面向单双频混合及中断数据周跳处理方法

针对复杂环境下,传统周跳探测方法并不能取得良好的探测效果的问题,提出一种面向单双频混合及中断数据的周跳处理方法:介绍传统的无几何距离(GF)组合、墨尔本-维贝纳(MW)组合和多项式拟合法及其优势和不足;利用站间单差形式的GF组合和MW组合处理双频数据,利用改进后的多项式拟合法处理单频数据,联合3种方法克服数据中断带来的挑战,实现相对定位和实时周跳探测。实验结果表明,改进的联合探测方法比传统方法可削弱更多误差;相较于传统方法在探测率、固定率、均方根、定位偏差等精度方面都有较明显提高,其中探测修复率提高15%以上,固定率提高16.8%,复杂环境下的定位精度由分米级提升到厘米级;可为周跳处理提供参考。

单模VCSEL激光自混合测距精度的提高

单模VCSEL激光自混合测距具有测距精度高、功耗低和结构简单等优点。对单模VCSEI。进行了大频偏的三角波电流调制，应用差频模拟锁相环处理自混合拍频信号，明显减小了拍频信号在三角波拐点处固相位突变、波形周期不等以及波形的调幅干扰和失真等因素造成的影响。实验结果表明，提高了测距精度和动态范围。室温下，在单模VCSEL输出功率0．7mW，波长850nm，调制三角坡的频率1．3kHz，幅度0．4Vrms，采样时间0．1S，散射面为粗糙金属片的条件下，测距范围达到50～500mm，测距精度达到2mm，分辨率优于2mm。

高精度宽测速范围精确方向判别单模VCSEL自混合LDV

单模VCSEL(Vertical cavity surface emitting laser)激光器自混合LDV(Laser Doppler veloci- tymeter)系统的温度特性和外腔长度L_(ext)(激光器前腔镜到目标散射面之间的光程)可变范围优于多模激光器LDV系统。应用差频模拟锁相环信号处理技术,明显提高了单模VCSEL自混合LDV测速精度和测速动态范围.用多普勒频移f_d的分频跟踪三角波电流调制技术,提高了运动方向判别的精度和动态范围.实验结果表明,在外腔长度为30mm±3mm、温度为0℃～55℃、采样时间0.1s、激光器无温控的条件下,分辨率优于0.2%;在测速范围为30～480mm/s的条件下,测速精度优于1%;在速度范围为5～480mm/s的条件下,测速精度优于2%.在电源电压为5V时,正向运动方向指示电平大于4.9V,反向运动方向指示电平小于0.1V.

单双频混合GNSS变形监测系统中单频点电离层误差改正

采用单双频GNSS混合模式进行变形监测的关键是利用双频点数据建立区域电离层误差改正模型,并对单频点的电离层延迟误差进行改正,从而使单频点监测精度也能满足要求。利用广州南沙单双频地面沉降监测网数据对LCM、DIM、LIM、LSM四种区域电离层误差改正模型及其建立方案进行实例,结果表明,4种电离层误差改正模型均能显著改善单频点的监测精度,其中LCM与LIM较优,且利用单频点周围近距离的3个双频点构建区域电离层模型的处理策略最佳。

高精度宽动态范围单模VCSEL自混合LDV测速方法的研究

自混合激光多普勒测速(laser Doppler velocimetry,LDV)精度与激光器模式、多普勒信号频率展宽、激光器前腔镜到反射面距离(外腔长)的变化范围以及速度的动态范围等因素密切相关,研究结果表明,采用新型小功率单模垂直腔表面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL)和模拟差频锁相技术,在外腔长度为30 mm±1 mm,速度范围为30～480 mm/s,采样时间为0.1 s的条件下,测速精度优于1%,重复精度优于0.2%,具有测速精度高、动态范围大、成本低等特点.

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz^3GHz.

多路输出单端反激电源的设计

设计了一种基于UC2844的多路输出单端反激电源,给出了该电源的具体设计步骤和详细的设计参数及高频变压器的设计方法。实验结果表明了此方法设计的开关电源可以解决工程中的实际需要,是一种性能良好的开关电源。

基于载波抑制单边带调制的微波光子混频方案

为了克服电混频器的瓶颈,实现大带宽的信号混频,提出了一种基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子混频方案。通过调节调制器的6个直流偏置电压进行载波抑制单边带调制,射频(RF)信号和本振(LO)信号分别注入调制器,相互隔离,各自调制,且在2个相互正交的偏振态上传输,最后经偏振控制器和检偏器调整到同一偏振态上进行拍频,上、下变频模式的切换只需要改变其中一个直流偏置电压。仿真与实验表明:该方案切实可行,输入的RF频率在11~25 GHz时,输出的上变频或下变频信号的RF杂散抑制比不低于25 dB,频谱纯度高,可调谐性好,变频模式之间切换方便,系统的RF/LO隔离度达到-49 dB。

