基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪

量子增强型光学相位追踪作为高精度跟踪和测量光学相位的量子光学技术,在目标定位、量子测距以及相控阵雷达和唢呐等领域中有着重要应用.本文提出一种基于压缩态光场的量子增强型光学相位追踪协议.采用中心波长为1064 nm的连续固体激光光源,结合光学参量振荡器以及Pound-Drever-Hall(PDH)锁定技术,制备得到初始压缩度为(8.0±0.2)dB的相位压缩态光场.通过信号调制及解调技术,实现对压缩态光场相位的控制,从而实现对光学相位0-2π范围内的量子增强型追踪.与经典协议相比,这一协议可以将相位追踪的噪声起伏抑制至散粒噪声基准以下至少6.27 dB,实现了相位追踪精度至少76.4%的量子增强.由于到达角估计、相控阵雷达、相控阵唢呐等应用领域对相位测量精度要求极高,这一协议有望将相位估计的精度提高至突破散粒噪声极限,为相关领域提供压缩光源,也为更高精度的空间定位及量子测距技术提供理论和实验基础.

基于相位追踪的SAR运动目标高阶距离徙动校正方法

距离徙动校正(RCMC)是合成孔径雷达(SAR)实现运动目标参数估计和聚焦成像的关键环节。当目标或平台运动复杂时,传统低阶RCMC方法将不再适用,而现有基于参数化的高阶RCMC方法易存在模型失配和计算复杂度高的问题、现有非参数化方法在低信噪比下性能也将大幅下降。对此,该文借助扩展卡尔曼滤波(EKF)对造成RCM的相位进行追踪,进而构建RCM补偿函数实现RCMC。所提方法不依赖于RCM的具体模型,追踪得到的相位包含高阶分量,因此可以实现SAR运动目标的高阶RCMC。此外,EKF在进行相位追踪的同时能对信号进行滤波处理,可有效降低所提方法的信噪比(SNR)门限。与传统方法相比,该方法适用性广,计算量适中,且能校正不可忽略的高阶残余距离徙动。该文详细阐释了所提方法的原理及数学模型,并通过多组仿真和实测数据处理验证了所提方法的有效性和优越性。

基于相位追踪的水中物体三维面形测量

提出一种基于相位追踪和光线追迹算法测量水中物体三维形貌的新方法。该方法利用正弦面结构光来记录物体的三维面形数据,首先由投影仪投出正弦条纹图来调制淹没于水中物体的三维信息,摄像机拍摄获得物体表面的变形条纹图,然后利用相位追踪算法确定投影条纹和变形条纹之间的对应点,最后对相应的匹配点对进行光线追迹计算后,可以恢复出物体的三维形貌。由于使用面结构光进行测量,无需移动装置来实现对物体的一维或二维全场扫描,这样既节约了经济成本又缩短了测量时间。利用该方法进行了实际测量,得到了较好的重建结果,证明了本方法的正确性和可行性.

一种相位实时跟踪调整的光伏并网发电模拟系统

本文设计了一种光伏并网发电模拟系统,研究符合国家电网标准的输出电流,减少并网发电系统中的高次谐波分量。本系统以STM32F103ZET6为主控器,采用降压变压器及电压比较器提取电网中高压交流电的零相位时刻作为参考相位,对发电模拟系统的输出与参考相位之间存在的相位差进行比例调节,提高系统跟踪相位的速度和系统的稳定性。测试结果表明,本文设计的光伏并网发电模拟系统可输出50Hz且频率偏差小于0.1Hz的正弦波,符合国家电网要求,验证了方案的可行性与有效性。

5G毫米波硬件损伤对波形的影响及补偿方法

毫米波通信是5G的关键技术之一,由于频率高、硬件制造难,导致毫米波射频硬件存在严重损伤。毫米波射频硬件损伤主要包括功率放大器非线性、相位噪声、I/Q不平衡、采样抖动、采样频率偏移、载波频率偏移、天线损伤等。主要研究功率放大器非线性、相位噪声以及I/Q不平衡3种射频硬件损伤模型以及对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM),通用滤波多载波(universal filtered multi-carrier,UFMC),滤波正交频分复用(filtered orthogonal frequency division multiplexing,F-OFDM)和加权叠加正交频分复用(cycle prefix orthogonal frequency division multiplexing with weighted overlap and add,WOLA)波形的影响,分别提出射频硬件损伤的补偿方法。利用迭代消除算法消除功率放大器非线性损伤,采用5G标准中定义的相位追踪参考信号对相位噪声进行补偿,采用最小均方(least mean square,LMS)算法估计I/Q不平衡因子并进行补偿。仿真结果表明,F-OFDM抵抗毫米波射频硬件损伤的能力优于其他3种波形,OFDM和UFMC的性能相近,WOLA的性能最差。

