正弦型中频面形误差对光学传递函数的影响

中频面形误差(MSFSE)会导致光学系统发生小角度散射,影响系统性能。为了在光学设计和光学加工中制定合理的中频面形误差公差,就中频面形误差对光学系统调制传递函数(MTF)的影响进行了量化研究。在衍射受限条件下,推导出正弦型中频面形误差对光学系统MTF的影响的表达式并对其进行分析,然后通过光学设计软件仿真验证理论推导结果。假设光学系统光瞳上带有正弦型中频面形误差,对光瞳函数进行傅立叶变换,然后平方得到点扩散函数(PSF),再对PSF进行傅立叶变换得到光学系统的光学传递函数(OTF),对OTF取模,即可得到中频误差影响下的MTF表达式。将该式与衍射受限条件下无中频误差的光学系统MTF进行对比,得到中频误差对光学系统MTF的量化影响。理论计算结果表明:正弦型中频误差会使光学系统的MTF在不同空间频率处产生不同的损失,损失值随空间频率呈周期性变化;峰谷值(PV)分别为0.030μm、0.095μm、0.159μm和0.223μm的中频面形误差,导致的光学系统MTF的最大损失比例分别为0.89%、8.80%、23.48%和43.31%;随着中频误差PV的增加,MTF的损失值呈非线性快速增加。软件仿真结果与理论计算结果吻合。

基于谱图还原的中阶梯光栅光谱仪有效波长提取算法

中阶梯光栅光谱仪具有高色散、高分辨率、宽波段、全谱瞬态直读等诸多优点,是先进光谱仪器的代表之一。在中阶梯光栅光谱仪民用化、商品化的发展趋势之下,其二维谱图图像处理的地位越来越重要。目前,国内一般先利用质心提取算法计算光斑质心再结合谱图还原算法计算有效波长,但这种方法难以达到较为理想的要求。为了提升运算速度、波长提取精度以及成像误差补偿能力,提出了基于谱图还原的有效波长提取算法。利用谱图还原算法,将探测器拍摄的二维谱图转换为一维图,通过改进的直方图双峰法选取阈值对一维图降噪,实现了二维谱图中全部有效(x,y)点对应波长的一次性提取。先将二维谱图转换为一维图进行图像处理,使算法在提升运算速度的基础上提取精度也得到了改善,还可以对一定范围内的成像误差进行补偿。采用标准汞灯作为待测光源开展了中阶梯光栅光谱仪成像实验,并使用该算法进行数据处理。实验结果表明,不仅能够自动补偿光谱仪0.05μm(两个像元)以内的成像偏差,而且能在精确提取有效波长的基础上大幅提升运算速度,波长误差小于0.02 nm,满足中阶梯光栅光谱仪图像处理的要求。

中阶梯光栅光谱仪谱图背景去除算法

中阶梯光栅光谱仪凭借交叉色散特性实现全谱瞬态直读,面阵探测器接收的二维光谱图像需要还原成一维谱图以提取有效波长。由于二维谱图含有庞大的数据,且有效信息仅占极小比例,因此在谱图还原前进行背景去除能够减小数据量、提高运算速度。详细分析了中阶梯光栅光谱仪二维图像的特点,并针对其特点提出了背景去除算法。将图像边缘检测方法应用于弥散光斑的检测中,选择合适的边缘检测算子与原始图像卷积得到边缘图像,设置边缘图像的全局阈值对其进行二值分割,最终利用二值边缘图像映射原始图像得到去除背景的二维谱图。依据不同元素灯在不同积分时间下所拍摄的谱图,对比不同边缘检测算法的背景去除效果,分析了各算子对算法速度、精度的影响。实验结果表明本文提出的算法运算简单、边缘图像阈值易于计算、目标提取精度高,处理后的图像可以与谱图还原算法有效对接,谱图处理速度显著提升。

抗多普勒效应FRFT-PPM水声通信技术

针对现有水声通信系统抗干扰性能不佳和易受多普勒效应影响的问题,提出了基于分数阶Fourier变换的脉冲位置调制(fractional Fourier transform-pulse position modulation,FRFT-PPM)的水声通信系统方案及分数阶域多普勒效应补偿方法。FRFT-PPM水声通信系统采用线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号作为通信载波,借用PPM原理将信息调制到分数阶域脉冲位置中进行传输,具有通信速率可调,最高可达1.6kbit/s,抗噪声干扰能力强的优点。根据LFM信号较大多普勒容限和分数阶Fourier变换尺度变换特性,采用分数阶域分数阶域峰值位置补偿来抑制相对运动产生的多普勒效应。通过大量计算机仿真和湖试试验,验证了FRFT-PPM通信系统及分数阶域多普勒效应补偿算法的有效性与可行性。

