基于互补序列码的超宽带搜救雷达信号处理

根据超宽带雷达目标特性建立了人体探测模型,并利用互补序列码编码的超宽带脉冲串信号对人体模型进行探测仿真.通过对比编码信号与非编码信号的探测结果和不同信噪比下互补码的探测结果,得出经互补序列码编码的超宽带雷达脉冲信号具有很好的抗噪声能力,是超宽带搜救雷达发射脉冲串的理想编码方式.     

用DMD光学再现全息图的研究

构建了以电荷耦合器件(CCD)为全息记录设备,数字微反射器（DMD）为光学再现设备的数字全息系统.从计算全息图和CCD记录全息图两个方面研究了用DMD光学再现物光场.实验结果表明两种情况下DMD都能很好地再现出物光场,计算机制全息图的再现像质量要比CCD记录全息图的要好些.对CCD直接记录的全息图进行边缘锐化后,其再现像的对比度增强,再现质量得到显著改善.这些实验结果有利于该技术应用于实时干涉计量等工程领域,具有潜在的实用前景.     

基于高速摄影术的聚焦Nd：YAG脉冲激光水下空化效应实验研究

采用高速摄影术准确记录聚焦脉冲Nd：YAG激光水下诱导空化泡动态变化进程,同时采用针式水听器探测空泡闭合或等离子体膨胀时辐射的冲击波信号.实验结果表明,当针式水听器端面和聚焦点间距逐渐减小时,相同实验条件下,探测到的声学信号个数增多且信号强度增强.激光脉冲结构、能量、脉宽等激光参数直接决定单个激光脉冲诱导空泡个数、形貌以及等离子体膨胀和空泡闭合时辐射的声学信号特性.实验结果可为短脉冲激光在临床医学上的运用提供理论与实践支持.     

反射式数字全息显微术重构细胞相位实验数据处理方法研究

 针对数字全息显微术可以重构细胞相位.利用球面光波作为参考光的反射式数字全息显微术重构细胞相位的实验中,理论和实验证明所记录的光场中叠加有球面光场的相位,须减除后才能得到细胞的实际相位.采用不同的方法减除球面光场所得结果不同.对不同方法及结果进行了比较,结果表明:先测量没有细胞时光场相位,再计算细胞相位的方法,优于用拟合出球面波相位计算细胞相位的方法.     

室温单分子光场的光子统计特性

介绍了三能级结构室温单分子光学探测的工作原理,利用Hanbury-Brown-Twiss探测方法研究通过记录两个单光子探测器响应的单分子光场的每一个事件,分析单事件的光子统计概率P(n,n=0、1、2)与Mandel参数.研究利用单事件光子统计直接测量单分子光子源的信号背景比和快速判断单分子.     

InGaAs/InP APD近红外单光子探测技术的研究进展

单光子探测技术能够有效提高系统的精度和探测效率。在空间激光通信系统中,入射光场强度十分微弱,几乎到达光子量级,一般的光电探测器所探测到的信号这时就会被噪声所干扰甚至淹没,而单光子探测技术则用来测量这种极微弱的光信号。基于门控的In Ga As/In P雪崩光电二极管的单光子探测技术有后脉冲概率低、时间抖动小、计数率高等特点。为了抑制门控充放电噪声提取微弱雪崩信号,该文介绍了国内外基于门控探测的In Ga As/In P APD的主要几种方案:放电脉冲探测技术、正弦门控滤波技术和差分平衡探测技术。总结了单光子探测近年来的发展与应用,最后对该技术的前景进行了展望。     

声纳探测信号自适应脉冲噪声对消算法

针对浅海环境噪声严重影响声纳探测信号检测性能的问题,提出了一种非线性变换的自适应脉冲噪声对消算法。算法首先对回波信号和参考通道噪声信号同时进行非线性变换,对脉冲噪声进行软阈值滤波,在此基础上,采用最小均方误差算法实现自适应噪声对消,可获得稳健的收敛性能。α-稳定分布脉冲噪声条件下的仿真和某次实验中的声纳探测回波信号处理证明了算法的有效性。     

基于FPGA和DSP的激光探测器设计

介绍了一种基于DSP和FPGA的激光探测器设计,其中FPGA主要实现对激光脉冲信号进行探测、整形,并对脉冲到达时间、脉冲宽度等参数进行测量,DSP完成对信号的分选以及编码识别,实现了对激光脉冲信号的探测.通过硬件设计、软件编程以及系统仿真测试,证明该系统具有性能稳定、精度高等优点.     