液浮陀螺仪在双轴离心机上的标定方法

为提高双轴离心机上液浮陀螺仪的标定精度,对双轴离心机的误差进行分析并有效分离,根据双轴离心机的结构特点和工作方式建立坐标系,讨论了离心机误差和陀螺仪相关误差模型系数的关系,同时完善了陀螺仪在双轴离心机标定过程中的误差模型。考虑到在离心机中标定的可靠性和实效性,根据陀螺仪的标定模型提出了九姿态试验法,采用最小二乘法对陀螺仪误差模型参数的辨识。最后,分析了两轴线平行度、两轴角位置不同步误差对液浮陀螺仪误差模型系数标定精度的影响,通过仿真分析验证了标定方法的有效性。仿真结果表明,误差模型系数辨识的精度可控制在模型系数的13.2%以内,另外,相对于速率追踪模式,相位追踪模式能有效降低角位置不同步误差对标定结果的影响,部分误差模型二阶项系数的标定精度可提高。

移动单载波水声通信中的有效空时处理技术

针对宽带多普勒补偿的问题,本文提出了一种基于自适应宽带多普勒补偿技术的有效空时接收机技术,该接收机由自适应空间预综合器、多路插值器和基于信道估计的多路等效自适应判决反馈均衡器组成;本文提出的接收机结构在保证接收机性能的前提下,利用空间预综合器降低了接收机处理复杂度;采用联合自适应宽带多普勒补偿、自适应信道估计与均衡技术利用最小均方误差准则更新接收机系数,提高自适应接收机在移动条件下的稳健性。湖试试验验证了本文接收机的有效性,试验结果表明:本文提出的接收机结构可以有效补偿高速移动通信信号的宽带多普勒效应,实现高速移动平台间水声通信。

双直线电机驱动的悬浮移动横梁同步控制技术的研究

在高精度直线伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差。本文分析了零相位误差跟踪控制算法的工作原理,证明了其控制效果的无差性。仿真结果表明,系统具有更宽的输人频率带宽,更低的输人输出幅度和相位误差,输出信号可十分精确地跟踪正弦和随机输人信号。对于数控伺服系统及其它具有快速响应和高精度性能要求的系统,ZPETC具有很好的控制效果和广泛的应用前景。

一种能量回馈式岸电电源测试机组

为解决在全功能试验过程中电网进户容量限制岸电电源负载率的问题,实现以厂区630 k VA进户容量满足3 000 k VA岸电电源的满载和1.1倍过载试验要求,利用能量回馈原理研发专门用于岸电电源进行负载稳定性、额定输出特性、三相不平衡度、波形失真度等测试的全功能试验测试机组。应用表明,能量回馈式岸电电源测试机组能够对岸电电源进行输出特性、电压不平衡度、波形失真度、谐波、岸电电源稳定性等电能质量的全功能试验和评价,大幅降低对厂区电网进户容量的依赖,并且较传统的纯阻负载试验箱节能60%以上。

一种大带宽高阶调制802.11ax信号高精度分析算法研究

本文提出一种时频域相结合频偏矫正方法,可实现大带宽高阶调制下OFDMA-WLAN信号的解调算法。该算法包括变速率采样模块、信号同步模块、粗频偏估计模块、细频偏估计模块、信号解析模块、FFT模块、信道估计模块、相位跟踪模块、相偏矫正模块、解调处理模块,最后得到WLAN信号分析结果。

利用d-q分解的三相电压锁相技术研究

随着风力、太阳能、地热能、潮汐等分布式发电技术的广泛应用,各种新能源产生的电能要接入主电网,首先必须获得主电网准确的相位、幅值信息。在电力电子领域经常需要将三相电压、电流数据变换到α-β坐标系或d-q坐标系下进行处理,而在d-q坐标系下可以将三相电压、电流交流数据变换为两路直流数据。利用了d-q坐标系这种特性,根据q轴坐标分量跟踪控制以实现三相电压相位的准确跟踪。

单相机监控偏折术测量方法

基于相位测量偏折术的测量原理,针对移动屏幕偏折术测量方法中的重复标定问题,提出了基于单相机监控的偏折术测量方法。通过辅助相机监控LCD显示屏幕的两个位置,通过PnP方法和坐标系变换确定LCD显示屏幕在主相机中的位姿关系。利用绝对相位追踪对应同一像素的LCD显示屏幕两个位置上的同名相位点,确定入射光线,最终确定法线和梯度信息,并根据径向基函数插值法精确重建镜面面形。采用镜面标定法对具有不同视场的主辅相机进行标定。该方法只需标定一次,不会产生重复标定误差。仿真和实验验证了该方法的可行性,初步实验结果验证该方法具有较高的检测精度。