基于微波光子去斜接收的二维到达角估计方案

为减少目前微波光子领域到达角(AOA)测量易受相位、噪声等影响,实现二维平面内大范围的AOA测量,提出并实验验证了一种基于微波光子去斜接收的二维AOA估计方案。该方案接收端利用L型天线阵加入固定延迟时间的方法,可以估计一维AOA,利用该一维AOA可求解出二维AOA(俯仰角和方位角)。实验结果表明:在天线间隔为5 m,输入线性调频连续信号的信噪比为10 dB或-7.8 dB的情况下,所提方案的一维AOA的估计结果具有大范围的特点,且在-79°~74°内估计误差均小于2°,同时,计算得到的俯仰角和方位角在较大范围内都具有较高的精度。

基于小波Radon变换检测线性调频信号

对信号小波分析的结果进行Radon变换,简称小波Radon变换。通常情况下,线性调频信号小波变换的结果在时间尺度图上呈现曲线的形式,而在时频图上呈现直线的形式。通过Radon变换检测时频平面上的直线,可以精确地得到调频信号的参数。仿真结果表明,小波Radon变换是一种较好的线性调频信号检测方法。

基于低频声波的空气温度测量研究

低频声波可以用来实现对空气温度的非侵入式测量。现有的基于低频声波的测温方法精度较低,如何建立有效的声学测温机制从而提高测量精度需要进一步研究。描述了一个基于低频声源和传声器的新型空气温度测量系统,通过测量空气中的声速达到测量空气温度的目的。首先根据温度、湿度、大气压和空气成分与声速的关系提出了一种通过计算空气密度来计算声速的方法。由于空气的湿度、大气压和空气成分也会影响声速,为了提高测温精度,分别从理论上分析了这3个因素对声学测温结果的影响并给出了相应的技术解决方案。为了测量声速,选择宽度为0.1 s的200～1 500 Hz线性扫频信号作为声源信号,通过对上下游两个传声器接收到的扫频信号进行互相关,计算出声波在两个传声器间的传播时间。为了提高声速测量精度,通过参照温度试验获得了不同温度下的声波传播时间并代入校准方程,使用最小二乘法估计出了等效声波路径长度和系统时延。得到这两个参数值后,系统测量出的声速更加接近同温度下的理论声速值。验证试验以K型热电偶测量的温度作为对比,在23.5℃～54.2℃的温度范围内,声学测温的相对误差在3.2%以内,标准差在0.2%以内。

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。

基于级数反演的斜视FMCW SAR成像算法研究

在斜视调频连续波(FMCW)合成孔径雷达(SAR)成像中,斜距的三次项不仅会对相位产生影响,同时对包络也会有影响.如果不进行有效校正,将会影响到SAR图像的聚焦效果.针对这个问题,本文利用级数反演的方法推导出斜距展开到三次项时回波信号的距离多普勒频谱表达式,并在距离多普勒域上对三次项进行包络和相位滤波处理.此外,考虑到时域走动校正带来方位空变性问题,本文利用方位非线性变标算法(NCS)解决其沿方位空变性问题并给出结合运动补偿的实测数据处理的算法流程图.最后通过对多个点目标的场景进行仿真实验以及实测数据处理来验证本文成像算法的可行性和有效性.

基于俯冲模型的频域距离走动校正NLCS-SAR成像算法

弹载SAR末制导阶段的高速、俯冲、大斜视等特点使得常规SAR成像算法失效,为此,该文首先建立了精确的俯冲SAR回波信号模型,并根据大斜视下距离徙动主要由距离走动构成这一特点,先行补偿距离走动以使大斜视成像转化为等效小斜视或正侧视成像,简化后期成像处理,而后再利用方位向非线性变标方法解决补偿距离走动带来的多普勒调频率随方位时间空变问题,使得同一距离门的方位压缩可在相同参数下进行,从而有效增大方位向的聚焦深度。仿真实验验证了算法的有效性。

300W线偏振飞秒全光纤啁啾脉冲放大系统

报道了高平均功率的线偏振啁啾脉冲放大系统。该系统包括全光纤结构的多级放大器以及透射光栅脉冲压缩器。压缩前,实现了近衍射极限光束输出,平均功率425 W,光光效率81%,消光比约13dB;压缩后,获得了平均功率300 W、脉宽315fs、峰值功率12 MW的激光脉冲,为目前报道的最高平均功率的线偏振光纤啁啾脉冲放大系统。

