空间光通信光纤激光器脉冲位置调制特性研究

将激光器和脉冲位置调制(PPM)技术作为一个整体分析研究,提出了基于光纤激光器的PPM特性方面的概念。对脉冲调Q光纤激光器单脉冲能量、峰值功率、脉冲宽度进行了理论研究,通过仿真得出了脉冲调Q光纤激光器峰值功率与激光器震荡参数之间的特性曲线,再结合3种PPM信号模型分析了光纤激光器的震荡参数N与3种PPM方式的传输速率、所需功率以及所需带宽之间的关系。并通过实验仿真,得出了光纤激光器的抽运功率、初始通过率和腔长对3种PPM方式的传输速率以及所需带宽的影响。     

光纤技术产生超宽带脉冲信号仿真研究

采用仿真方法研究在光纤传输过程中产生并分发超宽带脉冲信号.对系统频响特性的数值分析获知频率响应在低频段表现出带通滤波器特性,且中心波长越短,低频带宽越大.仿真12.5 Gbit/s伪随机序列传输特性表明,高斯脉冲通过系统后,时域上脉冲信号接近于FCC(美国联邦通信认证)的超宽带脉冲波形模板,频域上的信号频谱接近于FCC的频谱规范.     

大气激光通信中三脉冲的MPPM编译码系统的实现

为了解决大气激光通信中单脉冲位置调制(PPM)的传输带宽扩张的问题,分析了多脉冲位置调制(MPPM)的传信能力、传输效率、带宽利用率等性能参数.发现三脉冲的MPPM在传信能力、带宽利用率较PPM和二脉冲的MPPM有很大优势.设计并实现了一种新的编译码系统,即三脉冲的MPPM编译码系统.实验结果表明,用FPGA实现的三脉冲的MPPM编译码系统能够正确地完成输入二进制信息的编译码.     

2015 IEEE EMC国际学术研讨会——提名文章(二)

介绍了基于HIRA的UWB系统的加压气体开关脉冲功率系统。建立了脉冲开关击穿电压和气体压力之间的关系，以及上升时间、脉冲重复率和开关击穿电压之间的父系。     

无线激光通信系统中DPIM技术研究

为了改善通信的带宽效率、功率需求,以及信道中信号传输的抗干扰性能,对应用于无线激光通信系统中的DPIM(数字脉冲间隔调制)方式进行了研究。通过仿真分析,比较了OOK(开关键控)、PPM(脉冲位置调制)、DPPM(差分脉冲位置调制)以及DPIM方式的功率、带宽、单位传信率和差错性能。根据DPIM的理论分析,设计了一种以FPGA(现场可编程门阵列)为核心的DPIM系统。结果表明,该调制系统性能稳定,可以达到较高的调制速率。     

基于PSD窄脉冲激光信号检测放大电路噪声分析及参数匹配研究

针对基于位置敏感探测器的窄脉冲激光信号检测放大电路,根据其电路组成建立相应等效噪声模型。通过分析信号增益、噪声增益与电路各元器件参数以及频率之间的关系,得到该检测放大电路输入窄脉冲信号与输入噪声的动态响应输出。在此基础上求得使系统不发生震荡的运算放大器单位增益带宽计算公式,并通过研究系统信噪比与频率的关系给出使电路信噪比最大时的最优带宽求解方法。最终,通过具体算例给出电路参数一般性设计方法,并通过仿真得到,小结电容PSD有助于提高电路信噪比。     

脉冲式高精度激光测距技术研究

本文对脉冲式激光测距仪的误差来源进行了分析,着重讨论了影响测距仪随机误差的几个因素。通过分析可以 看到,提高时间间隔测量电路的分辨率,采用高速阈值鉴别芯片以及缩短信号上升沿是提高测距精度的有效方法。其中,信号上升沿的 缩短可以通过采用窄脉冲激光器以及适当的接收电路带宽来实现。通过仿真计算得到,保持5ns上升时间不被扩展的最小带宽约为90MHz。 采用这个思路设计了一种高精度激光测距系统。经测试,该系统对500m内不同距离目标的单次测距精度(3σ)在0.077m～0.115m之 间,对距离在500m到3km的目标则优于0.1‰D+0.05m (D为距离)。同之前采用不同激光器和带宽的设计相比,该系统的单次测距精度有了明显的 改善。     

