深空激光通信系统方案设计和视轴对准技术研究

在深空探测中利用激光进行科学数据的回传是一种极具潜力的方式,美国已经着手开展这方面的研究工作,在国内尚未有任何报道,针对这种情况,以火星对地球深空激光通信为研究对象,在对外部约束条件进行了分析的基础上,提出了通信分系统和捕获、跟踪、瞄准(APT)分系统两大分系统的设计原则,并对系统关键参数进行了详细设计,在此基础上提出了一种基于自然天体成像的捕获和对准概念,作为国内对深空激光通信整体方案的首次初探。     

大视场、大口径双波段红外非制冷光学系统

军事和安全应用都需要利用红外探测技术来进行目标跟踪和搜索.由于红外或热成像系统探测的目标辐射能量低,因此需要光学系统具有强的集光能力;另外,用凝视方式可以获取大场景红外图像以去除传统的机械扫描装置,这要求红外光学系统具有足够大的视场.该工作研究的光学系统视场大于60×3.5度,F数F/1~F/2.5.采用了离轴三反射镜光学系统,系统结构简单,成像质量达到衍射极限.     

自由空间激光通信平台振动模拟实验系统研究

为了对自由空间激光通信中的高精度、复合轴捕获、跟踪和瞄准(APT)系统的关键技术进行验证,需要对平台的振动或扰动进行半实物仿真。在对通信平台振动功率谱进行分析的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了平台振动半实物模拟实验系统,通过半实物仿真得出平台的振动时域信号及其振动功率谱。通过CCD闭环检测,证明了平台振动模拟结果真实有效。将模拟产生的振动信号作为自由空间激光通信复合轴APT实验系统的激励,实现了在模拟振动和运动条件下对复合轴APT跟踪系统的实验室验证。     

高空摄影系统分辨率的分析计算

对高空摄影系统分辨率的分析计算,是一个比较有用的实际课题。在一些教科书中有些说明,其中多数采取所谓的“倒数律”,但此办法是不甚科学的。本文在分析对比了系统分辨率的各种计算方法的基础上,论证了用传递函数方法分析计算高空摄影系统分辨率的优点及其几个重要公式,并给出了实例。     

基于双目立体视觉的医用三维电子内窥镜系统

为了施行较为复杂的微创外科手术,设计了医用三维电子内窥镜系统,对系统的工作原理、显示方式等进行了分析。该系统基于双目立体视觉原理,采用双CCD摄像机模拟人眼实现了机器立体视觉;利用Zemax软件辅助设计了双光路内窥镜光学系统;通过比较几种立体显示方式的优缺点,选择了无源偏振眼镜立体显示方法,该方法采用基于FPGA的时分制立体显示技术,左右图像以100Hz帧频交替显示,并与液晶调制屏同步,观察者佩戴偏振眼镜即可观察到清晰无闪烁立体图像。经临床试验表明：简化了的光学系统的电子内窥镜图像质量得到显著提高;图像帧频达到100Hz,无闪烁感,且无停顿、拖尾、扭曲和停滞等现象。该系统可广泛应用于微创外科手术中,并可作为腹腔手术机器人的显示系统使用。     

神经网络语音识别技术应用研究

本文通过描述语音特征参数求取方法和典型神经网络的学习过程，阐述了采用人工神经网络技术进行语音识别的基本原理，并给出了一个神经网络语音识别技术在语音控制媒体播放系统中的应用实例。     

计算机辅助光学设计——(光学材料选择程序CAODMS)

本文介绍了计算机辅助光学设计材料选择程序的主要工作内容、设计思想、总体结构,具体讨论了用普通玻璃校正二级光谱的方法并实现程序化。     

多调制格式兼容的空间激光高速通信调制仿真与实验研究

为了顺应自由空间光通信多调制格式兼容的趋势,改善系统灵活性差、成本较高等问题,提出一种基于双IQ调制器的多调制格式兼容的激光通信发射方案。首先,基于Optisystem软件建立系统模型仿真分析,所得眼图和星座图验证了所提方案的正确性;然后,研制了多调制格式兼容发射硬件,并实验研究了调制格式的兼容性、可切换性和通信性能。实验结果表明:所设计硬件兼容发射OOK、BPSK、DPSK、QPSK、PM-DQPSK 5种调制格式;速率分档可调,最高可达40 Gbit/s;当发射端产生40 Gbit/s PM-DQPSK调制格式信号时,在离线接收条件下,误码率为10-7时的灵敏度达到-39.8 d Bm。通信调制仿真及实验结果验证了所设计方案的可行性,所得到结果也为空间激光通信系统设计提供了技术参考。     

全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价

基于逆向调制反射器(MRR)的空间光通信系统因其结构紧凑、可免去链路一端的捕跟(APT)系统、功耗低等优点,是空间光通信系统研究热点之一。提出采用双波长激光发射实现全双工逆向调制回复空间光通信结构,并基于该结构对强度调制解调模式,通信距离为300 km,通信速率为1 GHz下的地面站对近地小卫星全双工通信链路进行了链路计算及通信误码率的分析。当MRR端口径为0.1 m时,通信链路余量大于5 dB,通信误码率优于10-15,满足通信链路的要求。并进一步分析了仿真结果存在的缺陷。结果表明所提出的空间光通信结构在小卫星对地面站全双工激光通信是可行的,是未来空间光通信系统发展趋势之一。