基于多站数据融合的参数精估计方法

针对侦察设备处于星载SAR副瓣照射范围,从而导致截获信号湮没于强噪声背景这个问题,本文提出一种基于多站接收机之间的数据融合方法。在信号形式未知的情况下,通过此方法可以检测出淹没在噪声中的微弱信号,进行信号的分类和时频域参数的精估计。首先,将参考接收机与其他接收机之间进行互相关处理,得到峰值信息,根据峰值信息的位置得到信号与参考信号之间的延迟位置,进行延迟校准;其次,各个接收机分别进行粗步长的分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FrFT),记录峰值信息为精估计做准备,根据峰值角度和分数阶傅里叶反变换恢复出原始信号;最后,判定是否存在信号,若信号存在实现多站原始信号功率比的加性融合,根据多站峰值信息限定旋转角度范围,采用精步长的分数阶傅里叶变换估计出调频率和中心频率;利用联合互相关谱实现信号能量的累积,采用自适应门线和边界波谷连续取小方法,找到信号存续状态中的左右边界,估计出带宽和中心频率,计算脉宽,实现时频域信号的精估计。仿真实验表明:该方法可以在低信噪比的高斯白噪声和有色噪声背景下,对线性调频信号(Chirp)的时频参数进行有效的精估计。

Chirp信号及其在超声导波检测中的应用

传统的超声导波激励信号为窗函数调制的正弦波信号,其突出优点是频带窄,从而可以最大限度地抑制频散。但是此种信号在扫频测试和多模态、多频段检测中将需要逐次变换中心频率,且为达到较高的信噪比,每次测量采集时均需几十甚至上百次的平均,耗时耗能。提出了线性chirp和Gaussian-chirp 2种信号作为超声导波激励信号。线性chirp信号频带宽,通过对其检测接收信号进行后处理,可得到等同于传统的窗函数调制的正弦波信号激励时的检测接收信号,且被调制的正弦波频率可以为线性chirp信号频带范围内任意频率,特别适用于扫频测试和多模态、多频段检测。Gaussian-chirp信号幅频特性与高斯窗调制的正弦波信号完全相同,但单次测量即可达到常规激励信号上百次平均采集的信噪比,测量过程省时节能。实验采用2片置于铝板表面的压电晶片激励产生兰姆波,分别验证了2种chirp信号激励超声导波及其信号后处理方法的有效性。

非均匀光子晶体光纤光栅慢光的研究

利用改进的全矢量有效折射率方法结合耦合模理论和传输矩阵法,研究了高斯切趾和线性啁啾对光子晶体光纤光栅群时延的影响。结果表明:随着高斯切趾系数的增大,群时延最大值先增后减,即存在群时延最大的切趾系数。线性啁啾使得光栅群时延产生一段线性良好的区域,而且啁啾系数的绝对值增大时,群时延的线性区域扩大。但是,线性啁啾并不能使光栅在某一波段获得较小的群速度。高斯切趾可以有效调节最大群时延峰的带宽和高度,是一种有效调节光栅群速度的方法。

色散介质中啁啾高斯脉冲的时间和光谱特性

对啁啾高斯脉冲光束在色散介质中的时间和光谱特性作了研究.给出了远场光谱蓝移和脉冲展宽的解析式.结果表明:通过选择适当的啁啾参量,啁啾高斯脉冲光束沿轴上传输色散长度时,脉冲可恢复到初始值.随啁啾参量增加,谱线宽度展宽,轴上光谱蓝移增加,在远场蓝移趋于一渐近值.随啁啾参量增加,离轴光谱红移增加.