基于HHT的水声通信系统研究

针对希尔伯特黄变换(HHT)能够给出非平稳信号的瞬时频率的特点,提出了HHT调制解调方式。通过RAKE接收和RS纠错编码技术相结合,建立起HHT水声通信系统;并对HHT水声通信系统进行系统仿真,通过仿真的误码率曲线分析了HHT水声通信系统的性能。最后经过湖试,试验数据表明HHT水声通信系统在实际通信环境中是稳定的、有效的,HHT应用于水声通信系统中是可行的。

基于ARM微处理器的视频信号模拟器的设计与实现

基于ARM核微处理器S3C44BOX为核心的视频信号模拟器,是将高性能、低功耗的微处理器S3C44BOX与嵌入式实时操作系统μCos-Ⅱ相接合,利用C语言的优势,添加人机交互方式、图形化界面;使系统具有回波图像逼真、可方便地实现多目标模拟、系统扩展性好等优点。本文简要介绍了基于微处理器S3C44BOX芯片的开发平台,并给出了基于S3C44BOX开发平台视频信号模拟器的硬件组成及详细的软件流程图,并给出实验结果。

S3C44BOX在视频信号模拟器中的应用

基于S3C44BOX的视频信号模拟器,是将高性能、低功耗的微处理器S3C44BOX与嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ相接合,利用C语言的优势,添加人机交互方式、图形化界面;使系统具有回波图像逼真、可方便地实现多目标模拟、系统扩展性好等优点。简要介绍了微处理器S3C44BOX芯片的特点及其在视频信号模拟器系统中的应用,并给出了基于S3C44BOX开发平台视频信号模拟器的硬件组成。

ARMA模型频率估计方法在轴频提取中的应用

轴频提取的前提是对信号频率有较高的估计精度,采用传统的FFT谱估计技术来获得高精度信号频率需要增加计算量;基于自回归-滑动平均ARM A模型的谱估计技术是一种现代高分辨谱估计技术,在小样本、低信噪比状态下具有很好的频率估计性能。文章将这种方法实用于对水下目标辐射噪声谐波频率进行估计,用仿真和实验分析了该方法的性能。

高精度角位移平台的研制及误差补偿

在拉曼光谱仪中,要求承载分光元件转动的角位移平台在具备较大的转动范围、较高的转角分辨率和转角定位精度的同时还具备较快的转动速度,传统的几种驱动方式很难同时满足上述所有要求。有鉴于此,设计了一种采用力矩电机直接驱动技术的高精度角位移平台。一般控制方法的控制精度在很大程度上依赖于反馈元件的测量精度,为了突破反馈元件测量精度对整个控制精度的影响,采用了一种更为精确的误差补偿校正技术,并搭建了误差测量装置,将测得的绝对转角误差在控制器中通过一定的控制算法加以有效的补偿。最后,对结构设计和误差补偿校正的效果进行了实验检测。结果显示:当测量步距为1°时,双向绝对定位精度优于1.008″;当测量步距为10°时,双向绝对定位精度为0.648″;回转轴系的轴向晃动误差小于±5″。以上结果验证了该角位移平台具有机械精度高、转角分辨率高、定位准确等技术优势,能够满足拉曼光谱仪等相关仪器的使用需求。

中阶梯光栅光谱仪波段范围校正装置

为了保证中阶梯光栅光谱仪能够具有足够的波段范围,设计了一套校正装置,对该校正装置的校正原理、波段校正范围、校正分辨率等问题进行了讨论和研究。首先,对中阶梯光栅光谱仪的光学元件进行了公差分析,并介绍了自动光谱校正的原理和流程。选定聚焦镜作为调整环节并根据CCD接收器像面的利用情况给出了调整分辨率要求,然后设计了校正装置,并对校正装置的分辨率进行了理论计算。最后,对校正装置的校正效果进行了实验验证。实验结果表明:校正装置在方位方向的校正分辨率可达0.006 25°、俯仰方向的分辨率可达0.006 25°、前后方向的分辨率可达0.005mm。校正装置可以将10像素的波段偏移调整回CCD正常接收范围内,从而保证光谱仪器的全谱段波段范围。

两种OFDM多普勒估计算法在水声信道中的比较

为了消除多普勒频偏影响,通过水上实验对两种OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)水声通信多普勒估计算法进行对比。基于拷贝相关时延差估计的多普勒估计算法结构简单、易于实现;基于空载波的算法较复杂,但精度较高。利用两种方法对相同的实验数据进行多普勒估计和补偿,并对其通信误码率进行对比。研究结果表明,在慢变的信道中两者的误码率基本相同,但在快变的信道中基于空载波的算法更稳定。

基于OFDM技术的水声语音通信系统设计与实现

为了克服水声信道具有的有效通信带宽及其时变、空变等特性,采用了能够有效抗频率选择性衰减、抗多径干扰以及具有很高频谱利用率的正交频分复用技术;使用AMBE-2000芯片对语音编码进行压缩,设计了适用于水声信道环境下的实时语音通信系统,并对系统的主要硬件电路和软件设计进行了分析;对语音信号作了插入舒适噪声、回波消除、音量控制等处理;最后,进行了系统联调和水池试验,结果显示:该语音通信系统通话清晰,证明了该系统的有效性和实用性。

