湍流大气对无线光通信影响分析及解决方案

分析了湍流大气光传输特性,讨论了光信号闪烁对宽带光无线通信误码率的影响及解决方案。从湍流大气的经典功率谱模型与修正功率谱模型出发,分析了Rytov指数与光场波长的变化关系,讨论了其对传输光场强度起伏的影响,以及分别在球面波与平面波时的差异。从实验上模拟考察了湍流大气对宽带光通信的影响,提出了一种新的从光链路上矫正波前畸变、减弱信号闪烁进而降低通信系统误码率的技术方案。该方案基于遗传算法和无模型盲优化的方式,以Zernike多项式系数为向量,对波前畸变进行编码,根据畸变波前的Zernike多项式的系数实现波前重构。其特点是没有预先测量波前相位畸变信息,而是采用施特列耳比作为遗传算法的适应度评判标准,通过优化达到最佳的波前畸变补偿效果。分析结果表明,该方案对中等强度以下的湍流大气光传输具有明显改善效果。

心音信号测量中的噪音干扰分析与滤除方法

在各种医学生物信号的测量中，总有噪音干扰信号伴随着出现，这使得本来就很微弱的生理信号变得更加难以检测，或者即使检测到也由于干扰而掩盖了原始信号的许多有用信息。因此，分析噪音干扰的来源和噪音的特征，弄清噪音干扰的物理实质，对消除测量的干扰、提高测量的精...

SPR技术在生物、生化分析以及临床免疫学中的应用

介绍了表面等离子体共振(SPR)技术在生物、生化以及免疫检测应用中的传感器制备方法,检测系统以及样品测试方法,讨论了SPR技术的几种生化分析应用,给出了测试结果,提出了改进措施。

用超对称方法求解量子力学本征值问题

讨论运用超对称方法求解非相对论量子力学本征值问题时势满足的条件,当势具有形状不变性时,其本征值问题可根据超对称思想运用代数方法解出。对三维各向同性谐振子,进行了详细地讨论,并运用超对称方法,求出了三维谐振子的本征值。

手动寻址多路语音系统

介绍了一种手动寻址多路语音系统的设计，利用大规模语音合成芯片的特点，采用闭环控制方法，建立了多路语音通道的手动寻址方式，实现了各路语音通过寻址电路和语音芯片的同步复位，完成了多路语音通道的录制和再生．利用寻址电路和复位电路，随机实现对语音数据存储器的读写，并任意扩充语音数据通道；系统设置了几种不同的波特率。

影响激光大气通信距离的诸因素分析

激光大气通信技术由于具有宽带大容量、低成本、无需频率许可等优点 ,近几年来作为一种新的宽带无线接入方式受到人们的广泛关注。激光大气通信距离受多种因素的制约 ,通常仅数公里。本文在建立激光大气通信系统数学模型的基础上 ,分析了激光束发散角、大气衰减、激光发射功率以及探测器灵敏度对通信距离的影响 ,结果显示较窄的光束发散角、较高的探测器灵敏度有利于通信距离的延长 ,而通过提高激光发射功率来延长通信距离的办法不可取 ,从而为系统设计提供参考依据。

基于表面等离子体共振的水质分析系统稳定性研究

根据表面等离子体共振的原理,建立了可用于长期、实时、不间断检测的水质分析系统.为了提高系统的稳定性,对表面等离子体共振传感芯片进行了改进,利用LB法在传感芯片的金属膜表面镀制了聚苯乙烯(PS)层.利用改进前后的表面等离子体共振传感芯片分别对两种样品进行了稳定性实验研究.分析经过长时间检测前后所测得的实验数据,发现改进后的水质分析系统所测得的溶液表面等离子体共振共振角的变化为改进前系统的1/10,最小反射率改变为改进前的1/30.实验证明,经过改进的水质分析系统能更适用于长期不间断的检测分析.

基于三种调制模式下的turbo码光无线通信系统分析

从分析大气对光无线通信系统的影响出发,研究了大气信道特性,建立了大气信道信噪比和能见度的关系.为降低系统误码率,提出了基于OOK、BPSK、BPPM三种调制模式的turbo码的编码方案,推导出三种不同方案对应的turbo码迭代MAP算法.应用建立的信噪比关系,分析和计算了基于三种不同方案的系统的误码率.结果表明,基于BPSK的turbo码系统比OOK和BPPM系统的信噪比降低约3dB,且在高的信噪比情况下,BPSK系统能显著降低系统的误码率.因此,基于BPSK的turbo码方案较适合光无线通信系统.

基于自适应滤波器的大气湍流噪声抑制

为了解决大气湍流效应所引起的光无线通信系统中的衰落问题,建立了与大气湍流噪声及其它加性噪声有关的信号模型,实现了最大输出信噪比可提高3-20dB的匹配滤波器。根据最大似然比准则,推导了强度调制/直接探测(IM/DD)的光无线通信系统的最佳判决门限。采用自适应滤波器实现了对探测门限中所含的信号和湍流的统计值的预测,该自适应门限探测技术对大气湍流噪声有很好的抑制作用,在强湍流情况下,可降低系统的误码率到10-5以下。

大气湍流中受限高斯光束的轴向光强分布

利用扩展Huygens-Fresnel原理分析了大气湍流中圆形孔径限制下高斯光束的传播特性,得到了轴上平均光强的解析表达式,运用数值模拟方法计算了不同湍流强度、孔径大小和波长下的轴上平均光强。结果表明,轴上平均光强在近场发生振荡,其振荡幅度随湍流强度增强和发射孔径的增大而降低,振荡的周期随传播距离的增大而增加;在远场随传播距离的增大,振荡逐渐消失,平均光强平滑下降。最后一个平均光强极大值的位置与湍流强度和波长成反比,与发射孔径成正比。