LD泵浦的全固态内腔倍频单模绿光激光器的研究

研究了激光二极管(LD)端面泵浦的全固态内腔倍频的单模运转的532nm绿光激光器的腔型设计,以及获得最大输出功率的简单理论.并用LD泵浦的Nd:YAG内腔倍频激光器从实验上进行了验证.为进一步进行自混合干涉实验奠定了基础.

双折射外腔双频激光器光回馈

为了研究双频激光器的光回馈特性,采用双折射外腔光回馈的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了双频激光器中条纹倍频现象的数据。结果表明,光回馈系统分辨率提高了1倍,同时利用双频激光器两垂直偏振光间的模竞争,使得倍频条纹的调制幅度明显增大,从而使得光回馈系统的灵敏度大大提高。实验结果与理论分析吻合,这对提高光回馈系统的分辨率是有帮助的。

一种控制力矩陀螺用双频驱动的超声电机

控制力矩陀螺的框架电机要求控制精度高,机械响应快,转速低,质量小,能适应高真空、高温差的工作环境。为满足上述需求,该文为控制力矩陀螺设计了一种异型模态超声电机,用以驱动力矩陀螺框架。并基于有限单元法计算及优化了样机外形尺寸,完成电机速度特性和负载特性的测试及优化。结果表明,该超声电机由超声电机定子、力矩陀螺转轴、基座组成。定子通过铰链固定于基座,弹簧机构对其施加预压力。超声电机质量25g,最大输出扭矩0.04N·m,满足控制力矩陀螺的使用要求。

单腔双光梳激光器及其应用研究

双光梳技术凭借其超高的频率分辨力与检测精度成为当今科研领域探索的重点。本文分别介绍了利用电光调制、微谐振腔、相位锁定两台独立的锁模激光器、单腔双光梳激光器产生双光梳的方法,重点阐述了基于单腔双波长激光器的双光梳产生方法集成度高、结构较简单、成本低的优势;之后详细介绍了目前单腔双光梳激光器中,双波长腔内运转的脉冲波形复用法、空间复用法、方向复用法、波长复用法和偏振复用法的工作原理及最前沿的研究进展;最后,具体分析了单腔双光梳在光谱学、测距、光纤传感等领域的应用情况,并展望未来单腔双光梳的研究与发展方向,为推动单腔双光梳技术性能的进一步提升和广泛应用提供借鉴。

一种提高单电感双输出升/降压型转换器轻载效率的设计策略

为了提高单电感双输出升/降压型直流-直流转换器在轻载下的效率,设计实现了适用于不同转换条件的非连续导通模式（DCM）功能和脉冲频率调制（PFM）控制。前者降低了电感电流的均方根值,减少了导通损耗;后者降低了开关频率,减少了开关损耗。详细分析了在PFM控制下转换器的驱动能力、电感电流纹波和输出电压纹波之间相互制约的关系,并采取了一种可以由两路任意升/降压输出灵活复用的自适应导通时间控制方法。经0.25μm 2P4M CMOS混合信号工艺流片验证,测试结果显示DCM和PFM时序与设计方案吻合,各种转换条件下输出电压纹波在40~70 mV。通过比较发现,对轻载效率的提升可以达到30%以上。

单/双频混合数据的Android手机精密单点定位方法

针对单频精密单点定位(SF-PPP)电离层误差难消除,双频精密单点定位(DF-PPP)数据少,导致单一方法定位精度低、算法收敛慢的问题,该文将SF-PPP与DF-PPP相结合,提出了一种混频精密单点定位(MF-PPP)方法。该方法对所观测到的第一频段数据采用电离层产品进行电离层改正,对有第二民用信号的数据采用消电离层观测值,综合采用两类观测值进行精密单点定位。通过仿动态、动态实验对MF-PPP方法进行了验证,结果表明在仿动态实验中,MF-PPP相对于SF-PPP在水平、垂直方向上的均方根(RMS)分别提高了33.66%、33.70%;相对于DF-PPP在水平、垂直方向上的RMS分别提高了13.22%、21.52%;在动态实验中,MF-PPP相对于SF-PPP在水平、垂直方向上的RMS分别提升了26.17%、39.17%,相对于DF-PPP在水平、垂直方向上的RMS分别提升了11.50%、21.63%。所提方法能有效提高定位精度。

