探测微弱信号的双楔形干涉仪的结构分析

针对楔形多光束干涉仪产生等间距细锐条纹的特性,结合双路探测系统相减可消去背景噪声的优点,提出一种新型的正交双楔形干涉仪结构。该结构中所有部件都相对固定,且两路楔形板厚度差为一定值,激光入射时,两路干涉仪产生相位差为p/2的等间距条纹,条纹信号叠加在背景噪声信号之上,通过差分放大,使背景非相干光信号相减为零,提高了系统在强噪声背景下弱信号探测能力。该结构可用于微弱激光信号的探测,并能通过条纹间距计算出入射激光的波长。根据该干涉仪的基本原理,通过计算机仿真设计了其结构参数。     

Model of small-scale self-focusing and spatial noise in high power laser driver

A linearization model was used to analyze the laser beam propagation in a high power laser driver and the influence of the small-scale self-focusing and spatial phase noise on beam quality in disk amplifiers. The quantitative relations between intensities of spatial phase noise, B-integral, and beam intensity contrast in near field are given explicitly. A spectrum specification of phase noise has been obtained by setting a limit to the contrast of an output beam.     

车用汽油发动机减振降噪改进开发

车用发动机噪声水平是决定整车噪声水平的关键因素。本文针对某四缸汽油发动机噪声测试结果,运用数值仿真软件GT-POWER进行建模仿真计算。以进气道长度、压缩比、进气开启相位、排气关闭相位为可变因素;以比油耗、最高爆发压力为约束条件,针对满足功率、扭矩、燃烧噪声和油耗指标进行多目标优化设计。根据计算分析结果,对相关零部件进行了改进设计。对改进样机配装整车进行了加速通过噪声测试。结果表明：所采取的改进设计方案有较好的降噪效果,达到了GB1495-2002第二阶段噪声限值要求。     

AWGN下平方环和科斯塔斯环的性能仿真分析

采用计算机仿真的方法,评估加性高斯白噪声(AWGN)对锁相环(PLL)相位估计性能的影响,进而对AWGN下两种在工程中大量使用的非面向判决环——平方环和科斯塔斯(costas)环的性能情况进行仿真对比分析,得出在噪声对相位估计值的影响方面,平方环和科斯塔斯环的性能相似。     

高逼真激光雷达场景建模与分析

为了提高激光雷达场景的仿真逼真度,采用光线跟踪的方法构建了以激光成像模型为基础的激光成像模拟仿真系统.结合激光散射定律,对计算机图形学中基本光照模型进行了一系列改进,得到了简化的用于高真实感场景仿真的激光成像模型,具体的改进如下:1加入激光光源的直接反射分量;2将多光源光亮度模型改变为多次反射的功率模型;3在模型中引入探测器噪声项.对典型场景进行了激光雷达场景成像计算,用采集到的激光雷达图像数据进行对比分析.仿真结果表明,模拟结果与实采图像在基本特征上是相似的;定量分析结果表明,模拟图像与实采图像在主要特征上是相符的.     

自相关级联混沌振子法实现随相弱正弦信号的检测

为了全面考查混沌振子系统的检测能力,改善系统的检测性能并实现随机相位微弱正弦信号的检测,通过Monte-Carlo仿真得到了系统的检测性能,提出了自相关与混沌振子相结合的检测方法.首先对接收信号进行自相关,故意失掉相位信息并抑制部分噪声,从而使自相关结果即送入混沌振子的信号变为了信噪比得到增强的0初相正弦信号,采用一个方程就可实现检测.避免了方程组的方法,不仅降低了检测的复杂度,也提高了检测性能,Monte-Carlo仿真证明了联合检测系统提高了对微弱信号的检测能力.     