盖革模式APD激光雷达探测性能与虚警抑制研究

对基于盖革模式APD(GM-APD)探测器的激光雷达的探测性能和虚警抑制方法进行了研究。从系统原理与探测时序出发,研究了长死时间、回波脉宽大于时间数字转换器(TDC)分辨时间情况下目标探测概率与虚警率分布,分析了回波强度、脉宽、噪声与回波位置对目标探测概率与虚警率的影响;利用双探测器结构的探测模型,研究了双探测器结构在提高系统探测性能中的作用。研究结果表明:回波越强,脉宽越窄,噪声越低,回波位置越靠前,目标探测概率越高,虚警率越低,系统探测性能越好;对于双探测器结构,与逻辑可很好地抑制虚警;或逻辑可提高目标探测概率;使用与逻辑和或逻辑相结合的双探测器结构,可以获得更高的目标探测概率和更低的虚警率。

标量FDTD法分析渐变折射率光波导模场分布

用标量时域有限差分法 (Finite differeceTime domainMethod ,FDTD法 )分析了渐变折射率平面光波导中基模的模场分布情况 .采用平面光波、球面光波、高斯光波等 5种不同形态的光波激励同一波导 ,借助计算机进行数值求解 ,得到的光场分布图在光场传播达到稳定后完全相同 ,说明波导的模式与光波形态无关 ,只与波导结构和光波波长有关 .结果表明该方法直观、精确、快速 。

光波导生化分析仪中基于CCD器件的高速数据采集系统的设计

介绍了在SPR光波导生化分析仪的研制开发过程中设计的一种基于CCD器件的高速数据采集系统。系统用线阵CCD作为光信号的探测器 ,用专用采集块MAX110 1对CCD输出的高速视频信号进行快速采集 (A/D转换 ) ,用直接存储器控制的方式实现了微机系统的实时数据采集与控制 ,解决了高速A/D转换与慢速CPU之间的矛盾冲突。

用表面等离子体谐振(SPR)技术测试抗原抗体结合反应

利用自行初步设计的SPR传感仪,对抗原抗体结合反应进行测试,分析研究结合反应中两者的适宜比例。实验表明,所得曲线与理论基本相符。

便携式SF_6气体红外光谱成像检漏仪

针对电力行业对SF6气体泄漏检测的需要,研制一款基于非制冷红外焦平面阵列(UFPA)的SF6气体红外光谱成像检漏仪。综合运用了光谱滤波、气流轨迹红外图像提取与增强算法等技术手段来提高检漏仪对泄漏SF6气体的探测能力;并利用OMAP3530高速处理器作为系统核心,配合嵌入式Linux操作系统的多线程设计,保证图像采集、算法处理、LCD显示以及触屏控制等功能的顺利实现。实验测试和现场应用结果表明,该检漏仪性能稳定,携带方便,能够实时准确检测到微量SF6气体泄漏,检测结果直观清晰,与同类国外产品相比价格优势明显,具有很好的推广价值。

基于高阶累计量的大气光通信自适应信号处理

针对强湍流信道下信号衰落的特点,分析了对数正态分布模型与K分布模型的适用范围.基于K分布模型建立大气光通信接收信号模型,并给出了自适应最优门限检测方法.采用四阶和六阶累计量对强湍流信道参量进行估计,采用二阶累计量对其它高斯噪音进行估计,得到K分布参量及高斯噪音统计量的预测值,实现自适应门限更新.基于MonteCalro算法进行仿真,给出了门限更新算法对通信系统误码率的影响,同时分析了信号采样率对估计参量偏差的影响.计算表明,在强湍流情况下,大气光通信系统的误码率性能得到极大的改善。

基于LSM-Kalman滤波器的湍流噪声抑制

针对大气湍流效应所引起的光无线通信系统中的衰落问题，建立了与大气湍流噪声及其它加性噪声有关的信号模型。根据最大似然比准则，推导了强度调制／直接探测（IM／DD）的光无线通信系统的最佳判决门限。采用线性状态模型的自适应Kalman滤波器和同态滤波器实现了对探测门限中所含信号和湍流的统计值的预测，可以在不同的信噪比条件下实现自适应门限检测，对大气湍流噪声有很好的抑制作用，信噪比在10～20dB时，可以降低系统的误码率到10^-5以下。

光纤光栅传感器温度与轴向应变灵敏度的研究

文章对 Bragg光纤光栅 ( FBG)与长周期光纤光栅 ( LPFG)的温度、应变传感灵敏度进行了详细的理论推导和分析 ,得出了一些重要推论 ,对光纤光栅在传感器领域中的应用具有一定的引导作用 .

用ADN8830实现半导体激光器的自动温度控制

介绍了基于ADN8830的半导体激光器自动温度控制电路,讨论了该芯片的特点与应用电路,并对实验和实际应用的结果进行了分析。

基于超结构光纤光栅和非线性放大环镜的OCDM系统

实验研究了基于超结构光纤布喇格光栅的40Gbit/s×2的光码分复用系统,利用非线性放大环镜对系统解码输出脉冲进行了整形和噪音抑制.在非线性放大环镜非线性开关特性的作用下,解码输出脉冲的宽度由7.7ps压缩至3.6ps,干扰噪音得到了有效地抑制,实验中环镜的输入功率约为6mW.结果表明,采用非线性放大环镜能够提高超结构光纤光栅光码分复用系统的性能,这种有效抑制噪音的高速全光编解码还可以应用于光标签交换网络.