光纤孤子型3R中继器及其性能分析

面对高速光脉冲信号长距离传输的需要，基于光孤子效应构造了一种新型光纤孤子3R中继器，建立了在调制器和滤波器作用下光脉冲的传输方程，采用变分法分析了变形光脉冲在中继器中的传输演化过程及再放大、再整形和再定时功能，讨论了中继器结构参数对中继器输出特性的影响关系，揭示了中继器的稳定运行条件．     

基于色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩方法

提出了一种基于色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩方法. 理论计算表明, 该方法不仅能避免常规孤子效应脉冲压缩过程中由于非线性效应引起的脉座和频率啁啾, 而且可克服绝热孤子压缩技术光纤长度随输入脉宽增大而指数规律增大的困难. 对于峰值功率达到一定程度的输入脉冲, 压缩后的输出脉冲均接近基阶孤子, 且输出性能对环镜长度的选取误差不敏感, 同时还具有比绝热孤子压缩技术更强的抗高阶效应能力和抗初始频率啁啾能力, 表明了该方法的有效性和实用性.     

随机双折射光纤中色散控制孤子的相互作用

构建了高速色散控制系统中的孤子传输模型, 导出了随机双折射光纤中OTDM孤子的多重相互作用方程, 并用分步Fourier方法对偏振模色散影响下两类系统中孤子相互作用进行了分析. 揭示了同时考虑偏振模色散和色散控制时孤子相互作用的规律和碰撞长度的变化, 证明了色散控制孤子在相互作用过程中对偏振模色散仍表现出坚挺的粒子性.     

基于数字Costas环载波同步系统的设计

发射机与接收机的相对运动产生的多普勒现象引起的频率漂移会明显地恶化系统性能,导致误码率的增加.针对此问题,设计了一个载波同步系统,采用数字Costas环载波恢复技术补偿多普勒频移.系统可以有效跟踪大多普勒频移,从而实现可靠通信.     

光纤Bragg光栅的复合孤子

基于耦合模式方程，描述了单个孤子和复合孤子的特性。结合仿真指出3个主要参数无因次群速度、归一化频率和光栅强度对形成的孤子特性的影响。提出新型的光栅复用的并联与串联设计，并联光栅可以产生线性叠加复合孤子，串联光栅产生非线性叠加复合孤子，并得到两个通用表达式。从理论上证明复合光栅孤子作为光通信信号具有优越性和灵活性。     

无源数据传输系统的改进型Manchester码

针对能量传输效率和位定时信息提取的要求,提出了一种基带码型即改进型Manchester码。文中给出了该码的编码方法,分析能量传输效率、功率谱及AWGN信道非相干解调的误码性能,提出了解码方法并实测出系统关键节点的电压波形。该编码的能量传输效率比Manchester码高55%,同时具备位定时信息易于提取的优点,可以在非相干解调中充分利用其位定时信息解决接收端内部震荡器不稳定造成的采样时刻误差累积问题。     

基于频率控制的磁耦合共振式无线电力传输系统传输效率优化控制

针对于磁耦合共振式无线电力传输系统,为了抑制传输效率随传输距离的增加下降较快,通过研究系统传输效率的影响因子,本文提出了一种基于共振器频率控制的效率优化方法,并在此基础上用两种优化控制方案来实现系统传输效率的控制.仿真和实验结果表明：在同等负载下,这种优化方法在一定范围内能够有效地稳定系统传输效率,解决了系统传输效率受传输距离变化敏感的问题.     

激光混沌同步及其在光纤保密通信中的应用

通过耦合激光混沌同步系统和光纤传输信道, 提出光纤混沌保密通信设想; 建立了半导体激光器激光混沌反馈同步系统, 导出了同步误差和解码公式; 模拟实现了波长1.31 μm分布反馈半导体激光器的两个激光混沌系统的同步, 其同步误差几乎为零; 分析了系统参数失配、同步暂态响应、噪声影响; 提出了增加反馈系数提高同步和抗干扰的方法. 分析了光纤中的群速度色散效应和自相位调制对激光混沌信号及其同步的影响, 发现群速度色散不仅会影响脉冲的形态, 而且会影响激光混沌同步及其解码, 限制光纤混沌通信的传输距离; 而自相位调制却并不影响脉冲的形态, 但产生的非线性相移却会影响激光混沌同步及其解码, 限制光纤混沌通信系统的传输距离, 并由此导出了光纤混沌通信中的最大光功率公式; 数值模拟了远程光纤混沌保密通信的振幅调制和参数调制的应用方法.     