冲击电流驱动下半导体激光器的快速响应研究

基于半导体激光器的单模速率方程,采用典型参数对其进行建模仿真,仿真结果表明:半导体激光器在初期的光子受激辐射速率随着注入电流的增大而增加,上升时间随着注入电流的增大而减少。但对于固定功率限制范围的半导体激光器,不能通过直接增大注入电流来减少上升时间,考虑到半导体激光器的发热问题,提出了一种在正常脉冲发光电流前端加入冲击电流来减少半导体激光器发射脉冲上升时间的方法,保证了半导体激光器的稳定输出。通过仿真对该方法进行验证,并对型号为PLTB450B半导体激光器进行了测试。仿真结果与测试结果均表明:通过加入冲击电流的方法,可以大大减少固定功率的半导体激光器发射脉冲的上升时间。     

W-CDMA手机用功率放大器的ACPR不对称性研究

分析了偶次交调产生的低频因素对临近通道泄漏功率比(ACPR)不对称性的影响;根据实际功率放大器结构提出了一种等效低通滤波器模型;仿真验证了该低通滤波器的带宽和阶数对ACPR不对称性的影响;测试中通过改变该低通滤波器的带宽和阶数,使得ACPR不对称性改善了3.72dB,同时ACPR降低了2.95dB,提高了功放的线性度.     

一种有效带宽均衡的路由协议

针对水下传感器网络中水声信道传输条件严重受限的特点,定量分析了路径衰减和噪声影响对信号带宽的影响.根据传输距离与带宽之间的对应关系,提出了一种有效带宽均衡的路由协议.在进行路由选择时,总是按照可用带宽最大建立默认路由,从而充分利用有限的带宽资源,在源头上减少拥塞的可能性.仿真结果表明,该协议能够实现各支路的带宽均衡,同时实现能量均衡,有效延长网络生存周期.     

正交椭圆球面波函数脉冲调制方法

为了提高通信系统的功率效率和频谱效率,该文提出正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲调制方法。该方法利用具有高能量聚集性的椭圆球面波函数作为传输波形来提高通信系统的功率效率,采用时域正交、频谱混叠或交叠的正交脉冲组传输信息,以减小信息传输带宽,提高通信系统的频谱效率。理论分析及仿真结果表明,该方法可使通信系统的单位频带利用率快速接近2 Baud/Hz,且已调信号具有较好的频域能量聚集性,不仅有利于提高系统的功率效率,还可有效减小对相邻通信用户的电磁干扰。     

基于分形CRLH-TL加载短截线超宽带滤波器设计

传统基于微带缝隙和逆开环谐振器(CSRRs)的复合左右手传输线的带宽较窄、通带内反射损耗较大,限制了其应用。因此,该文采用了Minkowski分形的微带缝隙代替传统微带缝隙,有效地展宽了带宽,并通过在微带缝隙两侧加载短截线的方式进一步增加了带宽并改善了高频端带外抑制特性。分析了结构的尺寸参数对其传输特性的影响,并根据S参数计算了色散曲线、提出了等效电路模型。最后,运用所提出的方法设计了一款超宽带带通滤波器。该滤波器仅采用一个复合左右手(CRLH)结构单元,获得了超带宽2.1~9GHz(相对带宽124.3%)和较小的带内反射损耗(小于0.8dB),同时滤波器在9.5~12GHz的阻带范围内传输抑制大于20dB。测量结果、仿真结果与等效电路结果基本吻合,验证了该设计方法的有效性。     

雷达脉冲编码理论方法及应用

该文提出了基于脉冲组合编码的雷达探测模式,建立了脉冲编码雷达的基本概念和理论模型。利用多脉冲组合及其时间、频率、相位参量的调制,实现脉冲信号在时间域、频率域、或者时频域结合的编码,为解决传统的脉冲及连续波雷达系统参数相互耦合约束、及其对雷达性能的限制问题,提供了基于多脉冲组合探测的新方法及理论基础。该文着重介绍了多脉冲组合探测的编码、目标信号恢复方法,以及结合研制的合成孔径雷达开展的编码方法、性能评估等实验研究。研究及实验表明,通过采用分频带脉冲编码方法,可使雷达信号采样率突破奈奎斯特采样定理限制,降低系统的实现难度,实验系统中实现了4.8 GHz采样率对5 GHz带宽信号的采样及无失真恢复,成像分辨率达到0.03×0.03 m;通过采用增加占空比的时域脉冲编码方法,实现了信噪比改善超过20 dB的大幅度提高;通过针对合成孔径雷达的成像特性进行2维编码,去除了信号模糊问题,实现了成像幅宽超过90 km等先进性能指标。理论及实验结果验证了脉冲编码方法在提高雷达核心性能方面的显著优势,为高性能雷达系统的实现建立了新的技术途径。      