激光光束质量测量过程中的CCD噪声影响分析

在激光光束质量的测量过程中,由于CCD的噪声影响以及环境背景噪声的影响,对光斑图像带来一定的影响,从而影响光束质量的测量精度。为此,主要分析了CCD的各种噪声影响,然后提出了针对不同噪声的图像处理算法,实验数据表明该图像处理方法有效地减少噪声对光束质量测量带来的影响,可得到更为真实可靠的激光光斑能量分布,对于后续地评价激光光束质量具有重要的借鉴意义。     

基于FitzHugh-Naguno神经元随机共振机制的图像复原

应用随机共振机制,借助噪声能量实现图像复原,改善低信噪比图像的输出质量.通过分析FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元的阈上随机共振机理,以及在相平面上的阈值工作特性,对FHN神经元模型进行约简,以峰值信噪比(PSNR)为图像复原的评价函数,提出基于随机共振的自适应最优图像复原算法.以含噪mountain彩色图像和LED芯片图像为实验对象,与均值滤波、维纳滤波等图像复原算法进行仿真对比研究.结果表明:随机共振方法较好地抑制了噪声、恢复了图像细节和色彩信息,且随着噪声的增强,随机共振方法复原图像的峰值信噪比变化较小,该方法具有较好的鲁棒性.     

激光相位噪声对相干光纤通信系统性能的影响

研究了激光相位噪声对相干光纤通信系统调制格式选择、参数优化和载波相位估计性能等的影响,仿真研究表明:对于16-QAM相干光纤通信系统,star型星座图中星点位置关系可以依据系统噪声特性优化,具有比square型星座图更大的激光相位噪声容限;经典的Viterbi-Viterbi载波相位估计方法用于相干光纤通信系统时,算法中对符号序列平均的最佳长度与激光相位噪声成反比;对于一定的目标误比特率,相干光接收机中A/D有效位数的大小与系统调制格式阶数和星座图特征基本无关。     

数字光接收机性能指标的优化设计

首次提出一种新型数字光接收机模型,改进了其中均衡器的设计;以S.D.Personick理论为基础,推导并计算了此光接收机基于"最坏情况"下判决时刻的噪声平均功率。研究结果表明,此模型在输入脉冲展宽较为严重的情况下表现出了良好的噪声性能;进而提高了数字光接收机的灵敏度,优化了数字光纤传输系统的误码性能;为改善数字光接收机性能指标提出了新的途径。     

低相噪频率合成器中环路滤波器仿真研究

为了改善短波跳频电台中频率合成器的相位噪声特性,分析了DDS激励PLL式频率合成器中锁相环单元工作过程,基于ADI公司的PLL芯片ADF4001,就相位噪声问题对环路滤波器进行了设计.从带宽和相位余量出发,通过一种参数的近似算法,重新计算设定滤波器各种参数值,有效降低了滤波器相位噪声.最后用ADIsimPLL仿真软件对锁相环进行了仿真.结果表明：在70MHz输出时,经计算调整后的系统噪声性能比调整前优化可达0.79%,滤波器噪声性能的优化可达4%.有效改善了频率合成器的相位噪声特性.     

低相噪频率合成器的设计与仿真

为了获得低相位噪声和高集成度频率源,设计了基于锁相环的频率合成器。利用ADS射频仿真软件,对锁定时间和相位噪声进行仿真,确定设计满足指标要求。用集成VCO的锁相环芯片ADF4360-7进行硬件测试,锁定频率在434MHz,功率达到1dBm,相位噪声为-87dBc/Hz@10kHz。此频率源指标满足大多数测量和通信系统要求,可在射频电路中推广使用。     

5．8GHz／0．18μm低噪声放大器噪声分析

为了优化设计的5．8 GHz低噪声放大器(LNA)后仿真的各项性能指标,分析了LNA各部分寄生效应对整个电路噪声系数和增益的影响,提出了电路设计和版图设计中应采取的各种措施,使优化后的后仿真结果与前仿真结果基本一致．在考虑MOS管栅电阻和栅感应噪声电流的情况下,后仿真噪声系数为1．6 dB,前向增益为13．7 dB,功耗为8．3 mW,达到了802．11a系统集成的要求．最后给出了LNA版图和后仿真结果．     

极性相关与LMS算法的流速测量系统研究

为了解决恶劣环境中噪声等因素对流速测量系统的影响,提出了两种抗噪算法。首先概述了流体流速测量的基本原理,分析了极性相关算法的结构、电路实现、以及峰点位置确定,然后介绍了最小均方算法（LMS）在流速测量中的应用,并对两种算法进行了实验仿真。根据两者的蒙特卡洛法仿真实验可以看出,在无噪及-20d BW噪声条件下,两种算法皆可进行精确的流速测量,且峰点位置清晰。但在噪声功率增强达到-15d BW时,两者的实验仿真出现较大偏差。基于LMS算法仿真得出的测量速度依旧能良好的反应蒙特卡洛法设定速度,但是基于极性算法仿真得出的测量速度已经不能良好的反应蒙特卡洛法设定速度。在噪声功率达到-10d BW时,基于LMS算法仿真得出的数据依旧良好,此时基于极性算法仿真得出的数据已经完全失真。实验结果表明,在有噪环境中时,极性相关算法的测量精确度降低,而LMS算法因为能根据外界因素自动调节自身参数,仍然可以进行精确的流速测量。     