啁啾高斯脉冲光束在正色散介质中的自聚焦特性

采用分步法结合Hankel变换对修正薛定谔方程进行数值求解,通过数值计算对飞秒脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性进行了简要分析。在此基础上,针对啁啾脉冲放大系统(CPA)中的啁啾高斯脉冲,对其全光束自聚焦特性进行了计算模拟和分析讨论。研究结果表明,群速度色散(GVD)对大啁啾脉冲的影响很小,谱宽对自聚集的影响可以忽略。因此,具有大啁啾的脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性不同于飞秒脉冲,而与纳秒脉冲相似。

分数傅立叶变换的数值模拟算法

理论上描述了分数傅立叶变换的两种数值模拟算法———解啁啾法和厄米—高斯函数展开法，给出了两种算法的模拟结果，给出了两种算法的适用范围。

线性啁啾高斯脉冲堆积中的强度起伏频率(英文)

基于谱分析方法系统研究了多个线性啁啾高斯脉冲堆积的强度起伏频率。首先基于傅里叶变换方法分别分析并模拟了两路和多路线性啁啾高斯脉冲堆积,讨论了等幅度、等延迟多路线性啁啾高斯脉冲堆积的情况下,起伏频率与初始高斯脉冲的数目与啁啾系数、时间延迟和脉冲宽度的关系,并简要分析了多路线性啁啾高斯脉冲堆积的一般情况。结果表明,在堆积脉冲的强度谱中存在一系列分立的频率边带,这些频率边带对强度起伏有贡献。高频的频率边带由于幅度交叠的部分较少,所以对强度起伏贡献较少。强度起伏频率随初始啁啾高斯脉冲啁啾系数和时间延迟的增大而增大,随脉冲宽度的减小而增大。

利用阈值多谱图去除Wigner分布的交叉项

提出了一种阈值多谱图估计WD自项支撑区域,从而去除WD交叉项的新方法。所获得的TF分布拥有好的TF聚集性和极少的交叉项。WD自项支撑是从具有高斯线性调频窗(GLCW)的谱图集合中估计出来的。通过形态学滤波估计出所有谱图的自项支撑,然后所有自项支撑的交集用来作为WD的自项支撑估计。此外对于具有GLCW的线性调频信号的谱图集合的联合分辨力进行了详细的讨论。实验结果说明了该方法的良好性能。

啁啾高斯脉冲在光纤中传输的脉冲展宽研究

通过求解非线性薛定谔方程,研究了线性光纤中色散导致的具有初始频率啁啾的高斯脉冲展宽的详细物理过程。得到高斯脉冲在光纤中色散所致的脉冲展宽的特性,啁啾因子对脉冲展宽的影响,并讨论了光纤色散对不同宽度脉冲的影响,对色散补偿等技术的研究具有一定的参考价值。

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性

从光脉冲在光纤中传输演变所满足的基本方程出发 ,研究了超高斯光脉冲在普通单模光纤中的传输特性。数值模拟的结果表明 ,超高斯光脉冲入射后脉冲波形、瞬时啁啾以及峰值强度的演变规律与高斯脉冲入射时不同 ,脉冲波形不再总保持单峰结构 ,通常将经历一个从近平顶、多峰、最后到单峰的演变过程 ;从脉冲的前沿到后沿 ,瞬时啁啾也不再为线性 ,而是具有多个极值 ;峰值强度随传输距离的变化趋势也不再为单调递减 ,而是先增加后减小。这些变化规律还与入射超高斯脉冲的边沿陡峭程度和初始频率啁啾有关。

DWDM系统啁啾高斯脉冲简并四波混频噪声标准差的计算

假定入射脉冲为啁啾高斯脉冲,考虑到各信道内的比特模式及比特序列初始相位的随机性,得到此种情况下的强度调制直接检测(IM/DD)密集波分复用系统(DWDM)简并四波混频噪声标准差的半解析理论计算模型,这个理论模型同时考虑到各信道间的脉冲走离效应的影响,计算结果表明:除了群速度色散、信道间隔等是影响此种标准差的重要因素外,当高斯脉冲有较小的初始脉宽时,各信道比特序列的相对初始时延、初始啁啾参量都是重要的影响因素;初始脉宽较小时,色散效应导致的脉宽随距离的变化对这种标准差值的影响不能忽略。

SPM对啁啾超高斯脉冲频谱演变的影响

本文通过理论计算,给出了带有初始啁啾的超高斯脉冲由于SPM影响所致的频谱表达式。在此表达式的基础上,利用数值模拟的办法,对照分析了初始啁啾对超高斯脉冲频谱演变的影响。研究结果表明:初始啁啾非常明显的影响超高斯脉冲的频谱,初始正啁啾加剧频谱展宽,初始负啁啾减小频谱展宽。可见,引入初始负啁啾有利于优化超高斯脉冲传输系统的性能。

