MCR-WPT系统传输特性研究及优化

无线电能传输系统的拓扑结构和参数特性是影响系统性能的主要因素。针对系统各参数变化对传输效率产生的影响以及传输效率低的问题,采用改进粒子群优化算法对系统进行效率优化。利用电路耦合理论,建立两种拓扑结构的系统等效电路模型,使用Matlab对系统的功率和效率特性进行数值分析。引入改进粒子群优化算法对传输效率进行优化,并借助Multisim搭建了磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)系统来进行仿真验证。仿真结果表明,MCR-WPT系统的最高传输效率分别可达到94.7%和93.3%,证明了该算法的有效性,可为实际应用提供一定的参考价值。

一种可见光通信光接收器的优化与实验

可见光通信在强背景光应用场景中面临着严重的干扰问题。针对自然光干扰,基于多级阻挡原理,提出一种光接收器优化方案,并在强自然光环境中对正弦波信号和字符分别进行了传输实验。实验结果表明,该方案能够有效抑制自然光,显著改善通信性能,为强背景光场景中的可见光通信提供了一种有效的光接收器。

基于改进EfficientDet算法的可见光遥感舰船目标检测

为了有效地解决可见光遥感影像中舰船目标难检测、易错检等问题,文中提出一种基于改进EfficientDet的舰船目标检测算法E-EfficientDet。首先利用K-means++聚类算法对舰船数据集中的目标物体的长宽信息进行聚类分析,得到适合舰船目标的Anchors;然后,针对SENet模块参数量大和降维处理使特征图通道之间的依赖性减小的问题,使用ECANet模块代替EfficientNet网络中SENet模块;其次,为了解决遥感图像中相似目标对船只检测的干扰及小目标难检的问题,采用EfficientNet-B0、EfficientNetV2网络作为E-EfficientDet模型的主干特征提取网络,将获取到的特征送入到改进的BiFPN网络中进行特征融合,获取更加丰富有效的船只目标特征信息;最后,为了扩大图像的响应区域并避免骨干网络对输入图片进行特征提取时出现的信息丢失情况,利用SPPNet网络对特征图进行不同尺度的最大池化。实验结果表明,E-EfficientDet算法对文中数据检测的平均精度(AP)达到90.18%,每张图像的检测时间为0.06 s。另外,将E-EfficientDet算法与Faster RCNN、SSD、YOLOv3算法进行对比,得到所提算法的AP精度均高于其余算法,说明所提算法对实际遥感场景下舰船的检测性能较好。

SFP+光传输模块电参数仿真测试方法研究

针对小型热插拔(SFP+)光传输模块在实际使用中存在测试成本高、不同器件个体差异大的问题,文中提出利用仿真的方法对光传输模块进行仿真测试,从而减少对测试硬件的依赖。针对SFP+光传输模块,选择误码率、眼图以及信号带宽等电特性参数作为衡量传输信号质量的主要参数,调研测试原理,建立测试模型。使用光通信系统仿真软件OptiSystem建立仿真模型,对各参数进行仿真测试,在不同关键设计参数的组合下得出多组测试数据。测试结果表明,光传输模块工作中心波长和光发射机发射功率对传输信号质量的影响最为显著。文中所提方法可以对光传输模块进行仿真测试,得到被测器件的误码率、眼图以及信号带宽,同时在关键设计参数变动后可以及时获得性能参数的反馈信息,使光模块的测试更加便捷。

基于光子射频高阶调制的关键技术研究

现有高阶调制技术存在上、下行峰值速率和空口速率过低现象。为了解决此问题,设计一种基于光子射频的高阶调制模型。通过分析OTTD光子移相技术、光载波调相技术、光谱处理射频技术,完成光子射频关键技术研究;在此基础上,通过MQAM高阶信号识别、基于MQAM高阶信号的调制子载波识别,完成基于光子射频高阶调制模型的搭建。模拟该模型的运行环境,对比实验结果表明,与传统方法相比,应用基于光子射频高阶调制模型后有效提升了上、下行峰值速率和空口速率。

基于多光谱技术的建筑彩画虚拟修复系统设计

在建筑彩画虚拟修复过程中由于受到周围场景光照的影响,导致建筑彩画中的颜色空间维数高,修复后的建筑彩画出现色彩连续性差的问题,为此设计一种基于多光谱技术的建筑彩画虚拟修复系统。在系统硬件部分主要通过转换器与FPGA器件缓存、采集数据,利用微处理器存储数据。在系统软件部分主要对硬件采集信息进行处理,利用多光谱技术对图像降维处理,去除周围场景光照与景物的光谱反射等对彩画修复的影响。在此基础上对建筑彩画进行色彩分层,确定需要修复的部分,以此完成基于多光谱技术的建筑彩画虚拟修复。实验以3幅建筑彩画图像为实验指标,结果表明,在这3幅建筑彩画虚拟修复上,此次设计的系统比传统的基于数字图像处理技术的建筑彩画虚拟修复系统与基于形状和颜色特征的建筑彩画虚拟修复系统修复后的建筑彩画色彩连续性好,并能更好地保留图像的细节信息,由此可证明此次设计的基于多光谱技术的建筑彩画虚拟修复系统修复效果好。

基于FPGA的OOK可见光通信系统仿真与实现

根据OOK(开关键控)的原理,基于FPGA开发板用Verilog HDL语言实现OOK调制、解调和同步模块,并通过逻辑分析仪进行仿真。配合驱动电路、光电探测电路和放大电路等实现了整套可见光通信系统的设计,最后通过搭建实验平台进行测试,测试结果表明,收发电路通信距离达到12 cm,系统传输速率达到3.125 Mb/s。

仿真分析相干光通信中的数字信号处理算法

为了提高相干光通信系统的性能,降低系统复杂度,便于实现实时高速相干光通信系统,将数字信号处理算法应用到相干光通信中。对受到噪声影响的信号进行仿真,通过Matlab软件处理离线信号,利用部分算法对其进行试验验证。根据仿真平台及算法接收没有色散补偿的光纤信号,提出加权前馈相位恢复算法,其能够使灵敏度得到提高。最后,对系统性能进行分析,分析结果表明所创建的仿真平台和数字信号处理算法能够充分展现真实的实验情况,为今后数字相干光通信的实现提供研究基础及指导。

大功率LED信号调制电路研究与设计

传统OOK调制体系主要针对小功率、低电流、高速率的光通信系统,其调制电路普遍采用集成电路,无法满足大功率、高速率LED光通信的需求。文中设计一种改进OOK调制电路方案,通过设置高偏置电流使得LED输出平均功率,高激励调制电流与偏置电流组合可以改变消光比;同时利用反馈电路控制偏置电流和高激励调制电流的变化,使得通信光功率发生相应调制变化。与传统OOK调制方式对比,改进的OOK调制方式适合高电压、大电流、高功率光通信系统。通过实验设计LED驱动电路驱动12 W LED光通信,根据LED特性将工作电压设置为40 V,偏置电流可在100~1000 mA设置,调制电流在100~1000 mA设置,该驱动电路输出功率为40 W,电路调制速率达到25 Mb/s。设计的驱动电路提供不同器件选项,可用以灵活实现不同速率、不同功率的LED光通信系统。