、宽检测范围等优势。

∗收稿日期：2020年12月13日，修回日期：2021年1月22日基金项目：国家自然科学基金项目“基于深度神经网络的垂直发射航行体出水姿态预测方法研究”（编号：61971424）资助。

作者简介：夏光辉，男，硕士，工程师，研究方向：水下测量。

王之海，男，硕士，高级工程师，研究方向：水下测量。

李智生，男，博士，高级工程师，研究方向：水下测量。

1引言随着水下工程的不断发展，水下目标的跟踪与测量应用需求越来越大，重视程度也越来越高［1］，尤其是水下目标的运动轨迹测量，对研究目标在水中的运动状态以及姿态稳定控制方法具有重要意义。

对于水下目标的轨迹测量，通常采用外测和内测两种方式，其中外测通常采用水下高速摄像机进行轨迹测量，但摄像机成像效果受海水透明度和照度影响很大，若特定海域的海水浑浊度或照度变差时，图像的清晰度也相应变差，导致目标轨迹测量误差较大，影响测量数据的有效性［2］。

而内测方式需要将测试设备加装进运动目标体上，在通常情况下不具备安装条件，无法采用内测的测量手段；而利用高分辨的声纳成像，将其以特定的方式固定在水下平台上，无需改变被测目标体的状态，不影响目标体的可靠性。

本文提出采用两部高分辨二维成像声纳对目标体进行成像，将获得的两幅图像信息进行交汇解算得出三维轨迹的方法，并设计验证一种二维高分辨成像声纳的系统设计∗夏光辉王之海李智生（中国人民解放军91550部队大连116023）摘要水下目标的轨迹测量对于研究目标在水中的运动状态以及姿态稳定控制方法具有重要意义，由于内测方式在实际应用时通常不具备安装条件，而基于外测方式的光学设备测量效果受水下环境影响较大，测量距离近，误差偏大，甚至存在无测量的情况，因此水下目标轨迹的测量一直是急需解决的问题。

论文针对利用二维成像声纳来解决水下目标测量的问题给出了解决方案，设计了测量系统，同时进行了成像声纳的实验验证，结果表明方案设计合理，成像效果良好。

关键词二维成像声纳；DSP ；FPGA ；接收；发射中图分类号TN929.3DOI ：10.3969/j.issn.1672-9730.2021.05.034Design of a Measuring Underwater Trajectory of2D Imaging Sonar SystemXIA GuanghuiWANG ZhihaiLI Zhisheng （No.91550Troops of PLA ，Dalian116023）AbstractIt is very important to study the trajectory measurement of underwater object ，which have the great significance toresearch the underwater object motion state and the attitude stabilization control method.The internal mode does not have the instal ⁃lation conditions in actual application.The measurement effects of the optical equipment which is based on exterior mode are easily influenced by environment ，cause small range of measurement ，large error ，or even cannot complete measurement.So trajectory mea ⁃surement is the urgent problem need to resolve.This article presents the hardware solutions of the underwater trajectory measure ⁃ment system which is based on 2D imaging sonar.At the same time ，the imaging sonar experiment was carried out and the result of experiment show that the design is reasonable and the imaging effect is good.Key Words two dimensional imaging sonar ，DSP ，FPGA ，receiving ，transmitClass NumberTN929.32021年第5期舰船电子工程硬件系统。

基于光学区雷达目标二维像的目标散射特征提取的理论及方法研究在高分辨成像雷达体制下，基于雷达目标二维像的散射特征提取，是雷达目标识别领域中一项理论意义与实用价值兼备的课题。

围绕这一课题，本文研究了雷达目标二维像的理解与处理，及二维散射中心的建模与参数估计问题。

论文从电磁散射机理入手，明确提出了真实目标的复杂散射行为与理想的点散射中心模型描述这两者间的失配问题。

全文以此为线索，以光学区散射中心理论为基础，分别从目标二维像的散焦效应、二维像的时频分析、以及二维散射中心的模型化这三个角度，探讨对目标复杂散射特性进行更为合理的描述和分析，并提取可用于识别的目标结构特征。

论文阐述了目标散射模型失配的概念及其产生根源，针对其在ISAR成像中造成的两维模糊展布现象，提出了二维等效散焦误差的概念，确立了以散焦效应的观点来系统描述和分析上述现象的理论基础。

同时在图像域引入二维空变点展布函数(SVPDF)来解析表达非点散射机制对理想“点”的展布作用。

推演了典型非点散射结构—腔体结构的二维SVPDF的具体形式，得到消除其散焦效应的积分变换域滤波方法。

从时频分析的角度，论文提出了基于改进的自适应高斯基表示(AGR)的ISAR图像理解和处理方法。

提出了可变缩率的AGR算法和方差频域反馈修正法，有效改善了原AGR算法的综合性能。

建立了对目标ISAR图像进行AGR处理的系统框架，为利用AGR这一时频分析手段从ISAR图像中解构出不同类型的散射中心的特性，提供了系统的理论依据和具体的实现方式。

依此框架完成了对飞机目标ISAR图像有效的增强处理，提取到了反映成像目标结构特征的点散射中心集合。

在对目标散射中心的建模与参数估计中，提出采用更贴近散射机理的、特征含量更为丰富的二维散射中心模型—区分局域性与展布式散射中心类型的几何绕射理论(TD-GTD)模型。

对TD-GTD模型参量的最大似然估计(MLE)算法进行了推导。

提出基于AGR分解的灵活高效的参数估计初始值选取方法。