基于深度学习的水下激光通信系统弱光信号检测方法研究

水下激光通信系统弱光信号受到频谱和多径干扰,检测的精度不高,为了提高水下激光通信的稳定性,提出基于深度学习的水下激光通信系统弱光信号检测方法。采用空间波束形成方法构建水下激光通信采集和多层频谱分解模型,实现信号的波束特征增强处理,结合时间反转技术估计弱光信号的射频标签分布信息和多径信息,采用多径衰落抑制实现对水下激光通信系统的弱光信号增强处理,利用深度学习算法进行弱光信号检测过程中的寻优控制,使得整个信号检测过程保证在恒虚警概率。仿真结果表明,该方法进行水下激光通信系统弱光信号检测对多径衰落的抑制能力较好,不同信噪比环境下误码率较低,当信噪比增大至90 dB时,其误码率仅为10-5,且其检测时间小于10 ms,优于对比方法,具有更大的应用价值。

基于四电平编码与弱光通信的极低功耗传光式电流互感器

针对传光式电流互感器高压侧现有的母线取能和激光供能方式存在供电死区、能量转换效率低、使用寿命不足等问题,提出一种基于四电平编码与弱光通信的极低功耗光电传输系统方案。首先,设计三态门电路将信号采集模块的采样时钟和数据信号叠加为一个四电平信号。然后,利用超高亮度且极低功耗的LED将四电平信号转换为光信号并通过光纤传输至低压侧。最后,在低压侧通过高灵敏度雪崩光电二极管探测器进行弱光检测后输入解码电路实现信号解码。将极低功耗光电传输系统应用于传光式电流互感器中进行实验验证,测量结果满足0.2级精度要求,系统高压侧的平均功耗可降低至3.91 mW,保证测量精度的同时大幅降低了功耗。由于高压侧的功耗极低,故可采用大容量电池或小功率光伏系统等可靠供能方案,从而解决了高压侧的供能问题,提高了系统的稳定性和可靠性。

光寻址电位传感器的自相关检测方法

针对基于光寻址电位传感器的微流控芯片信噪比低的问题,提出了一种基于自相关检测的光寻址电位传感器信号提取方法。采用气液分离的方法在微流路内产生了体积约1μL的样品微滴,对比了光寻址电位传感器在方波激励与正弦波激励下检测微滴的I/V特性曲线,以及在相同条件下的I-f特性曲线。结果表明:采用自相关检测法,光寻址电位传感器具有53.8 mV/pH的灵敏度,其信噪比提高了7.020 6 dB。研究结果对于微型LAPS光电流信号高精度检测做出了有益探索,具有良好的应用前景。

植物弱光逆境生理研究综述

弱光是目前影响设施生产的重要不利环境因素之一。本文综述了弱光对植物生长发育和光合特性的影响及其信号转导途径 ,并在此基础上讨论了植物对弱光的适应途径和今后植物弱光逆境生理的研究方向。

英语学习动机类型与动机强度的关系——对大学本科生的定量考察

本文运用定量研究的方法 ,以 30所高校的 2 2 78名本科生为调查对象 ,分析了学生英语学习动机类型及其与动机强度之间的关系。研究结果表明 :1)大学生英语学习动机主要有七种类型 ,分别是内在兴趣、成绩型、情景型、出国型、社会责任型、个人发展型和信息媒介型动机。 2 )动机类型不同 ,英语学习的努力程度也不同。内在兴趣、出国、个人发展和信息媒介型动机越高 ,努力程度也越高 ;成绩型动机越高 ,努力程度反而越低 ;高社会责任动机组的学生在学习努力程度上分别高于中动机组和低动机组 ,但中动机组和低动机组之间没有显著差异。

基于伪随机序列的微弱光信号检测

提出了一种测量微弱光信号的方法,用伪随机序列调制光源,调制后的光信号注入测量系统,输出光信号经过光电转换后与伪随机序列进行相关检测,由于伪随机序列具有与白噪声类似的相关特性,测量过程中的干扰和噪声对相关函数峰值影响甚小,相关检测显著提高了输出信号的信噪比,可以检测到微弱的光信号.文中理论分析了伪随机序列相关检测性能,并给出了实验测量结果.理论和实验结果都证明这种方法用于微弱光信号测量系统,在较强噪声背景下(信噪比-15dB),可以提高信噪比约30dB,有效地提高了测量精度.