一种多普勒域走动校正的斜视SAR成像算法

为了解决时域校正走动带来的方位空变性问题,提出了一种在方位多普勒域走动校正的斜视合成孔径雷达(SAR)成像算法。文中利用级数反演理论,将斜距公式展开至三次项,推导出SAR回波信号的两维频谱表达式。再从两维频谱出发,提出了基于两维频谱匹配滤波的斜视SAR成像算法。该算法考虑到距离空变性问题,提出先在两维频域进行走动校正和相位预滤波,接着在距离多普勒域进行线性频率变标的处理方法,经过距离脉压和方位脉压能够得到聚焦良好的SAR图像。此外,该方法与距离徙动(RMA)算法相比可以有效地降低需要处理的数据量。最后,临近空间SAR仿真实验证明本文提出方法的可行性和有效性。

基于非线性啁啾光纤光栅实现的色散可调谐

从原理上证明了一种基于非线性啁啾光纤光栅以及光纤光栅的温度特性的色散可调谐方案 实验证明在 2 5 5℃的温度变化范围内 ,光纤光栅对 1 5 5 0 43nm波长的色散补偿量从75 9 1 ps/nm上升到 1 65 9 9ps/nm ,色散调谐范围达到 90 0 ps/nm 。

正弦型非线性切普键控信号的正交性

为了寻求正弦型非线性切普键控(SNCK)的正交信号集,给出了SNCK波形样本相关通式,并对其进行了推导,通过引入Bessel函数恒等式解决了双重三角函数的积分运算问题,得到其相关积分解析式。对不同调频周期数、不同时间-带宽积和不同调频极性等多种组合情况下的SNCK信号正交性进行了分析,发现通过不同调制参数的灵活组合可以实现SNCK信号正交调制。本文为选择SNCK信号正交集提供了方法,为实现SNCK信号的多载波并行通信奠定了基础。

一种改进方位向非线性CS大斜视角SAR成像算法

大斜视角SAR成像时存在严重的距离走动现象,慢时域的距离走动校正在解决这一问题同时导致了聚焦深度问题。分析了二维频域解耦合后残余相位误差以及时域走动校正后的多普勒调频率误差,提出一种改进的方位向非线性CS算法,校正了三次以上距离迁徙带来的相位误差,同时采用改进非线性CS扰动方程补偿了随方位偏移量线性变化的调频率误差。仿真结果表明,改进算法的大斜视角大场景成像性能优于传统的高分辨大斜视角成像算法。

大斜视SAR成像的一种新的二维可分离处理方法

大斜视角下SAR信号的特点表现为大的距离走动和小的距离弯曲,这使得采用横距域距离走动校正和二维可分离成像方法成为可能,但方位场景较大时要考虑方位向聚焦深度的限制。该文采用非线性调频变标的方法补偿方位向调频率随目标横距的变化,得到了良好的结果。

线性啁啾光纤布喇格光栅反射谱的数值模拟

为了研究线性啁啾光纤布喇格光栅的特性,并进一步把它用于光纤激光器上,介绍了线性啁啾光纤布喇格光栅的耦合模理论,采用4阶Runge-Kutta法和传输矩阵法结合控制变量法,对线性啁啾光纤布喇格光栅反射率与啁啾系数、半峰全宽与光栅长度、反射率与直流纤芯折射率改变量之间的关系进行了数值模拟。结果表明,线性啁啾光纤布喇格光纤可以展宽带宽。基于这个结论,提出了利用线性啁啾光纤布喇格光栅作为光纤激光器腔镜,使输出谱线展宽,从而可作为宽带光源使用的方案。

高非线性光子晶体光纤中超连续谱产生的特性研究

利用数值方法求解广义非线性薛定谔方程,数值模拟了光脉冲在高非线性光子晶体光纤正常色散区超连续谱产生的演化,研究和分析了脉冲参数如峰值功率、脉冲宽度及初始频率啁啾对超连续谱形成的影响。结果表明,当脉冲峰值功率一定时,随着传输距离增大,超连续谱随之愈宽,平坦度愈好;随着脉冲峰值功率逐渐增大,超连续谱随之更宽,平坦度有所劣化。相反,脉冲宽度逐渐增大,超连续谱展宽范围减小,其平坦度也逐渐劣化;具有适当的正负啁啾脉冲,在高非线性光子晶体光纤传输中获得了宽而平坦的超连续谱。

