瑞利多普勒激光雷达F-P标准具的设计与校准分析

为了精确观测平流层风场,采用F-P标准具作为瑞利散射测风激光雷达多普勒频率检测的核心器件,对F-P标准具多普勒频率检测原理进行了理论分析,从分析最大设计高度时的测量误差着手,优化选取标准具透过率曲线参量;介绍了透过率曲线参量的校准过程和校准方法,分析了导致透过率曲线的半峰全宽增大的原因、透过率曲线校准精度对速度灵敏度及系统探测误差的影响;并通过实验对设计和校准结果进行了验证。结果表明,由于透过率曲线的半峰全宽增大,导致速度灵敏度下降了0.118%/（m·s-1）;40km高度处,在测量信噪比大于10的条件下,径向速度测量精度增大2m/s。     

三通道Fabry-Perot标准具在瑞利测风激光雷达中的应用

描述了利用三通道Fabry-Perot(F-P)标准具作为鉴频器直接探测多普勒风场的原理.优化了三通道F-P标准具的设计参数.介绍了基于三通道F-P标准具研制的测风激光雷达接收机的结构.利用355 nm脉冲光,通过调节PZT电压来改变标准具的腔长,对标准具的透过率曲线进行了初步测量,并分析了标准具的参数,标准具的带宽和...     

测风激光雷达中F2P标准具的分析及性能检测

基于双边缘技术的测风激光雷达中,多普勒频移由高分辨率的F - P标准具检测得到。数值计算了存在各种缺陷的标准具响应曲线,分析了入射光束发散角、表面质量以及平行度对透过率谱宽的影响。用等厚干涉的方法测量了标准具双通道的腔长差值和表面质量。在窄带和宽带光源照射下,分别测量了标准具双通道的透过率曲线。长期测量(22天)的系统误差为0. 42～0. 85m / s。     

测风激光雷达中F-P标准具的分析及性能检测

基于双边缘技术的测风激光雷达中,多普勒频移由高分辨率的F—P标准具检测得到。数值计算了存在各种缺陷的标准具响应曲线,分析了入射光束发散角、表面质量以及平行度对透过率谱宽的影响。用等厚干涉的方法测量了标准具双通道的腔长差值和表面质量。在窄带和宽带光源照射下,分别测量了标准具双通道的透过率曲线。长期测量（22天）的系统误差为0．42～0．85m／s。     

Levenberg-Marquardt算法在测风激光雷达中的应用

分析了直接探测测风激光雷达中的Fabry-Perot标准具透过率的非线性理论模型。根据实验测量数据,利用Levenberg-Marquardt算法对理论模型进行参数优化估值,获得测量数据的最佳拟合曲线。数值计算表明,pseudo-Voigt函数能快速且很好地近似计算Voigt线形。对于Fabry-Perot标准具的宽带光透过率频谱响应曲线,可以采用Voigt函数拟合,也可以采用pseudo-Voigt函数拟合;当透过率频谱响应曲线用于风速反演时,若采用pseudo-Voigt函数拟合会造成低于1 m/s的测速偏差,因此必须采用Voigt函数拟合。     

分子谱线参数测量新方法

介绍了一种利用F-P腔透射峰宽度测量分子谱线参数的新方法,论文从多光束干涉叠加原理出发,推导出有样品气体吸收的F-P腔的透过率函数,F-P腔的透过率是样品气体吸收线型的函数,随着样品吸收的增加,F-P腔透射条纹宽度增加.实验测量得到的谱线强度与HITRAN2004数据库数据、谱线宽度与理论计算结果很好地一致.     

测风激光雷达鉴频器的性能研究

F-P标准具作为测风激光雷达Rayleigh通道的鉴频器,其性能决定了测风精度和测风激光雷达的性能,F-P标准具通过将频率变化转化为能量变化来进行鉴频,不同频率的回波信号具有不同的透过率,但标准具的透过率受到诸多因素的影响,文章从Airy曲线出发,研究了不同因素对标准具透过率的影响,峰值透过率随不同因素的变化规律和变化速率,为测风激光雷达的仿真、设计和研究仪器测量误差提供参数依据。     

基于Fabry-Perot标准具分子测风激光雷达接收机的研制

为了研究平流层大气风场,介绍了分子散射多普勒测风激光雷达的基本原理。基于测量误差最小和消除气溶胶的影响设计了标准具的参量。设计了分子测风激光雷达接收机,该接收机结构紧凑,可以灵活便捷地放置在机架上。并将本接收机用于分子测风激光雷达系统中进行了标准具透过率的测量和风廓线的初步测量。结果表明,标准具透过率曲线测量的结果和设计的大体一致,速率灵敏度较设计的略微下降,风廓线趋势和美国Goddard系统所测量的大体一致,这说明本系统光学接收机能够完成分子的多普勒风速测量。     