微弱正弦信号混沌检测的仿真分析

研究了一种在噪声背景下用混沌振子检测微弱正弦信号的时域处理方法。分析了基于相平面变化进行微弱正弦信号检测的Duffing方程的数学模型,着重对与策动力频率不同的信号进行了仿真分析。结果表明:Duffing振子对与系统策动力频率一致的信号敏感,而对其它频率的信号不太敏感,且对噪声具有一定的免疫力。     

染料掺杂胆甾相液晶激光器的光子态密度研究

从光子态密度理论出发,数值模拟在染料掺杂胆甾相液晶中光子态密度随波长分布图,结果显示,在禁带边缘532nm、592nm处光子态密度急剧升高。制作了染料掺杂胆甾相液晶激光器,实验测得光子禁带的短波与长波边沿分别为557nm、594nm。在全固态532nm脉冲激光器45度角泵浦下,得到波长为573nm激光辐射,实验结果与数值模拟结果基本一致。     

基于叠栅信号的超精密定位特性研究

介绍了一种采用叠栅信号实现超精密定位的定位方法,首先建立了衍射叠栅信号和相对位移关系的数学模型,并在MATLAB仿真软件的辅助下完成了对其定位特性的研究. 探讨了光栅倾斜对定位精度的影响,倾斜角越大,定位点的偏移越大,为确保高的定位精度,光栅的倾斜角度必须控制在一定范围之内. 研究发现激光束束径和莫尔信号之间存在一定关系,当激光束直径为光栅常数的11倍及以上时,激光莫尔信号几乎不受外界干扰的影响,此时能够达到更高的定位精度. 同时,分析了不同光栅常数对定位精度、定位行程的影响,并进而提出了粗光栅与细光栅相结合的两段式复合定位技术,可使定位装置在较大的行程范围内实现高精度定位. 实验表明,采用衍射叠栅信号的超精密定位可获得±10 nm的定位精度.     

Rytov近似法在闪烁效应中的应用与改进

利用Rytov近似法和湍流大气中高斯波束的传输理论,针对湍流大气中水平传输的主动探测激光,建立了其单程传输到达目标端接收平面的闪烁指数模型,对模型进行改进使其适用于强湍流的大气条件,并对数值仿真的结果进行实验验证。结果表明,改进后的模型更符合实际传输情况,传输距离、湍流强度等因素都会影响闪烁指数的变化,数值模拟与实验测量的结果在变化趋势上有较好的吻合。但由于系统本地噪声、探测器散粒噪声和背景噪声等随机因素的存在,使实测结果略大于数值模拟结果。     

Low Distortion Quick Response Noise Filter Realized with Average Peaks Method

The filter proposed in this paper is expected to reduce noise whose frequency is lower than higher order harmonics of real signals. It is based on the distributive characteristics of noise, and uses analog circuits to select the high peak and low peak of the input signal and applies their average in order to reduce random noise. So it has no cutoff frequency and higher order harmonics of real signals are remained. As a result, it gives an instant response to changes in input signals and retains the integrity of real signals. Furthermore, it has only a small phase delay. The simulation results of slew rate, phase delay and spectral analysis under MULTISIM indicate that the quick response noise filter achieves a high slew rate of 472 V/ms and the phase shift is nearly zero. By having it used in a color tester design, it is also demonstrated that the proposed filter effectively reduces noise and remains signal integrity. With the filter’s help, the relative standard deviation of the spectrograph decreases from 1% to 0.22%, indicating better stability.     

基于Costas环的载波同步算法抗I噪声性能分析

Costastg．通常在押制载波的相位调制系统中用于提取参考载波信号,是一种闭环的自动调整系统采用计算机仿真的方法,分析了Costas随机相差与输入载噪比、积分时间,以及环路噪声带宽之间的关系,评估了高斯白噪声对Costas．载波恢复性能的影响.