无人机激光跟踪与无线供能系统

为了解决无人机工作时间短、续航能力差的问题,采用激光无线供能的方式给无人机进行续航,提出并设计了一套基于跟踪、捕获、瞄准的激光无线能量供给系统,并进行了理论分析,同时在外场200m范围内进行了无人机激光无线供能实验。结果表明,该系统整体光电转换效率约为12%,跟踪精度优于500μrad。该研究为激光跟踪与无线供能技术用于小型航天飞行器提供了参考。     

激光供能系统寿命预估

对激光供能技术展开理论与实验研究。基于阿伦尼乌斯模型、逆幂率模型以及尼尔森的广义对数线性模型建立激光供能系统的多应力寿命预估模型。寿命预估模型根据不同的温度应力和电压应力,得到实际的可靠度曲线,从而预估出整个激光供能系统的可靠度。模型依据可靠度确定系统的零件更换时间,完成零件的及时更换,确保长期高效的工作,避免由零部件损坏带来的突发状况。在此基础上,研制激光供能系统实用样机,并根据样机实际参数,模拟预估供能系统在各种条件下的预估寿命。理论分析结果表明,该系统在正常应力条件(25℃/5V)下的理想寿命为10500h,为后续进一步实验验证奠定基础。该研究可有效提高激光供能技术的可靠性和稳定性,为该技术在电力行业中的广泛应用提供了更好的保障。     

物联网中的光纤供能传感系统设计与实现

采用光纤供能技术,即高能量激光束经过抗电磁 干扰的光纤链路传输,并通过光伏能量转换器(PPC) 转换为电能后以安全地驱动传感节点,从而构建了恶劣环境下的物联网传感系统。设计了阻 抗匹配跟踪方 法使PPC在连接任意负载时尽可能地输出最大电功率,从而提高了供能效率 ;基于此方法实现 的电源管理器对能量进行存储,并为传感节点提供合适的驱动电压;进而,设计了简单 可靠的自定义通 信协议以调节传感节点的工作模式,从而降低传感节点功耗而提高系统的应用能力。在 构建的光纤供 能传感系统中,PPC在1.5W的入射光功率下最大可输出555mW的稳定电功率,有效光电转换效 率达到37%。传感系统可以稳定地在2km范围的复杂环境下采集、处理与显示传感信息,为 安全可靠的物联网传感技术提供了新颖的解决方案。     

激光供能无人机接收端的光伏阵列重构方案

激光供能无人机是以激光作为能量载体,对无人机进行实时无线能量传输,提升无人机续航时间。由于激光束能量分布不均匀,导致光伏接收器效率低下。为提高接收器转换效率,针对全交叉连接结构优化问题,提出一种基于最小均衡差的重构方案。首先对激光高斯分布情况进行数学建模,获取光伏电池单体的辐照度。然后利用最小均衡差原则对全交叉连接结构进行优化,并对各种连接结构进行仿真。仿真结果表明：阵列重构后具有更高的输出功率、转换效率和填充因子,更低的功率损耗,且相较于重构前最大输出功率分别提升了29.13%、32.25%。     

基于射频供能的无线传感网络数据收集系统设计

随着现代信息技术、嵌入式系统以及植入式电子设备的发展,小型化、低功耗的无线传感网络已融入人们的日常生活影响着方方面面。传统的能量供电方式,生命周期有限更换需要耗费大量的人力财力,维护成本高。针对这一情况,设计了一款基于射频供能的无线传感网络数据传输系统。通过构建相应的天线模块、整流模块以及能量管理模块对环境中的射频电磁波进行采集,进而转换为负载可以直接使用的稳定直流电。同时由于射频电磁波能量密度低,导致输出的直流电功率较低,需要对能量分配方案和数据可靠性进行优化选择,并通过建模求解建立信道选择方案,最终提高网络的吞吐效率,继而保障网络节点获得稳定的能量。通过对射频能量传输系统进行仿真和实验测试,验证了设计的有效性和实用性。     

电子式电流互感器激光供能调节方案的改进

针对一款电子式电流互感器工程改造的需求,测试发现存在互感器采集单元上电过程缓慢、维持电压过高及仅采集单元主动调节的问题.文中从供电方案、信息传递及激光调节方法各方面对这个闭环调节系统进行说明,提出在不对采集单元进行软硬件改动的条件下,改变激光电源调节步调,从完全被动调节变为主动参与调节,通过自主学习获得驱动下限.改进方...     

无线供能网络中数据收集的能量效率最大化方案

研究提出由多个射频能量源和汇聚节点组成的无线供能网络,通过联合最优化能量源的发送功率、能量发送时长和节点的数据发送时间,最大化数据收集的能量效率。首先对能量效率最大化问题进行建模。接着,分析得到发送功率的最优取值,并进一步推导出能量效率函数的单调性和吞吐量函数的凹凸性。最后,基于这些属性设计出联合使用黄金分割法和二分法的高效最优算法的快速得到最优解。仿真结果表明,相比于基准方法,所提出的最优算法能显著提高能量效率。     

神光装置倍频激光能量测量

给出了监测倍频激光的能量计的技术参数，在神光装置中实测了倍频激光能量及其转换效率。并对监测倍频激光的能量计对标方法进行了讨论。     

基于改进蝙蝠算法的激光供能无人机MPPT技术

激光供能无人机操作简单、安全性高,其采用光伏电池板接收能量进行作业。在复杂遮荫情况下,无人机上光伏电池板的P-V曲线存在多极值点问题,传统最大功率点追踪算法易陷入局部最优且追踪速度较慢等。针对这一问题提出了一种改进的蝙蝠算法,首先通过反向学习进行种群初始化,增强群体分布的均匀性,避免陷入局部最优;同时引入收缩因子,加快算法收敛速度。最后在Matlab/Simulink中搭建光伏阵列电路仿真模型证明了改进的蝙蝠算法在具有较好的速度性和稳定性。     

