液晶模块与背光源的频率干涉现象分析

从液晶模块的显示原理、驱动原理入手,阐述液晶模块的帧频率与光源频率叠加,从而产生频率干涉的现象,并给出了相应的解决方法。

激光频率调制干涉光纤测长方法研究

光纤长度测量技术在光的传感领域起着至关重要的作用,如何精确地测量光纤长度是该领域的一个研究热点。激光频率调制干涉测量技术拥有高空间分辨率的测量优点,可用于光纤长度测量领域,但是调频非线性会导致频谱展宽,影响测距精度。提出一种基于Lomb-Scargle法的光纤测长技术,在对非线性校正的同时可以得到较为准确的测量值,其测量范围不受辅助路光程差限制。作为验证,对1.2 m左右长的光纤进行测长实验,可得到此方法的测量绝对误差基本稳定在50μm以内,拥有较高的测量精度。该方法为激光频率调制干涉测量技术的非线性校正提供了一种方法思路。

一种光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统

为解决激光频率扫描干涉(FSI)测距系统随着目标距离增大测量精度下降的问题,提出了一种利用光纤组量程扩增技术实现大尺寸绝对测距的精度补偿方法。采用参考光路光程可变递增的方法,建立了光纤组量程扩增的激光频率扫描干涉绝对测距系统,通过FSI原理实现了量程扩增部分光程差的自标定。对应不同测量目标,通过粗测和精确测量,实现了系统原点自标定、光纤通道切换和目标值的精确测量。实验结果表明,在测量距离大于3 000mm后,光纤组量程扩增测距系统具有更高的绝对距离测量重复精度,在6 700mm目标位置的绝对距离重复精度比FSI测距系统的重复精度提高了2.4μm,并且在大尺寸测量方面更具有一定的优势。

基于光纤色散相位补偿的高分辨率激光频率扫描干涉测量研究

为了实现更高分辨率的激光频率扫描干涉测量,增大光源的扫频范围以及减小扫描频率的非线性成为关键.采用外腔式大带宽扫频光源结合光纤辅助干涉仪构建的外部时钟频率采样非线性校正是目前较为常用的方法.本研究发现随着扫频带宽和测量范围的增加,光纤辅助干涉仪与测量光路中存在的色散失配导致频谱出现严重展宽,极大的降低了测量的分辨率.本文建立了辅助干涉仪和测量干涉仪色散失配影响的理论模型,利用该模型分析了扫频带宽和测量范围与测量分辨率的变化关系,与实验结果相一致,并进而提出了基于峰值演化消畸变的色散相位补偿方法,有效地提高了测量的分辨率,在2.53 m处实现了接近理论值的64.5μm的测量分辨率.该色散失配模型及补偿方法为提高大尺寸激光频率扫描干涉仪的测量分辨率及测距范围提供了参考.

一种基于干涉条纹频率的星载InSAR基线估计新方法

现有基于干涉复图像的基线估计方法采用平地假设并利用傅里叶变换估计条纹频率,应用于星载In-SAR时基线估计误差很大.本文针对星载InSAR,从基线计算公式和条纹频率估计两个方面对现有基于干涉复图像的基线估计方法进行改进,提出了一种基于干涉条纹频率的高精度星载InSAR基线估计新方法.在考虑地球曲率的情况下,推导了星载InSAR中基线与干涉条纹频率之间的精确关系式.通过引入半牛顿迭代法,精确估计每一像素点处的干涉条纹频率;对所估计的频率值进行线性拟合,进一步抑制噪声对条纹频率估计精度的影响,获得高精度的干涉条纹频率值,用于基线计算.最后,利用星载InSAR仿真数据进行基线估计,所得到的估计精度达到了厘米量级,结果验证了所提方法的有效性.

浅海波导中简正波干涉特征频率增强

针对浅海波导中水平线列阵接收的低频宽带低信噪比信号,提出了一种利用多拍信号相干累加来提高干涉简正波特征频谱信噪比的方法。这种方法主要针对未知距离和声源形式的运动声源,对不同时刻(或接收距离)处阵列输出信号进行warping变换,根据干涉简正波的特征频率不变性,通过搜索距离与径向速度的比值来对齐未知距离下warping变换后的谱峰频率,进而通过相干累加来增强信号干涉简正波的特征频率。仿真和海上实验数据分析均验证了方法的性能。

距离频率ML方法无模糊估计动目标径向速度

在合成孔径雷达-地面动目标检测系统中,需要无模糊地估计运动目标的径向速度.当径向速度接近最大不模糊速度时,传统多通道最大似然方法的估计性能下降.针对以上问题,提出一种基于距离频率干涉相位的最大似然估计方法.相较于传统方法,所提方法有效地降低了概率密度函数扩散的影响,当径向速度接近最大不模糊速度时能够实现准确估计.从相关系数和干涉相位两个方面分析了噪声对径向速度估计的影响机理,并通过增加独立样本来减小噪声的影响.