基于BP网络的容差模拟电路故障诊断研究

传统模拟故障诊断多采用K故障诊断法,即在已知拓扑结构和元件参数的标称值前提下,不必对故障进行模拟,就可以计算出各元件发生故障的统一特征,找出故障位置。但对于有容差干扰的电路检测速度将会变慢,甚至影响检测效果的可靠性。鉴于此,引进BP神经网络,将K故障诊断法与BP网络相结合,用于容差模拟电路故障检测,其方法具有实时诊断性和鲁棒性特点。故障诊断实例和计算机仿真结果证明,本文所提出的观点是可行的。

上颌窦前壁异位牙囊肿突入翼腭窝1例

1病例报告 患者男，25岁，因头痛、偶伴右侧鼻腔流水样鼻涕10余年就诊。查体：双侧鼻腔未见异常，恒牙28颗，排列整齐。鼻窦水平位CT（图1）提示：右侧上颌窦内充满高农牧民度影，后外侧壁可见类似牙形骨性高密度影，

基于Alice培养女大学生计算机编程能力的教学改革探索

在Java面向对象程序设计课程中加入一个Alice三维动画实验教学项目,采用分组协作的方式,以直观形象的方式展示程序运行结果。实践表明,教学改革符合女大学生的心理特点,提升了女大学生学习编程的兴趣,树立编程的自信心,对培养女大学生计算机编程能力有较好的促进作用。

同体非血管化游离骨移植中骨形成的实验研究

目的观察非血管化游离骨块在不同离体时间点植入体内后成骨情况。方法拔除狗前磨牙。口腔黏膜完全愈合后,截除狗长度3.0cm的无牙下颌骨段,取不带血管和软组织的全层髂骨,分别在离体40min、120min内植入下颌骨缺损区。术后4、8周取出植骨块,观察移植骨块内细胞活力和新骨形成情况。结果移植骨同期恢复了下颌骨节段性缺损的连续性。离体40min的游离骨块植入体内后4周和8周时仍为活骨块,可见到大量成活的骨细胞,并有数量不等的岛状软骨形成。离体120min的游离骨块植入体内后4周和8周时为死骨块,其中未见骨细胞成活,部分骨块中见到破骨细胞。结论非血管化游离髂骨块在较短的离体时间内同体移植可以修复狗长度3.0cm的下颌骨节段性缺损,在修复过程中可见岛状的软骨形成。新骨形成与游离骨块的离体时间有关。

功率谱密度指导超光滑镜面加工

根据双向反射分布函数反演功率谱密度,利用得到的功率谱密度函数指导镜面加工,理论推导结果合理,已经用于实际镜面加工。

透明压膜在开窗减压术后应用18例分析

开窗减压术是临床上治疗颌骨巨大囊性病变的常用术式之一,其术后需要常规戴用塞制器,这是保证手术成功的必要措施,对于整个治疗顺利完成起着至关重要的作用[1]。传统的塞制器通常有卡环、基托构成,设计制作复杂,周期长,费用高,患者戴用不适。近来,我科采用透明压膜制作塞制器,应用于18例开窗减压术后患者,经过3～6个月观察,效果理想,现报告如下。

舰船捷联惯导系统软件在Linux下的设计与实现

以捷联惯导系统的原理为基础,在L inux环境下给出一种舰船捷联惯导系统软件的设计和实现方法。

基于微透镜阵列的积分视场成像光谱仪前置成像系统分析与设计

作为对天文光谱进行观测的仪器,成像光谱仪有着十分重要的作用。由于传统的狭缝型成像光谱仪的狭缝限制,对面源天体的观测需多次扫面,才能获得完整的面源三维数据立方体(x,y;λ),这样将会浪费大量的观测时间。为了实现目标物体三维数据立方体的快速扫描,提出了一种基于微透镜阵列的无狭缝、静态化、快速高效的可见光到近红外波段积分视场成像光谱仪结构,并对其基本工作原理进行分析。为了扩展微透镜阵列积分视场成像光谱仪在医学、农业、物探等其他领域的应用潜能,该研究的光谱波段选择可见光到近红外波段。根据视场积分的工作原理,分析和设计了像方远心结构的离轴三反前置成像系统。系统采用视场离轴方式,波段范围400~900nm,相对口径F/5,主镜、次镜和三镜皆为二次非球面,二次非球面系数分别为:-7.05,-0.92和-1.61。为减小系统体积,在离轴三反系统的焦平面附近放置反射镜。系统在奈奎斯特空间频率60lp·mm^(-1)处,调制传递函数大于0.75,成像质量接近衍射极限,满足系统要求。