多普勒激光雷达中种子激光注入的一种鉴别方法

多普勒测风激光雷达以其高分辨率、高精度、大探测范围、能提供三维风场信息的能力,吸引了多国学者的关注,并投入了大量的人力、物力进行研究。所研究的多普勒测风激光雷达采用种子注入的方式获得单纵模、窄线宽、高功率的激光输出。激光器中心频率的缓慢漂移、环境噪音、激光棒温度变化或者振动干扰都有可能导致激光器种子光的注入不成功,出射激光光谱由注入成功时的单纵模输出变为多纵模输出。激光单纵模输出时线宽约为200 MHz,而多纵模时激光线宽很宽。而种子注入不成功时所出射的多纵模激光脉冲将导致瑞利后向散射谱变宽,会增加风速测量误差。该脉冲筛选电路在数据采集环节实现对多纵模激光脉冲的筛选,有效降低了风速测量误差,提高测风准确度。     

优化认知SWIPT网络的时间分配和功率控制

无线网络中出现的频谱稀缺、能源受限和干扰等各种问题,已成为国内外研究学者的研究热点。为此,提出一种基于能量收集衬底式的认知无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer, SWIPT)网络,称为认知SWIPT或二级SWIPT网络,采用认知无线电技术,允许无线能量传输和无线信息传输与现有的主系统共享相同的频谱,能将主用户对二级用户的干扰转化为有效能量。在温度干扰约束条件下,通过联合优化时间分配和功率控制,最大限度地提高认知SWIPT网络的加权吞吐量,同时保证主系统的通信质量。利用软件Matlab进行仿真,分析和比较所提联合优化方案与等时间分配方案,仿真结果表明,前者显著提高了频谱效率和能量利用率,明显优于后者。     

连续相干探测激光风速仪设计与测试

为实现近距离风场的精确实时观测,基于连续相干探测技术,选取人眼安全的1.55 m为工作波长,设计了一台激光风速仪。系统光路采用全光纤结构增强运行稳定性,望远镜采用同轴透射式结构,有效口径为70 mm,测量光束聚焦距离为80 m。利用A/D采集卡上板载现场可编程门阵列芯片处理大气回波信号,并设计了谱质心算法估计径向风速,提高了系统运行的精确性和实时性。长期径向风速测量结果表明,所设计激光风速仪输出信号稳定,时间分辨率为1 s,风速测量范围下限约为0.915 m/s。与一台校准过的脉冲相干测风激光雷达进行对比实验,两设备测得风速数据相关系数为0.997,标准差为0.090 m/s,最大相差0.480 m/s。     

紫外联用高级氧化技术处理饮用水应用进展

叙述了紫外-过氧化氢、紫外-芬顿、紫外-过氧化氢-臭氧、紫外-硫酸盐、紫外-氯、紫外-二氧化钛等紫外联用高级氧化技术在饮用水处理领域中的国内外科学研究及工程应用现状,比较了各组合技术的作用原理、处理特性及优缺点。为避免高级氧化工艺存在的缺陷,如氧化剂、催化剂消耗量大、易受水质影响、运行费用高、存在二次污染等,应针对价格低廉、稳定高效的新型氧化剂、催化剂及催化剂载体进行专项研发,降低该技术的应用成本;加强基于实际水体有机难降解污染物的降解动力学及传质机理研究,设计开发适于不同水质条件的紫外联用高级氧化一体化集成工艺的系统化光反应器,推进紫外联用的高级氧化技术实现实际工程化应用。     

膜过滤耦合高级氧化技术去除水中抗生素的研究进展

抗生素作为一类新兴环境污染物已经成为人们日益关注的热点,水环境中长期暴露的痕量水平抗生素具有一定的生态毒理学效应,饮用水源微生物群体中存在着诱导耐药菌、抗性基因的潜在风险.膜分离与高级氧化耦合工艺具有良好的协同作用,被成功应用于水体有机污染物的控制与去除.系统介绍了膜过滤-高级氧化耦合工艺去除水中抗生素的技术研究及工程应用进展,总结了不同耦合技术对抗生素的降解机理、去除特性及优缺点,提出了膜过滤-高级氧化工艺在微污染水源饮用水处理方面的技术发展方向.     

基于全光纤光子计数激光雷达的高分辨率三维成像

为了实现全天时、高分辨率三维成像探测,文中提出了一种工作波长为1064 nm的光子计数激光雷达系统。其中,光学系统采用全光纤结构,增强了系统稳定性。雷达通过整机扫描方式对远距离目标进行成像探测,扩大扫描视场,水平方向达到360°,俯仰方向达到±30°,同时避免了由摆镜扫描引起的几何畸变;结合亚像素扫描方法,提高空间分辨率。最后通过自适应噪声阈值的多距离重建算法实现了目标的三维重建。实验结果表明,此系统在白天成功实现了3.1 km以外目标的三维重建,重建图像目标特征清晰,距离精度为0.11 m,空间分辨率为0.11 m,超过光学系统衍射极限。     

高光学效率相干多普勒激光雷达的测风性能分析与测试

近期研发了一套高光学效率全光纤化相干激光雷达设备,可用于风场的实时探测。该相干激光雷达工作于1.55 m波段,望远镜直径50 mm,时间分辨率和距离分辨率分别是1 s和30 m。系统集成了光纤结构的接收单元、可编程扫描模式的两轴扫描头及一个用于实时信号处理的多核数字信号处理器。对系统的测风性能进行了理论分析并同实验结果进行了对比,验证了系统测量距离达到5 km。之后,通过将激光雷达与超声波风速仪数据进行对比验证系统的测量精度。经过数据分析水平风速相关系数达0.980,标准差为0.235 m/s,风向数据相关系数达0.993,标准差为3.105。表明该相干激光雷达具有优良的性能,可以应用于大气边界层内的风场探测。     

60 km瑞利多普勒激光雷达及其风场探测

临近空间风场的探测,在大气动力学研究和提高数值天气预报的准确性,以及航空航天保障等方面具有重要意义。研制基于瑞利散射双边缘技术的60 km多普勒激光雷达用于临近空间大气风场的测量。激光雷达主要分为垂直指向测量系统和两台斜指向测量系统。工作波长355 nm,探测距离15~60 km。为验证系统的可靠性和积累风场观测数据,于2014年下半年进行了外场实验,并与当地的探空气球数据进行对比,结果显示60 km瑞利多普勒激光雷达风场测量数据与探孔气球数据具有良好的一致性。     

傅里叶域内双背景模型的海上红外序列图像目标检测

针对不同波动程度的海场景下红外目标检测的难点,提出一种傅里叶域内对海背景进行双模型建模的目标检测算法.由于不同的海场景具有不同的海水波动模式,用单一的模型较难准确的描述所有的海场景.海水在傅里叶域内幅度谱的稳定性较强,因此提出一种傅里叶域内的双海水背景模型,即概率单高斯模型和混合高斯模型.首先对海上红外图像进行行方向的...     

浅析城市森林公园规划

随着社会的进步和人们的生活水平的不断提高,人们回归自然的愿望越来越强烈,近年来国内各城市森林公园建设的加速,也体现出城市决策者对改善城市生态环境、城市景观形象和市民休闲游憩条件的重视。当代城市森林公园在规划设计方法上除保留与继承传统城市公园的规划设计方法外,还应表现出一定的变化与发展。文章从三个方面对城市森林公园规划进行分析,即＂城市森林公园＂、＂城市森林公园规划原则＂、＂城市森林公园规划应注意的问题＂。