风机叶片试验台疲劳加载振动干涉研究

风机叶片试验台两侧安装叶片,在进行疲劳试验时,一边叶片振动时会对另一边叶片的振动产生干涉,可能会影响试验效果。对此,研究了模态分析和谐响应分析的基本理论,建立试验台模型和研究用叶片模型,分析了两种叶片和基座的模态,以及各种叶片振动搭配下稳态响应。结果表明,合理地分配两边叶片可以避免叶片的频率干涉;改进筒体的结构可以提高试验台的刚度,降低疲劳加载的频率干涉影响。

基于振动抑制高精度宽带激光扫频干涉测量方法

本文研究了基于振动抑制的高精度宽带激光扫频干涉测量方法.在激光扫频干涉测量中振动引起目标位移,导致在测量信号拍频中叠加了多普勒频移,该频移量通常远大于目标实际位移产生的频率变化,直接计算目标距离将造成测距精度下降.为解决该问题,本文首先建立了振动对宽带激光扫频干涉测距系统的影响模型,分析了振动对测距的影响机理,通过对测量系统的色散失配效应进行补偿降低了色散影响,然后对测量信号进行交叠分时Chirp Z变换计算不同时刻目标距离,进一步结合卡尔曼滤波方法对目标距离信息进行状态估计,使测量的标准差由185.4μm降低到9.0μm,有效降低了环境振动对测量结果的影响,提高了测量精度.该方法在不需要改变激光扫频干涉绝对距离测量装置的条件下,为进一步提高振动环境中的测距精度提供了解决方法,降低了装置复杂度和成本.

超声波波速测量中谐振频率的调试技巧

介绍超声波波速测量中 ,区分谐振频率与共振干涉频率的方法 。

重轨InSAR平地干涉相位特性研究

鉴于平地干涉相位的补偿是重轨合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的重要环节以及平地干涉相位特性对于 InSAR 处理过程中的参数选择和基线重估计的重要意义,本文针对不同参考面对平地干涉相位特性的影响以及如何利用平地干涉相位特性实施干涉基线重估计的问题进行了研究,从理论上推导出了参考面为平面和球面情况下平地干涉相位以及平地干涉相位频率的标量表示方法,对平面、球面和 WGS84椭球面三种不同参考面所对应的平地干涉相位特性进行了对比分析,给出了利用平地干涉相位和平地干涉相位频率方法进行干涉基线重估计的算法理论。研究表明,利用平地干涉相位特性可以实施干涉基线重估计,而考虑到参考面选择对平地干涉相位的影响,在进行干涉处理过程中必须选择适当的参考面。

光学空间频率合成器及其在无分散三维形状计测中的应用(英文)

传统的白光干涉法、光学频谱扫描干涉法、低相干度断层扫描法以及其他三维形状计测法均采用宽带光学频谱光源实现绝对高度的测量,因此当测量对象存在不均匀的折射率分布或者光学吸收特性时,以上方法将不能给出准确的测量结果。针对传统绝对干涉法的这些制约,本研究通过干涉现象中时空参数的类比,提出了宽带空间频谱单色光源的概念,并通过改变光源的空间频谱构造验证了无分散三维绝对形状测定方法的可行性。

离心压缩机叶轮叶片断裂分析及预防措施

合成气压缩机组是甲醇合成装置中的核心设备,压缩机组的稳定运行是装置正常工作的保证。合成气压缩机组有压力较高、分子量较轻、运行工况复杂的特点。转子是压缩机的核心部件,转子的设计制造对其叶轮布置、力学分析、材料选择、加工装配、检查检验等方面都有着很高的要求。某合成气压缩机在使用近一年时间后,压缩机合成段及循环段突然出现振动值超出报警值的异常情况,经过拆检压缩机发现入口过滤网损坏严重,合成段第五级叶轮损坏、隔板损伤,循环段叶轮及隔板结垢严重。针对以上压缩机异常情况及返修情况,从设计、制造、检验等方面探讨故障原因及预防措施,对于压缩机转子所产生的频率干涉问题进行剖析,提出转子设计制造过程中的建议,避免发生类似问题。

基于旋跳自漂移修正的WSN网络信号源定位算法

为解决移动无线传感网在部署过程中存在信号源定位困难、数据链路防抖动性能差及信号上传带宽受限等难题,提出了一种基于旋跳自漂移修正机制的超高速移动WSN网络信号源定位算法.首先,考虑到区域内锚节点具有的信号源稳定特性,依据信号强度和跳数的逆向关系,构建信号强度-节点跳数强度搜寻方法,实现了信号源的定位,并从中选取性能最佳的区域节点;随后,基于移动无线传感网节点在高速移动过程中存在的频率漂移,计算锚节点跳数漂移误差,通过修正锚节点间物理差的方式来提高节点的覆盖能力,降低区域节点对区域外信号源的频率干涉覆盖现象,从而提升信号上传带宽;最后,考虑到sink节点具有的中央控制特性,通过sink节点控制来建立锚节点粒子群移动模型,使用周期递归的方式消除移动过程中锚节点移动性过高带来的频率及坐标抖动难题,进一步降低了信号源定位过程中的误差.仿真实验表明,在复杂网络条件下,与当前移动WSN网络定位中常用的超混沌偏移修正定位算法、螺旋递归自适应定位算法和逐次跌跳收敛定位算法相比,本文算法具有更高的定位精度与信号上传带宽性能,且相应的定位误差更低.