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性分析

通过数值求解非线性薛定谔方程(NLS),分析了输入功率以及初始啁啾对超高斯脉冲在单模光纤中传输的影响,并且分析了当输入功率增大到141mW时呈现的光孤子效应。

初始频率啁啾的高斯光脉冲在线性色散光纤中的传播

研究了线性光纤中色散导致初始频率啁啾的高斯光脉冲展宽的详细物理过程，以此为光纤中光孤子产生的物理过程做准备。

光孤子通信原理与进展

当光纤中的色散与非线性效应平衡相消时,其中传输的光脉冲便可形成光孤子。利用光孤子传输长久不变形的原理,构成一种超高速、超长距离的光纤通信系统——光孤子通信系统。本文较为详细地阐明了这种新颖通信模式的基本原理与组成,以及有关设计上的一些考虑。在叙述中还对光孤子通信的近期发展情况作了若干评述。

不同脉宽的啁啾脉冲高斯光束载波相位漂移研究

为了研究不同脉宽情况的线性啁啾脉冲高斯光束在传播方向和横截面内的载波相位变化分布,采用数值研究方法,对载波相位在传播过程中的变化进行了研究。由数值研究可知,在传播方向上,不同脉宽的脉冲光束,从负无穷远到正无穷远将经历π相位变化,并在正无穷远处渐尽于-π/2;在传播距离越远的平面,其载波相位变化量越小,且其变化量为0的位置r越小。结果表明,载波位相变化的特点主要由波前和相位曲率半径的关系决定。

自相位调制的频谱展宽研究

光纤中的自相位调制(SPM)会导致光脉冲的频谱展宽。文章作者通过调整光纤参数和光脉冲参数,利用OptisyStem软件成功地模拟出了SPM效应,并详细分析了光纤长度、峰值功率、脉冲形状和初始啁啾等参数对SPM谱的影响,观察到了负的初始啁啾使光纤输出端的脉冲频谱窄化的现象。

余弦-高斯激光脉冲在单模光纤中的色散效应

首次提出了余弦-高斯激光脉冲,并证明了该脉冲可由两个相位相反的线性啁啾的高斯激光脉冲叠加得到。由NLS方程出发,对余弦-高斯激光脉冲在色散介质中的色散效应进行了详细的研究。研究结果表明,初始啁啾并不影响入射场的光强分布;当脉冲参数a=1.13时,余弦-高斯激光脉冲的初始脉宽有最小值,且比高斯激光脉冲的初始脉宽要窄;余弦-高斯激光脉冲的展宽因子与传输距离、色散长度LD、激光脉冲参数a、初始啁啾参量C和β2的符号有关,余弦-高斯激光脉冲都比高斯激光脉冲的展宽要快,且参数a越大展宽就越明显。

几周期啁啾高斯脉冲的时域特性研究

研究了带有线性啁啾的几周期高斯脉冲的主要时域特性 ,分析了载波相位对啁啾脉冲的影响。结果表明啁啾在很大程度上增大了载波相位发挥作用所对应的脉宽范围 ,并且相位对啁啾脉冲的作用比对无啁啾的情况更加显著。

初始啁啾对单模光纤中超高斯脉冲传输特性的影响

从非线性Schr(o|¨)dinger(NLS)方程出发,采用变分法,导出了单模光纤中超高斯脉冲参数随传输距离的演化方程组,求出了振幅与脉宽、频率与啁啾、脉宽与啁啾之间的三个解析约束关系,得出了脉宽随传输距离演化的解析解,用龙格-库塔法进行数值求解描绘了初始啁啾和脉冲前后沿锐度对单模光纤中超高斯脉冲脉宽的影响。结果表明:初始啁啾和脉冲前后沿锐度对超高斯脉冲的振幅、脉宽、啁啾和相位有直接影响,超高斯脉冲传输过程中会产生啁啾,但脉冲中心的等效频率保持为常数。