二频交叠升余弦频率配置与优化过滤分析

研究了AN/TRC-170数字对流层散射通信系统中使用的二频交叠升余弦信号的特点,分析了方波、半余弦和升余弦信号的带宽与能量通过率的关系,得出了该信号形式的最佳频率配置。分析结果说明,AN/TRC-170对流层散射通信设备的窄带和宽度2种波形都实现了无串扰的带内两频无间隔紧密配置,其频率配置是合理的。提出了一种基于FFT/IFFT的数字分路滤波器的实现方案,解决了传统的FIR方法难以在高采样率下实现窄通带、陡过渡带低通滤波的问题,给出了试验结果。     

时分噪声调频干扰性能分析

时分干扰信号是时分多目标干扰和脉冲干扰中干扰信号的基本形式,对于其性能的分析很有意义。通过理论分析和软件仿真得到了时分噪声调频干扰信号的功率谱密度表达式,分析了其干扰功率和干扰带宽,得出时分干扰信号的干扰功率仅和其占空比有关,干扰带宽受干扰脉冲宽度和噪声调频有效调制带宽的影响。该分析方法同样适用于其他形式的时分干扰信号。     

Wideband microwave filter constructed by asymmetrical compact microstrip resonator and floating plate coupling structure

The realisation of a microwave filter is presented by using the asymmetrical compact microstrip resonator and floating plate coupling structures. The filter demonstrates the properties of low insertion loss, wide pass bandwidth and two controllable transmission zeros, which results in fast roll-off responses near to the corner frequencies of the passband. It also has the advantages of compact size, ease of fabrication and absence of via holes. An X-band prototype with 34% fractional bandwidth was designed and fabricated to verify the proposed design concept. Good agreement between simulation and measurement was obtained.     

串联微环谐振器的光学特性

根据波导耦合方程,导出了串联微环谐振器的传输矩阵,并分析了环数、环间耦合系数以及损耗对串联微环谐振器输出特性的影响。数值模拟表明,串联微环谐振器具有光子带隙的特征。当环数增加时,通带内满足谐振条件的波长数增加;当环间耦合系数增加时,可使通带带宽加宽;通过适当选择环数和环间耦合系数,可以实现滤波和波分复用(WDM)的功能。选用脉冲宽度为50 ps的高斯型激光脉冲注入微环谐振器,发现当环间耦合系数较小时,出射脉冲相对于入射脉冲具有光学延迟的效果,并且随着环数的增加,延迟时间逐渐增大,而当环间耦合系数较大时,光学延迟效果不明显。     

S 波段高性能微型滤波器的研究

应用LTCC多层耦合带状线谐振器和交叉耦合传输零点原理,在改进的三维梳状带通滤波器结构中引入交叉耦合,增强非相邻谐振级间的交叉耦合;在2、4谐振级间引入Z字形导体层,通过调节Z字形控制传输零点位置;同时适当调节加载电容大小,有效减小了滤波器体积,实现了高次谐波抑制、边带陡峭和通带内线性相位.采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术设计制作了中心频率为3GHz,通带为200MHz的微型带通滤波器.实验和仿真结果表明,该滤波器的中心频率插入损耗小于2.6dB,阻带抑制高于40dB,边带陡峭,尺寸仅为4.8mm×4.2mm× 1.5mm.成品率高达85％.     

大气无线光通信系统中数字脉冲间隔调制研究

基于光强闪烁的大气无线光通信系统模型,研究了数字脉冲间隔调制(DPIM)方式的差错性能,分析了符号结构、发射功率、带宽需求等问题,并与 OOK(开关键控)和 PPM(脉冲位置调制)调制方式进行比较。理论和仿真研究结果表明,DPIM 调制方式较 PPM 方式有较高的功率效率和较少的带宽需求,特别是在系统实现上相对于 PPM 大大简化。因此 DPIM 应用于无线光通信系统具有一定优势。     

室内可见光通信中噪声与干扰的实验与仿真分析

对室内可见光通信中的背景光噪声与干扰进行了实验测试,获得了噪声干扰的典型时域特性;进而模拟分析了背景光噪声与干扰对不同速率信号传输的影响。结果显示,背景光噪声及干扰对室内可见光通信的影响主要表现为直流电平和低频周期性信号,并且低速率数据信号更容易被干扰。通过比较分析几种无线光通信中常用调制方式的功率谱密度,结果表明,由于脉冲位置调制和曼彻斯特编码的低频分量较少,更适合室内可见光通信。