基于Voigt函数拟合的拉曼光谱谱峰判别方法

提出了一种新的拉曼光谱谱峰判别算法,采用Voigt函数作为拟合函数,对小波变换脊线寻峰后得到的谱峰进行拟合处理,将拟合前后的谱峰相似度作为判别谱峰的依据,可有效识别与噪声幅值相近的小幅值拉曼信号。通过与已有的两种谱峰判别方法进行对比,在误判率为5%的情况下,该算法准确率提高了60%;在准确率高于90%的情况下,该算法误判率降低了10%。     

F-P标准具间距高精度测量

提出一种通过测量F-P标准具透射峰移动个数与F-P标准具入射角度改变的对应关系,从而求得F-P标准具间距的高精度测量方法。当角度测量精度为30″,光谱仪精度为2 GHz时,该方法测量F-P标准具间距的相对误差为4×10~(-4).     

高精度测量F-P标准具间距的光谱方法

利用高分辨率光谱分析仪对空气隙F P标准具透射谐振峰频率进行测量 ,然后通过直线拟合获得自由谱域 ,从而计算得出F P标准具的间距。对F P标准具间距测量的精度进行分析 ,F P标准具间距测量的相对误差为2× 10 -3 。提出了一种新颖的入射光与F P标准具垂直的精确调节方法     

光纤法-珀传感系统高分辨率复用信号解调方法

提出了运用信号自相关矩阵特征值(EVD)/奇异值分解(SVD)的谱估计方法对法布里-珀罗(F-P)传感器的频分复用系统进行实时、高分辨率和低串扰的信号解调。从理论上分析了该方法对法-珀传感器复用信号解调的可行性,并在短采样数据长度条件下对两个传感器的并联复用信号进行了解调以及串扰的实验研究。实验表明,与离散傅里叶变换法(DFT)、Pisarenko等算法相比,该方法分辨率更高,在两传感器的腔长差低至20μm时,运用该算法仍可以实现准确的解调,而因串扰引起的应变误差小于±12με;此外,短的采样数据长度决定了该算法的运算量较小,信号处理速度较快。因此,该方案在大容量准分布式传感网络系统中将具有极大的潜在应用价值。     

基于压缩感知的分布式协同估计算法

为了降低分布式协同估计算法的计算量并改善其收敛性能,提出了基于压缩感知(CS)和递归最小二乘(RLS)的分布式协同估计算法.该算法在传统RLS分布式协同估计算法的基础上引入压缩感知技术,首先在压缩域中进行递归最小二乘运算,然后利用压缩感知重构算法得到未知参数向量的估计值.提出的算法能够在增量式策略和两种模式的扩散式策略下实现对未知向量的有效估计.理论分析和仿真结果表明,该算法一方面降低了RLS分布式协同估计算法的计算量,另一方面保持较快的收敛速度与良好的均方误差性能.     

基于分数低阶矩的非整数时间延迟估计方法

依据信号的噪声特性和分数低阶矩理论,提出一种基于最小平均p范数的非整数时间延迟估计方法(称为LMPFTDE算法)。该算法是对直接估计非整数采样间隔的时间延迟估计算法(ETDGE)的广义化,运用最小分散系数准则,通过使误差的p阶矩最小得到非整数时间延迟估计值。理论分析和计算机仿真结果都表明该方法不仅可以在高斯噪声环境下工作,而且在脉冲噪声下也具有良好的健壮性。     

基于传播算子的DS-SS信号扩频波形估计

扩频信号波形估计的本质是信号子空间估计。针对直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum,DS-SS）信号的扩频波形估计问题,提出了一种基于传播算子的估计算法。针对现有算法估计信号子空间计算量较大的不足,所提算法利用传播算子估计信号子空间。理论分析了所提算法与现有算法的计算量和性能,并进行了仿真实验。仿真结果表明所提算法有效,且计算量远小于现有算法。     

平坦慢衰落信道下基于HOS的PSK调制盲信道估计

提出一种基于符号高阶统计量（HOS, high-order statistics）的MPSK调制信道衰落系数盲估计算法。针对平坦慢衰落信道模型,首先分析了MPSK调制符号高阶统计量特征,证明了MPSK调制符号的M次方符号的值是唯一的,而当1≤M′相似文献   

F-P标准具激光波长测量系统

本文报告带有参考光束的F-P波长测量系统的工作特性及误差,用He-Ne激光作参考光束的波长测量实验装置。对32个不同波长测量的结果表明,测量均方根误差为0.0019nm。     

基于总体最小二乘准则的OFDM系统时变信道估计

信道估计的准确程度直接影响正交频分复用系统的性能。为了提高时变信道估计算法的精度,基于总体最小二乘准则( TLS)提出了一种时变信道的估计方法。该方法用线性模型对时变信道进行建模,不仅考虑了信道噪声,同时也兼顾了模型误差。该方法能较好地跟踪信道的变化,显著消除模型误差。仿真结果表明所提算法的均方误差介于最小二乘算法与最小均方误差算法之间,在不同归一化多普勒频移下,该算法具有较好的稳健性。