EBPSK调制脉冲雷达信号的探测性能

研究了EBPSK(extended binary phase shift keying)调制脉冲雷达信号的探测性能.首先分析了该雷达系统信号在几种情况下基于CFAR(constant false alarm rate)的目标检测概率,表明在未知目标距离情况下,EBPSK调制雷达信号的探测性能优于传统LFM雷达信号的探测性能,在短波信道中,EBPSK脉冲雷达信号不存在多普勒频扩.该信号的模糊函数是对称的,所以不存在距离-多普勒耦合效应.其次,EBPSK调制雷达系统的调制器灵活多变,可根据要求设置不同的调制参数以改变信号的测距精度与目标探测性能.最后,通过仿真实验验证了理论分析的合理性,在较大脉冲回波时延估计误差的前提下,EBPSK信号的脉冲压缩性能高于LFM的脉冲压缩性能,且获得相同的探测性能,当时延大于0.05μs时,EBSPK脉冲雷达信号所需SNR比LFM脉冲雷达信号要少;当时延为0.5μs时,EBSPK脉冲雷达信号所需SNR比LFM脉冲雷达信号少25 d B.     

脉冲调频波探测性能分析

利用模糊函数模糊图,对脉冲调频波形的探测性能进行分析,就波形的调频步长、子脉冲宽度、调制频偏等参数对测距性、测速性以及抗干扰性能的影响进行了分析与探讨,特别就波形参数脉冲重复周期与子脉冲宽度之比H对模糊图的影响进行了详细地分析.在此基础上得出脉冲调频探测的距离、速度分辨力、测距精度、测速精度等表达式,结果可为波形设计提供依据.     

全反射相干自相关法测量飞秒脉冲的特性分析

 全反射相干自相关法在测量紫外-X光波段的超短脉冲和宽频带脉冲方面具有优势。借助数值模拟,比较了全反射相干自相关和传统相干自相关方法测量不同相位结构脉冲时信号特征的异同。利用自建的组合式自相关装置测量了钛宝石激光器输出的飞秒脉冲及经由40 mm厚BK7玻璃块展宽而成的啁啾脉冲。理论分析和实验结果表明,同一脉冲的两种自相关曲线是基本相似的,因而在传统自相关方法不适用或操作不便的情况下,可以用全反射相干自相关法来替代。     

非均匀加宽系统中宽带激光脉冲的增益特性研究

基于线性啁啾脉冲的特性,建立了一种描述非均匀加宽系统中宽带啁啾激光脉冲放大的理论计算模型。这种模型的基本思想是,将啁啾脉冲看成是由一系列时间上依次排列的准单色子脉冲所组成,利用已有的Frantz—Nodvik模型计算非均匀加宽系统中的脉冲放大特性。数值计算结果表明：尽管与均匀加宽系统一样,非均匀加宽系统中也存在增益变窄和脉冲畸变效应,但在非均匀加宽系统中,脉冲前沿和后沿获得同样的放大,输出脉冲频谱也相对于中心频率对称。此外,输入脉冲的带宽越大,增益变窄和脉冲畸变效应越显著,且输出脉冲的波形逐渐向线型函数的形状过渡。     

高压快速脉冲放电的脉冲特性控制的研究

高压(千伏级)快速(亚纳秒～纳秒)电脉冲为当前许多前沿学科和军事技术所迫切需要。本文在对亚纳秒脉冲放电特性进行了研究的基础上,综合研究了脉冲放电回路参量对输出脉冲特性的影响及高压快速的特点,提出了两种对输出高压快速脉冲特性参量控制的方法:1)改变亚纳秒脉冲放电管的阳级等效分布电容实现对高压快速脉冲宽度的控制,2)利用亚纳秒脉冲放电管的阳级等效分布电容、阴级等效分布电容、阴级等效分布电感的合理组合实现对高压快速脉冲的前沿和宽度的控制,从而得到了脉冲特性可控的高压快速脉冲源。     

基于卷积模型的核信号仿真

NaI(Tl)探测器因具有探测效率高和成本低等优点,常被用于核辐射能谱测量和核辐射监管等领域．由于实验条件等的限制,研究人员往往较难获取理想的实验核信号,虽然可以借助探测器的仿真信号来实现研究目的,但是常规的探测器单指数或双指数模型和实际采集到的核信号模型存在一定的差异,需要一种更为精准的数学模型对探测器输出信号进行描述．我们通过对探测器信号形成过程分析,将探测器视为线性时不变系统,探测器各个部分响应的总卷积即为输出的核信号模型．本文建立的探测器输出信号卷积模型,结合实测伽玛源的幅度分布规律和相邻脉冲时间间隔分布规律,可以提供更精确的NaI(Tl)探测器输出信号,以便用于伽玛能谱测量算法研究;通过调节脉冲间隔时间大小,可以仿真不同计数下探测器输出信号的堆积情形,以便用于堆积信号还原算法研究．经过与伽玛辐射源的对比测试,该仿真信号与真实探测器输出信号一致,既避免了研究人员接触放射源,提高辐射防护安全性,又为开展数字化核信号处理算法研究及能谱算法研究提供了极大的便利性．     