高功率激光系统光束传输的基本算法和程序编码

研究了高功率激光系统光束传输的基本算法并编制了相应的程序编码。结果表明，光束传输过程中形成的衍射调制环数与系统中空间滤波器小孔光阑的大小（以衍射极限倍数度量）以及传输系统的Ｆｒｅｓｎｅｌ数的综合影响有关；对于包含多级空间滤波器和自由空间的复杂光学系统，可以采用算子互换性将复杂系统等效为适当选取参数的单元元件进行计算和设计。     

电流型IPT系统广义状态空间平均法建模与分析

针对目前关于感应电能传输(IPT)系统建模存在的不足,采用广义状态空间平均法建立了电流型IPT系统的线性定常平均模型.基于该模型,根据线性系统理论方法,分析了系统状态变量的运动规律.此外,还分析了等效负载变化时的稳定性和对副边输出电压的影响,以及不同互感参数及副边电感下的传输功率和效率.结果表明,本文的建模方法和分析结果对于电流型IPT系统的实际运动行为有较强的理论指导意义及对系统的设计具有一定的参考价值.     

光和物质间的首次量子隐形传送

量子隐形传送的概念一以无实体的传输方式把量子系统的状态输送到其它地方一首次在两个不同光束间的传输实验中得到了实现。后来将一个选定离子的特性传输给另一个相同类离子也变得可能。以马普学会教授Ignacio Cirac和哥本哈根NielsBohr学院教授Eugene Polzik为首的科学家团队证明了光脉冲的量子态也能被传输到宏观物体上。这是在不同状态物体间进行的首次成功的量子隐形传送一动态的光和静念的原子之间。这种成功的结果不仅是基础理论研究,而且最根本的是在量子计算机或代码数据传输(量子加密)领域具有现实应用的意义。自从上世纪90年…     

内掩式日冕仪衍射杂散光抑制方法

日冕仪是一种对太阳大气层进行观测的望远镜系统,衍射杂光是系统中除太阳辐射之外最强的杂散光源,必须对其进行有效抑制.本文针对一台内掩式日冕仪,结合光线追迹和Gabor变换两种方式模拟衍射杂光在系统内的传输特性,得到衍射杂光的聚焦平面及其光强分布,并由此确定Lyot光阑的过遮拦比例为6%.在千级洁净暗室内,利用模拟太阳光源对Lyot光阑安装前后系统的杂散光水平进行检测.实验结果表明,该Loyt光阑安装后像面处的杂光强度下降约2个数量级,衍射杂光得到有效抑制.衍射杂光消除之后,日冕仪的观测能力将得到显著提高.     

高速脉冲超宽带系统和芯片设计

脉冲超宽带无线通信系统功耗低、复杂度低,但传输速率一般不高.本文提出高速脉冲超宽带无线通信系统方案,方案采用高速采样、低阶量化和数字处理技术,在保持较低的系统功耗和复杂度的条件下,实现了超过100 Mbps的脉冲超宽带无线信息传输.论文给出了系统方案、核心算法、芯片设计中的关键技术以及仿真结果.作为核心算法,提出的联合同步和信道估计算法具有低的复杂度,并易于实时实现.论文介绍了芯片设计中的数字基带芯片结构、接收机的状态转移和联合同步和信道估计算法的实现等关键技术.基于提出的方案,研制了数字基带芯片,其内核功耗小于100mW.采用研制的芯片,开发了试验系统,能够进行实时无线高清视频传输.对试验系统进行了实际测试,实测结果验证了该高速脉冲超宽带方案的有效性.     

基于通用软件无线电平台的电离层高频多普勒频移监测仪

测量经电离层反射的无线电波频率的多普勒频移是一种经典的电离层探测技术.本文介绍了以通用软件无线电平台作为射频前端的新型设备的系统设计、数字信号处理流程及数据后处理的方法.前端输出的宽频带数字信号由计算机软件进行选频、滤波、降采样等处理,具有可随时改变接收频点及数据处理流程的灵活性,并降低系统复杂度和研发周期及成本.本文比较了由快速傅里叶变换和希尔伯特变换两种方法得到的信号多普勒频移量,在电波仅有单一频移分量时,两种方法的结果是一致的;快速傅里叶变换方法能够分辨多个频移分量,而希尔伯特方法的优点则是具有较高时间分辨率.此外,采用多站数据反演了电离层扰动传播速度,把频移得到的多普勒速度与电离层垂测仪观测的电离层虚高的变化进行了对比,验证了该设备的探测能力及数据准确性.该设备已替换升级子午工程一期原设备,并将部署于子午工程二期各观测台站.     