弱光信号周期误差对取样累积的影响分析

在无同步信号参考的情况下,分析了弱光信号接收周期与发射周期存在误差时采用取样累积对信号检测输出信噪比的影响,通过计算发现随着累积次数的增加,输出信号的信噪比先增大然后减小,信号再次被噪声所淹没。针对以上问题,通过脉间累积与脉内累积的复合累积方法以及改变输出信噪比的计算方法,纠正了由于周期误差存在对取样累积的影响,利用实验数据计算表明,该方法使得输出信噪比与累积次数近似地呈线性增大关系。

植物弱光逆境生理的研究进展

光照是植物生长发育及形态建成的重要条件,而弱光是目前影响设施生产的重要的不利环境因素之一。该文对弱光对植物营养生长、生殖生长、生理生化、植物光合色素、光合参数、植物内源激素、植物酶活性以及光信号转导途径等进行了综述,并在此基础上提出了今后弱光逆境的研究方向。

散射测量中的相关检测算法

为了提高系统的集成度,降低测量成本,用LabVIEW软件代替测量系统中的硬件锁相放大器,进而实现超光滑光学表面光散射参数的高性价比的准确测量。设计一种用于检测微弱散射光信号的测量系统,该测量系统由光路、光电探测、数据采集与控制、相关检测算法软件等部分组成。在分析测量系统原理的基础上,研究基于LabVIEW软件平台的锁相算法,提出在微弱光电信号检测中利用软件实现锁相检测的技术,并对其进行仿真实验分析。结果表明:当被测信号频率为0.2 kHz,幅值为1.0 V,噪声幅值为0.5 V时,测量误差为0.1%;证明该方法可有效实现对被调制微弱光电信号的检测。

频率上转换中信号模式识别研究

使用上转换材料可有效地将红外射线转换为可见光。对于确定的上转换材料，当 选用恰当的激发光源进行激发时，可得到唯一确定的转换光谱；使用上转换材料将红外射线转 换为可见光这种技术，有很好的私密性，可安全、有效地用于防伪鉴真识别技术中。本文在光 学频率上转换理论上，建立了弱光光谱检测系统，使新型光谱发射器件、专用光电接收器件、 光德波器件和光电混合集成模块、专用弱光信号处理及补偿芯片等元件实现优化组合和匹配。

10^(−9)量级高灵敏度点源透射比测试设备研究

为了实现对光学系统杂散光抑制能力的定量评价,开展了10^(−9)量级高灵敏度点源透射比测试设备的研究和实验验证。采用脉冲光源、脉冲探测的新测量方法,在保证测试系统具有高灵敏度测量能力的同时,简化了微弱光电信号探测组件的复杂程度,建立了一套最大测试口径为600 mm、测试波长为527 nm的点源透射比测试设备,并利用该设备测试了一台250 mm口径空间光学相机的点源透射比。实验结果表明:60°入射角度时的点源透射比测试结果为1.68×10^(−9)。证明该设备的测试误差在10^(−9)或更低的量级,具备10^(−9)量级高灵敏度点源透射比测试能力。本文研究可以为天文望远镜、星敏感器、空间目标监视载荷等多种类型的光学仪器提供杂光抑制性能评估。

基于光电检测的红外光信号接收电路设计

由于红外器件的广泛应用,红外光信号的检测受到许多学者的关注。为解决红外光信号容易受到太阳光干扰的问题,在光电检测原理的基础上,根据红外光信号和噪声的特点,设计了红外光信号检测的前置调理电路。将微弱的光信号通过光敏三极管转换成电信号,并通过放大、滤波等处理,滤除了部分高频和低频噪声,使转换后的电信号放大到适合后续电路处理的幅度范围内。试验结果表明,该检测电路可以满足一般场合的红外光信号的检测,输出电压的幅度可以由毫伏级放大到几伏,能够滤除太阳光中高频和低频分量。