基于OptiSystem的5G毫米波信号仿真实现

设计了双光源、基于光外差法的光生微波系统,利用光通信系统设计软件OptiSystem进行了仿真。将1549.9 nm和1550.1 nm的两束光耦合后在光电探测器上拍频获得24.5 GHz的高频微波信号,实现了5G移动通信中24.25~52.0 GHz的高频毫米波信号产生方法,为5G通信中高频信源的产生进行了有效的探索。同时基于OptiSystem仿真了光纤的四波混频效应,将波长间隔0.2 nm的两束稳定频差的单纵模光波耦合并经50 km的光纤传输后,在光谱仪上清晰可见四束光,验证了光纤的色散非线性特性,为5G高频信号的传输进行了仿真研究。

基于数字变频处理的GPS/BDS双模捕获

全球定位系统(Global Positioning System,GPS)与“北斗”定位导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)的双模导航能够提高定位稳定性与精确性,但通常在前端硬件设计中需要建立双通道对GPS和BDS射频信号分别进行处理,极大地增加了硬件设计复杂度以及功率的消耗。针对双通道硬件设计的复杂性问题,提出了在Matlab环境下对GPS/BDS双频信号进行数字变频处理的方法。该方法将硬件中的变频功能在软件中实现,从而降低了硬件设计的复杂度且保证了算法与不同全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)以及前端硬件的兼容性。实验结果表明,在不同的单通道硬件设计下,利用该方法能够成功在软件中消除与L1或B1的频偏得到捕获信号,并捕获到GPS/BDS可见卫星信息。

独立充放时序SIDO开关变换器电流型变频控制技术

单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)开关变换器工作在共享充放时序下存在电感电流纹波大、输出支路间交叉影响严重以及电路参数宽范围变化下控制电路不能正常工作等问题.为此,提出一种独立充放时序电流型变频控制(current-mode variable frequency control,C-VF)技术.首先,具体描述变换器在连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)下的工作原理,并推导主电路开环传递函数;进一步构建闭环小信号模型,推导闭环交叉阻抗,详细分析不同输出电压及负载电流下变换器的交叉影响特性;最后,通过仿真和实验进行验证.研究表明:相较于共享充放时序,独立充放时序C-VF CCM SIDO buck变换器减小了交叉影响,改善了负载瞬态响应性能;当两支路负载电压不等时,减轻某一支路负载可以降低该支路的交叉影响;当两支路输出电压相同但负载不同时,重载支路对轻载支路的交叉影响更小.

GPS单双频混合方法在地表形变监测中的应用

在地表形变监测中,若全采用双频GPS则费用过高,若全采用单频GPS则因电离层误差得不到较好消除而导致精度下降。针对这一问题,本文采用GPS单双频混合模式,即通过解算监测区域外围的双频GPS数据获取该区域大气延迟误差残余量,将其用于改正内部单频监测站点数据,从而在降低硬件成本的同时改善监测精度。利用研发的软件对实测数据进行处理分析,结果表明,改正后的高程分量精度优于1.24cm,三维位置精度优于1.59cm,较单频方法提高24%;且当单频站点位于双频站点组成的区域内部时改正效果更好,高程分量精度优于0.95cm,三维位置精度优于1.2cm,精度改善比例达到30%,最高可达58%。

可光生毫米波的单纵模双波长微片激光器研究

提出了一种用于光生mm波的单纵模双波长微片激光器。理论分析和实验研究了微片激光器单纵模双波长产生的机理。实验结果表明,当输入抽运电流为12A时,激光器输出的中心波长分别为1064.18nm和1064.50nm,波长间隔为0.32nm,对应的频差近似为85GHz;每个频率峰的-3dB谱宽为0.05nm,消光比大于22dB;通过偏振片对双波长偏振平行度进行检测,偏振平行度优于98%。

正交频分复用信号的全光波长变换性能研究

实验验证了在半导体光放大器(SOA)中基于四波混频(FWM)效应的单抽运、垂直双抽运和平行双抽运对光正交频分复用(OFDM)信号波长变换特性。信号光源经2.5 Gb/sOFDM电信号直接调制后和抽运光耦合,经光放大器后在SOA中实现波长变换。实验结果显示,经SOA的FWM效应后,产生新波长的信号光将携带OFDM信号。实验测量了转换的OFDM信号的误码特性曲线图和星座图,结果表明,平行双抽运模型的系统功率代价最小。实验结果与理论分析是一致的。