基于拥塞控制与RS编码的自适应有效Internet视频传输

提出一种自适应拥塞控制与自适应RS(reed-solomon)编码差错修复相结合的有效Internet视频传输新方案. 针对Internet共享信道的QoS波动特性而设计的一个带有速率控制参数可调的自适应拥塞控制机制的视频流协议AVSP, 使视频传输具有对网络状况波动的快速反应特性和一定的TCP友好性. 在不增加系统总带宽的前提下, 与拥塞控制相结合的可变参数自适应RS编码MPEG视频传输差错修复, 有效地增强了Internet分组丢失差错环境下视频传输的鲁棒性.     

阶梯轴-柔性盘耦合系统振动特性分析

传统的地面旋转机械轮盘类结构刚度较大,在转子动力学分析中多将其假定为集中质量点,而在航空发动机中为了满足减重的需要,轮盘较为轻薄,其柔性不可忽略.目前针对转轴和柔性盘耦合系统振动特性的研究还较少,为了弥补这一研究的不足,本文结合假设模态法和有限单元法,采用有限元-半解析混合建模法,建立了阶梯轴-柔性盘的动力学模型,其中阶梯轴采用铁木辛柯梁模拟,柔性盘则使用半解析方法建模,基于Lagrange方程和Galerkin方法,推导出系统的运动微分方程;然后分析了在静止和旋转状态下阶梯轴-柔性盘耦合系统的固有特性,并采用ANSYS软件仿真和模型实验验证了所开发模型的有效性;最后分别在刚性盘和柔性盘假设下,求解对比了系统的幅频响应,揭示柔性盘对系统高阶振动的影响规律.     

准相位匹配PPLN波导全光开关特性研究

本文利用一种具有半圆形极化畴结构的PPLN晶体,在慢变振幅近似条件下,基于二阶非线性效应并考虑到控制光和信号光简并二波耦合时周期性极化铌酸锂波导内的耦合模方程,用数值方法对小信号时相位失配情况下的全光开关特性进行了研究,分析了由于光栅周期、晶体温度和控制光波长变化引起的相位失配对输出的信号光功率的影响,并给出了输出信号光功率与控制光功率之间的关系曲线。发现在相位失配的情况下增大控制光的功率可以达到信号光的关断,具有较好的开关特性。     

航空光电系统瞄准线惯性稳定技术研究

从航空光电系统瞄准线惯性稳定的内涵和应用需求入手,以典型惯性稳定平台控制系统为例,围绕伺服元件/电路噪声、结构特性和动态环境三个方面,归纳总结了影响惯性稳定性能的主要因素.着重分析了控制回路特性参数、控制器以及结构特性对瞄准线惯性稳定性能的影响,指导惯性稳定平台结构与控制系统设计.为满足航空光电系统远程探测的需求,克服内部光学元件相对位移或变形引起的瞄准线抖动,在惯性稳定平台基础上引入基于参考光的高精度瞄准线惯性稳定技术,并开展了相关分析与实验工作,最后对瞄准线惯性稳定技术的发展提出了几点建议.     

掺铒波导环形腔激光器特性研究

根据掺铒波导光放大理论和耦合器传输矩阵,建立了描述掺铒波导环形腔激光器的理论模型,在此基础上分析了环形腔弯曲半径、耦合器耦合系数和掺铒离子浓度等因素对泵浦阈值和激射光输出特性的影响.结果表明由于受到波导弯曲损耗和其他机制损耗的共同作用,存在一优化弯曲半径使得波导环形腔激光器在较低阈值泵浦功率下实现较高的斜率效率;激射光输出耦合器作为激光谐振腔损耗的一部分,其耦合系数的大小影响到激光器的特性,在耦合系数为0.2附近处可获得较高的激射光输出功率;铒离子掺杂浓度在0.85×1026m？3时具有最低的阈值泵浦功率,在不引起明显上转换效应的条件下,适当的增加铒离子浓度可以提高激射光波的输出功率.研究结果为掺铒波导环形腔激光器的设计和制作提供了理论依据.     

Rayleigh快衰落下子块正交的单载波分段频域均衡系统

本文研究了快衰落下单载波分块传输(SCBT)系统中频域线性均衡(FDLE)的方法.首先,提出了块内分段静态的信道近似模型,在此基础上推导出两正交子块的频域均衡方法,随后推导出两径情况下,两子块系统频域均衡适用的信道条件.仿真表明,在信道满足条件时,子块正交的分段频域均衡方法可以在保持单载波频域线性均衡(SC-FDLE)高效、低复杂度的同时,提高系统对抗多普勒效应的能力.