传输参考超宽带信号功率谱密度分析

介绍了传输参考超宽带(TR-UWB)系统,给出了传统单用户TR-UWB信号的功率谱密度(PSD);针对多用户情况下的TR-UWB信号,结合数学模型,给出了TR TH-PPM和TR TH-PAM信号功率谱密度的数学表达式.理论分析表明,TR-UWB信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分组成,参考脉冲不影响连续谱,而只影响离散谱.减少参考脉冲可以降低离散谱幅度,但同时也降低了系统性能.仿真结果对理论推导进行了验证.     

基于锁相环的调频脉冲发生器

研究了现代全相参体制脉冲压缩雷达所要求产生的相参的调频脉冲。为此设计了基于锁相环的调频脉冲发生器，其结构包括锁相环路，扫频控制模块和幅度加权模块。在一定的扫频波形下，选取合适的环路参数。基于锁相环的调频脉冲发生器可以灵活地更改脉冲参数，不仅可形成线性调频信号，也可形成非线性调频信号。此方案已在某全相参雷达中得到应用，并测量了输出信号的功率谱，测量结果与计算值相当一致。     

光纤中基于交叉相位调制的基孤子压缩

提出了一种在单模光纤负群速度色散区由基孤子产生超短光脉冲的新方法，即当波长位于光纤负色散区的基孤子信号脉冲和波长位于光纤正色散区的泵浦脉冲在光纤中共同传输，光纤零色散波长位于基孤子波长与泵浦脉冲波长中间附近时，交叉相位调制能使基孤子压缩．数值计算表明，入射泵浦脉冲越强，由基孤子信号脉冲产生的光脉冲的宽度越窄，峰值功率越高，而且所需的光纤长度越短，但是压缩质量减小．当泵浦脉冲的阶数不变、泵浦脉冲脉宽减小时，信号脉冲的压缩因子增大．     

不同啁啾调制对光谱连续区的影响

利用啁啾场调控激光波形,理论研究了不同啁啾场对高次谐波光谱的影响. 结果表明：当采用对称中间啁啾调控时,谐波截止能量的延伸及光谱连续区来自于激光中间区域. 当采用不对称负向啁啾调控时,谐波截止能量的延伸及光谱连续区来自于激光下降区域. 虽然,谐波截止能量在不同啁啾调控下都可以得到延伸,但是,不对称负向啁啾场下光谱连续区的强度要比对称中间啁啾场下光谱连续区强度高2个数量级. 最后,通过叠加光谱连续区上的谐波可以获得2个脉宽在38 as的单个阿秒脉冲. 并且,负向啁啾场下获得脉冲强度要比对称中间啁啾场下获得脉冲强度高2个数量级.     

视觉诱发电位提取中闪光刺激的PWM实现

视觉诱发电位提取过程中,可以通过闪光刺激获得诱发脑电信号．实验发现,闪光刺激的脉宽、频率和闪光刺激次数对于视觉诱发电位的提取具有关键作用．针对视觉诱发电位的提取特点及其相关因素,探讨了基于脉宽调制（PWM）技术的闪光刺激方法,研究了PWM的软硬件实现方法,同时利用专用集成芯片实现了精确的PWM输出,从而可以根据视觉诱发电位提取过程中的具体条件调整闪光刺激的参数,实现视觉诱发电位的有效提取．实验结果表明利用PWM的精确提取方法控制闪光刺激的发生,对于闪光视觉诱发电位的有效提取具有较好的效果．     

基于多种互感器的低压电能计量器具全性能检验技术研究

传统检验技术无法达到低压电能计量器具全性能检验要求;且都是单一检验设备,影响检验可靠性。为此,提出一种新的基于多种互感器的低压电能计量器具全性能检验技术。建立一种融合多种互感器的全性能检验系统,选用的互感器包括电磁式互感器、模拟量输出型互感器以及数字量输出型互感器。给出脉冲采集器设计过程,通过采集器接收计量器具发出的脉冲,对标准互感器与模拟输出型电子式互感器的二次输出信号进行数字化处理;利用网口把经处理的信号传输至工控机。接收标准与检验通道数据后,通过检验方法对低压电能计量器具数据进行全性能检验。给出低压电能计量器具测量精度、不确定度和稳定度检验方法。实验结果表明,所提技术检验结果可靠。