基于Matlab的弱导光纤模式特性仿真

本文介绍了在Matlab中实现弱导光纤本征方程的求解和模式特性的仿真,阐述了相应的仿真实验设计思想.基于Matlab的的弱导光纤模式特性仿真实验主要应用于“光纤通信”课程的实践教学中,相应的实验设计思想也可用于部分专业课程中传输线和波导的仿真实验中.     

多次散射影响的激光雷达斜程能见度反演方法

针对低能见度天气条件下的多次散射影响,提出一种根据多次散射激光雷达方程反演斜程能见度的改进方法.首先,根据后向散射峰值拟合散射相函数,采用半解析蒙特卡罗法计算多次散射修正系数m;其次,根据Collis法求解能见度级数值,并将相应m值代入多次散射激光雷达方程;然后,采用Fernald法反演消光系数,求解斜程能见度;使用激...     

基于模糊C均值的低空风切变预警算法

针对新一代多普勒天气雷达CINRAD在径向或切向检测风切变时容易丢失小切变的问题,提出了一种基于模糊C均值（FCM）的低空风切变预警算法用于阵风锋和龙卷风引起的风切变识别中。该算法的核心思想是运用8邻域系统,根据风速梯度识别不同程度切变,从而实现高切变及低切变预警。首先,采用全变分（TV）模型对雷达速度基数据进行去噪,同时保持速度基数据的细节特征;其次,采用每个速度基数据及其8邻域系统分别对应的速度值依次与4个方向模板卷积,获取4个方位速度梯度值;然后,采用FCM算法将梯度值分为高低两类,实现不同强度的风切变预警。采用武汉暴雨研究所提供的实测基数据进行测试和验证,能较为准确地识别出小切变。实验结果表明,该算法检测出来的风切变在定位精度和边缘识别两个方面均优于基于径向或切向的风切变识别算法,这对判断风切变的位置和强度以及分析不同天气引起的风切变具有重要指导意义。     

基于OBE的电磁场课程教学改革与实践

针对疫情背景下传统教学方法不适用于线上教学的问题,基于OBE教育模式,通过分析课程、学生、教学特点,以知识层面及情感层面作为切入点优化教学内容,解决传统教学内容存在的抽象难懂、枯燥乏味、缺乏兴趣的问题,激发教与学的活力,提升学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。     

基于LCD和改进PNN的光纤周界振动信号识别

针对马赫-曾德尔光纤周界系统振动信号扰动信 息提取及识别中的问题,提出了一种 基于局部特征尺度分解(LCD)和改进概率神经网络(PNN)的识别方法。首先,采用LCD将振动 信号分解成一系列内禀尺度分量(ISC),再将分解得到的ISC分量每连续3阶一组进行独立成 分分析(ICA),提取扰动信息。其次,提取振动信号的峭度、排列熵、瞬时幅度标准差和瞬 时频率标准差构造具有准确描述能力的特征向量。最后,采用经模糊C均值聚类(FCM)优化后 的PNN对振动信号进行识别分类。利用六种振动信号实验数据进行验证。结果表明,该方法 能够高效准确的识别六种振动信号,平均识别率达到97.17%,识别时 间为0.78 s。该方法在 有效信息提取和振动信号识别方面明显优于传统的LCD算法和PNN算法,具有实际应用价值。     

基于自适应噪声完备经验模态分解的Φ-OTDR信号去噪算法

针对相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)信号信噪比较低的问题,提出了一种基于自适应噪声完备经验模态分解(CEEMDAN)的小波信息熵阈值去噪算法。该算法配合CEEMDAN分解,通过小波信息熵阈值去噪,提取扰动位置的高频信息,从而提高系统的信噪比。首先,采用Savitzky-Golay滤波算法对不同光脉冲间的信号进行预处理;其次,采用CEEMDAN将滑动差分后单个脉冲内信号分解为不同的固有模态函数(IMF),并利用连续均方误差准则确定含噪较多的高频IMF分量;然后,采用小波信息熵阈值去噪算法对以上高频IMF分量进行阈值去噪处理;最后,将其与低频IMF分量以及残差分量进行重构。采用自行研制的相干Φ-OTDR系统实测数据进行了验证,结果表明,文中算法与两种传统去噪算法相比,信噪比提升了3dB,这对于系统的实际应用具有重要意义。     

一种机场环境光纤预警系统的信号识别新算法

提出了一种基于导数分析与典型特征选取的信 号识别新算法。首先,分析信号导数与频率的关系,得到信号的时频特性;其次,根据时频 分布的特点,选取具有代表性的典型特征,以降低特征维度,减少识别时间;最后,应用概 率神经网络(PNN)对典型特征进行学习和分类。采用4种扰动信号对本文算法进行实验验证 ,平均正确识别率达95.7%,且识别时间小于0.23s。实验结果表明,本文算法能够快速准确 地识别扰动类型,为Mech-Zehnder(M-Z)干涉型周界系统的模式识别提供一种科学可靠的 方法。     

基于大气透过率的机场周边颗粒物质量浓度预测模型

提出了一种基于大气透过率的机场周边颗粒物质 量浓度预测模型。首先,建立大气透过率与颗粒物质量浓度之间的定量关系;其次,根据气 象要素类型,分析相对湿度和航空排 放物与颗粒物质量浓度之间的相关性及影响规律;然后,通过模糊神经网络将大气透过率、 消光系数与各气象要素相融合,建立了预测模型;最后,使用实测颗粒物质量浓度数据对预 测模型进行了实验验证。结果表明,本文预测模型能较为客观地反映颗粒物质量浓度的变化 ,预测精度较高。     

测角CCD多功能光谱仪的研究

将CCD测量转角的方案应用到光栅光谱仪中，设计了一套CCD成像法波长扫描机构，大大改善了光谱仪的性能。为了满足测量范围的要求，采用CCD拼接技术。该系统具有采集和显示被测谱线、拾取谱峰和自动寻峰等数据处理功能，并能计算出识别出来的任意一条谱线的波长。用于测量低压汞灯谱线波长，测量结果和实际标准波长偏差在0．20nm以内。