利用ND-DDF放大器获得更佳线性啁啾抛物线脉冲

基于在正常色散渐减光纤(ND-DDF)或者正常色散光纤放大器,获得线性啁啾抛物线脉冲,提出并分析了利用ND-DDF放大器获得线性啁啾抛物线脉冲的优化方案.数值研究结果表明:与用ND-DDF或者正常色散光纤放大器获得线性啁啾抛物线脉冲的方案相比,利用ND-DDF放大器获得的抛物线脉冲的线性啁啾更为明显;研究还发现,增益影响着线性啁啾的大小和质量.计算表明,利用ND-DDF放大器产生的抛物线脉冲经啁啾补偿后可获得更大的压缩因子和更高的峰值功率.

利用DDS器件设计高频雷达回波模拟器

基于双直接数字合成器 Q2 36 8芯片能实现任意波形的发生 ,采用单片机控制 Q2 36 8芯片 ,设计了PC机软件 ,使其通过串行通讯间接控制 Q2 36 8芯片产生各种波形 ,通过改变输出波形的时延与频率 ,模拟不同距离、不同速度的目标回波 ,代替实际目标检测雷达性能 ,节省了研制费用 ,缩短了雷达系统的研制周期 .

高频地波雷达总体方案及工程实施中的几个主要问题

从线性调频中断连续波 (FMICW)基本原理出发 ,结合雷达方程和相控阵技术 ,阐述了在 OS-MAR2 0 0 0总体设计和研制过程中遇到的几个主要问题 ,如雷达探测性能估计、雷达波形设计、雷达参数的选择、相控阵形式、I/ Q形成方式、数据采集与 Doppler提取、距离混迭与 Doppler频率混迭、零频干扰等 .东海现场实验表明 ,采用 12 0 m八元相控天线阵 ,“一发八收”、收发共用天线工作模式 ,平均发射功率 10 0 W,可实现 2 0 0 km,12 0°扇面海流探测和 10 0

炉膛声波飞行时间测量中声源信号的选取研究

炉膛内声波飞行时间的精确测量是实现声学法炉膛温度场分布测量技术的关键,而选取一种具有较强抗噪声干扰能力的声源信号是精确测量飞行时间的前提。针对适合于互相关函数法测量声波飞行时间的几种典型的声源信号,在不同信噪比下进行仿真实验比较,结果表明,线性扫频信号在相关法声波飞行时间测量中具有更强的抗噪声干扰能力;通过对不同声源信号进行功率谱分析得出,在采用互相关函数测量炉膛内声波飞行时间时,信号的抗噪声干扰能力不仅与信号的频率范围有关,而且还取决于其相对于噪声的有效频带。

正弦型非线性调频键控及性能分析

以正弦型非线性调频信号为载波样本,提出一种非单频波带通调制方法——正弦型非线性调频键控(sine non-linear chirp keying,SNCK)。通过调整时间-带宽积和频率变化曲线频率等参数,SNCK可实现满足不同信道环境和服务质量需求的无线通信。同时,由于采用非单频波作为载波样本,SNCK具有较好的多普勒频移抑制能力。构建SNCK的数学模型,分析已调信号正交化设计方法、频域特征及信道适应能力等性能。理论分析和实验结果表明:相较于甚小线性调频键控,SNCK具有相近的高白噪声抑制能力和频域能量集中度;相较于最小频移键控,SNCK具有更强的多普勒频移抑制能力。SNCK可作为通信终端高速率运动场景下的变速率无线通信系统的带通调制方案。

线性啁啾光纤Bragg光栅的实验研究

本文给出了 1 42 mm长相位掩模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾 Bragg光纤光栅 ( CFBG)的反射谱特性及传输实验结果 ,本实验研制的线性啁啾 Bragg光纤光栅样品带宽为 0 .56～ 0 .92 mm。可实现对普通光纤色散补偿 1 0 0 km以上 ,色散代价小于 1 .5d