基于光学滤波的水面弱纹理提取方法研究

水下潜体运动产生的内波反映到水表会形成一定的红外弱纹理信号,这使得利用红外遥感手段探测成为可能。但是这种纹理信号的对比度很弱,而且往往和振幅很强的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。比较了已有水面弱纹理探测方法的优缺点,提出光学滤波的方法增强水面弱纹理信号的信杂比,使这种信号的提取更容易。基于非相干光学滤波的原理和特定信杂比评估弱纹理信号提取性能的方法,对不同特定频率信号的光学滤波方法采用信杂比进行分析和评估,然后在此基础上,针对特定频率的信号优化了相应的非相干光学传递函数,通过仿真和实验验证了该方法的可行性,同时表明优化的双孔径非相干光系统对弱纹理模型和信号具有较好的提取能力,该优化的系统可以得到7%以上的信杂比增强,再结合后续的数字对比度增强技术可以进一步有效提高对弱纹理信号的提取能力。

掩埋双p-n结波长探测器的弱光探测

为提高掩埋双p n结 (BDJ)波长探测器对弱光探测的信噪比 ,不采用其一般的光电导工作模式 ,而应用它的光伏工作模式 ,并借助锁相放大技术 ,测量上下 2个p n结的光生电压 ,不仅得到了光生电流比与波长的关系曲线 ,而且抑制了大量噪声 。

牛乳大分子含量检测实验装置的研制

研制基于激光散透比理论能快速准确检测牛乳大分子含量的实验装置。该装置利用散射光与透射光的比值表征大分子成分的含量,借助蠕动泵实现牛乳样本自动输入与输出,运用ICL7650来设计微弱信号的检测,放大电路实现散透比的测量,并以实时操作系统μC/OS-II为核心设计整个系统的软件部分。实验数据证明,该装置能够实现对牛乳大分子的快速实时测量。

从噪声中提取弱光信号的采样跟踪滤波器

作者用采样滤波器制成了用于弱光信号检测的高Ｑ值自跟踪采样滤波器。介绍了它的数学基础和实验结果，以及工程中一些值得注意的实际问题。

单光子计数系统及其噪声分析

单光子计数系统利用微弱光照射下光子探测器输出电信号自然离散的特点,采用脉冲甄别技术和数字计数技术把极其弱的信号识别并提取出来。为了深入地讨论和分析单光子计数系统,在此分析了单光子计数系统中采用脉冲幅度甄别器和光子计数器测量光子数的工作原理,讨论了可能影响实验测量精度及产生误差的原因,运用Matlab软件拟合实验数据曲线。从而加深了对光子数分布的理解,掌握了光子计数基本原理。

闭环温度控制的APD光电探测器设计

针对微弱光信号探测系统中雪崩光电二极管(APD)在工作中的温漂特性,提出了一种适合APD的闭环温度控制方法。该方法将APD、热敏电阻器和TEC制冷器集成在同一组件中,采用模拟电路深度负反馈技术实现闭环温度控制,并运用经典的控制理论建立数学模型对PID电路进行优化,保证了APD探测电路的增益稳定性。试验表明:该系统中APD光电探测器温度控制精度为±0.1℃,输出电压波动约为±0.5 m V,很好地抑制了外界温度变化对APD增益的影响。

尿白蛋白与尿肌酐比值的检测关键技术的研究

有研究表明,全球约有8%的人群患有肾脏疾病(CKD),患病率呈增长趋势且患病患者呈年轻化发展。依据朗伯比尔定律原理,针对抗原-抗体特异性结合形成抗原-抗体结合物后自液相中析出这一特性,利用免疫透射比浊法检测液体浊度变化量的原理检测尿白蛋白;依据肌氨酸氧化酶法检测尿肌酐,并计算尿白蛋白与尿肌酐的比值来评估患者的肾脏健康情况。搭建实验装置,与日立7180全自动生化分析仪进行临床对比实验。实验结果表明:该装置检测尿白蛋白线性拟合的决定系数为r2=0.996,重复性变异系数为Cv≤4.087%;与日立7180全自动生化分析仪对比,尿白蛋白检测阳性符合度89.36%,阴性符合度92.06%。尿白蛋白与尿肌酐比值检测阳性符合度92.96%,阴性符合度87.18%。

动态应变微光信号检测系统的设计

由光纤光栅因应变而产生的干涉光信号是比较微弱的,这样的光信号难以直接应用于对应变信号解调,为此设计了用于对微光信号进行处理的低噪声高增益高频放大电路。通过仿真验证了电路参数的合理性和可靠性,经过电路设计和相关调试,完成的光电转换前置放大和后续交流放大电路能够比较好地实现光电信号的转换和放大。对带有应变信号的电压数据进行采集处理,能够比较好地解调出动态应变变化,证明了设计的微光信号检测系统具有实用价值。