低成本的微型激光陀螺仪

本文介绍了激光陀螺仪的最新产品和正在研制中的光波导型，布时眺纤型等微型ＲＬＧ。根据谐振腔、谐振控制、输出信号处理和偏频闭锁消除等ＲＬＧ主要组成部分的技术关键，探讨了开发低成本产品的技术捷径。     

激光传能系统用激光能量转换器的研究与设计

针对远距离激光传能及光电转换问题,通过对传输过程中光纤损耗、波长选择、光电转换材料匹配等影响系统传输效率的各环节因素进行分析,采用在半绝缘InP衬底上外延生长InGaAs PIN的方式设计了光电转换芯片,并对芯片结构及互联工艺进行了优化,最终成功研制出了高效激光能量转换器。试验结果表明,在1550 nm激光照射的条件下,该激光能量转换器的光电转换效率能够达到28%。     

激光能量补偿系统设计

灯泵激光器在环境温度不同的情况下输出能量不同,在同一温度下,激光器工作的前几秒输出的能量变化较大.为保证激光器输出能量稳定,提出了一种灯泵激光器能量补偿系统的设计方法.该系统能够保证激光器在设定温度范围内以及整个工作周期内能量稳定,并且能够屏蔽激光电源预燃信号的干扰.采用该系统对某激光器的试验中,在-40～+60℃环境...     

激光远场能量密度分布测试系统的实现

要设计了基于CCD成像法的激光远场能量密度测量系统,给出了CCD成像法测量远场激光能量密度分布的基本原理,并在特定条件下对激光能量测量模型进行简化.利用漫反射靶板将激光的能量分布信息采集至CCD相机,并在靶板的特征位置上安装能量探测器,依据激光能量模型,将激光光斑图像灰度信息与激光能量探头所测的实际能量值进行信息融合,...     

节能型单总线通信系统供电方法

针对单总线通信的特点,提出一种节能型单总线通信系统供电方法。该方法能降低电源在总线上传输的损耗,实现节能目的。在同等传输线条件下,可以延长通信节点之间的距离,增加通信节点数,有效解决了单总线通信系统节点功率大小、能量传输距离和传输电缆成本三者之间的矛盾。在单总线通信工程中应用该方法,可以提高通信节点功率、增加通信距离或降低传输电缆成本。     

供电线损分析及降损措施探讨

电力网线损是在输电过程中所产生的功率损耗,这种不必要的损耗应当加以控制,以达到节约能源的目的。文中主要对如何有效的降低线损,以及加强线损工作的管理进行了研究和探讨,以达到电力网运行的最佳状态。     

脉冲激光在水中激发声脉冲的光声能量转换效率

利用TEA-CO_2脉冲激光在水中激发热弹光声信号,采用压电陶瓷水听器接收并将光声信号转换成电信号送入数字存储示波器,计算出声脉冲的能量,从而获得该激发条件下激光能量转换成声波能量的效率η。结果表明不采用凹面镜聚焦激光脉冲能量密度低于2 J/cm~2时,光声转换效率η为10~(-7)～10~(-5),聚焦之后η增大一个数量级;激光脉冲谱线宽度固定时,能量越高,η越高;激光脉冲能量相同时,激光脉冲谱线宽度越大,η越高。故可以通过聚焦、增加激光脉冲谱线宽度、提高激光能量等方法来提高光声转换效率η,获得强的热弹光声信号。     

低功率激光的生物刺激作用机理及研究

近年来 ,低功率激光的生物刺激作用的研究取得了可喜的成果 ,在临床上已经应用到各个领域 ,在对某些疾病的治疗效果是肯定的。但还存在许多问题 ,作用机理还没有统一。本文就低功率激光的生物刺激作用的一些典型实验研究 ,治病机理的研究进展以及存在的问题进行了评述     

双级染料激光放大器泵浦能量分配的数值研究

用染料激光放大器的横向稳态泵浦理论，对不同的入射光能量选择不同的增益计算方法，研究了双级染料放大器的泵浦能量分配比例、泵浦光总能量和信号光能量大小对激光增益的影响。计算结果表明，对于其他参数确定的放大系统，存在着最佳的泵浦能量分配比例，可获得最大增益输出。通过自编程序的计算，可方便地找出特定系统泵浦能量分配比例的最佳值。     

高能激光武器系统中的光束质量评价及应用

综述目前评价激光光束质量的几种方法。讨论了各自的定义、优缺点,以及在高能激光武器系统中的适用性。结合实际说明光束质量在高能激光武器系统中的应用,得出了一些有益的结论。     

脉冲能量对激光推进中冲量耦合系数的影响

实验通过采用最大输出脉冲能量为100J的TEACO2激光器,研究了从13~80J的激光脉冲能量对大气呼吸模式激光推进冲量耦合系数的影响。结果表明当脉冲能量在80~24J变化时,冲量耦合系数没有明显变化,当脉冲能量下降至22J以下时,冲量耦合系数下降52%。对这一特性进行了初步的理论分析,并通过改变实验环境气体压强,对这一理论进行了验证。