基于几何聚类映射采样机制的无线传感网超宽带传输算法

为解决无线传感网超宽带传输领域存在的传输性能不高、拥塞控制能力较差等不足,提出了一种基于几何聚类映射采样机制的无线传感网超宽带传输算法。首先,根据无线传感网信道存在的频率干涉特性,采取并发正交传输及周期采样方式对传输数据予以正交处理,以增强节点及链路的网络传输性能,提升超宽带传输质量;随后,基于能量估测机制提出了功率阈值稳定方法,利用最低功率模型对运行不稳定的节点及时进行休眠处理,降低因节点失效而导致数据拥塞的概率,以改善网络的拥塞控制性能。仿真实验结果表明:与当前无线传感网超宽带传输领域常用的基于NMF和2-SVD-QR混合矩阵分解的WSN优化传输算法和基于SWIPT机制的WSN节能传输算法相比,所提算法具有网络传输带宽较高及累计拥塞发生频次较低的特点,实际部署价值较高。

频率扫描干涉法绝对测距中运动误差的补偿研究

在频率扫描干涉法绝对距离测量过程中,目标的运动会对测量结果引入误差,经推导发现运动误差与激光扫频终点频率以及扫频过程中的光程差位移量有关。前者可直接通过高精度波长计测量,对于后者,提出了外差干涉频分复用技术,设计了一种新的频率扫描距离测量干涉仪,可同时实现目标绝对距离和光程差位移量的测量,通过剔除与扫频终点频率和光程差位移量有关的误差相位偏移量后即可实现运动补偿。分析了该绝对距离测量系统的可行性和运动补偿的不确定度,并对测量精度进行仿真验证。结果表明该方法快速有效,在较快速运动目标测距时可实现对纳米量级光程差位移量的测量。在几十米距离范围内,当频率扫描范围达到100 GHz时该补偿方法引入的误差约为几十微米。

频率扫描干涉仪漂移误差正反向扫描补偿法

频率扫描干涉仪对测量过程中光程差的漂移非常敏感,目标镜的微小位移会被放大几千倍,使得测量结果严重失真,因此必须消除或减弱漂移误差。针对现场测量中目标镜的低频振动或缓慢漂移,根据光频连续正反向扫描测量值漂移误差放大项大小近似相等、符号相反的特性,提出了一种光频连续正反向快速扫描的漂移误差补偿方法,并进行了频率扫描干涉仪漂移误差补偿实验,分析对比补偿前后的实验结果,验证了该方法的可行性。实验结果表明,在测量距离约1543.3mm处,目标镜振动频率为4.7Hz,振幅为1μm,采用补偿后,连续40次采样测量的标准差由补偿前的51.9μm下降到8μm。

空间外差光谱仪的平场波长定标实验与数据处理

空间外差光谱技术综合了光栅衍射与空间调制干涉两种技术特点。由于干涉仪胶合与光栅刻划过程中存在误差,使得系统平场与理论设计值存在偏差。本文探讨了空间外差光谱仪系统平场定标的原理,通过干涉条纹频率公式推导出了系统平场定标的基本公式,设计了可调谐激光导入消散斑积分球定标方法及定标装置。针对中科院安徽光机所研制的用于大气CO2精细吸收光谱(1 575nm吸收带)探测的空间外差光谱仪样机开展了平场定标实验。定标结果表明,仪器的实际平场波长比理论设计值向短波方向漂移了约0.05nm,满足仪器设计要求。

频率扫描干涉中参考干涉仪的非线性误差分析

针对频率扫描激光干涉测距系统的参考干涉仪中存在的大量光学元件会产生非线性误差,本文基于偏振分光镜(PBS)的非理想分光性能分析了非线性误差的产生机制,推导出PBS非理想分光性能条件下的非线性误差模型,并提出了消除非线性误差的改进方法。利用MATLAB进行建模仿真表明,PBS非理想透射率和反射率对非线性误差的影响为二次谐波,透射率和反射率相差越大,非线性误差越大,当二者值相等时非线性误差大幅减小。当PBS反射率为0.90且透射率为0.97时,用传统的正交检测方法产生最大为383.3 kHz的非线性误差,而采用本文提出的方法只存在5.3 kHz的线性误差。

超声波声速测量实验中的误差分析

针对学生在超声波声速测量实验中存在的测量数据误差的问题,分析了实验中各种可能的误差来源,同时也指出了减小误差的相应措施,使学生对该实验的误差来源更清楚。