光无线通信系统中的激光发射技术

分析了大气衰减与光波长的关系，讨论了光无线通信中通信激光的波长、功率选择方案，提出了通信光功率实时调整的思想。     

非线性发射过载对激光引信光学接收系统的影响

激光引信包含精密光学系统,其中光学接收系统占重要地位,在常规弹药引信过程的应用中,高发射过载环境对系统弱回波聚焦质量造成严重影响,系统工作可靠性无法保证。提出接收聚焦透镜与窄带滤波片一体化方案,设计出一种新型缓冲结构接收系统光学,应用有限元分析软件ANSYS建立传统激光接收系统以及新型结构动力学模型,对接收聚焦透镜进行非线性动力学仿真以及ZEMAX光学仿真;最后进行空气炮冲击实验,结果表明:在经历70 000 g冲击加速度后,新型光学系统缓冲结构可有效缓解接收聚焦透镜塑性变形,提高脉冲激光束聚焦整形质量,激光回波能量显著增强。为常规武器激光引信接收光学系统抗高过载设计提供了一种新的方法和理论依据。     

激光发射天线仿真平台设计

为了给激光发射天线的设计优化提供一种可视化自动设计手段，采用MATLAB仿真技术构建了一种基于倒置望远镜系统结构的激光发射天线仿真平台, 进行了激光发射天线的理论分析和仿真实验验证。通过灵活设置激光谐振腔关键结构参量以及倒置望远镜系统透镜组合方式，实现了发射天线发射前后的激光2维光强分布、激光3维光强分布、激光光束3维结构以及变换后激光束腰与透镜组合离焦量的关系曲线的仿真。结果表明，波长550nm的激光变换后束腰半径从0.073mm变为12.202mm，发散角从0.275°变为0.00164°，成功压缩了激光发散角; 此平台进行的仿真过程形象直观，可根据需要自动优化设计出最优的激光发射天线结构。该仿真平台的构建为激光发射天线的可视化自动设计提供了全新的方法。     

光纤脉冲相干激光测风雷达光学天线特性分析

为了提高光纤脉冲相干激光测风雷达性能,采用数学建模的方法来分析光学天线特性。利用后向传播本振原理,讨论光学天线口径对系统载噪比的影响,以及光瞳截断比对天线效率的影响; 提出光学接收耦合效率的定义,研究不同大气折射率结构常数条件对耦合效率和测程的影响;通过搭建实验平台,测量不同距离门内的载噪比和频谱强度等参数,验证了仿真结果。结果表明,当远场探测距离在7km~10km范围内变化时,天线最优口径为100mm,光瞳截断比最优值为0.8;相较弱湍流情况,强湍流会使同一系统测程下降近30%。此研究为光学天线的优化设计提供了理论依据。     

中波发射天线地网对发射结果的影响探析

作为广播电视发射系统的关键组成设备,中波发射机抗干扰良好、信号传输效率高的优势,使得中波发射机在信号发射中,发挥着十分重要的作用。但由于当前城市楼层较高,中波发射机发射信号时,容易受到各种因素的影响,出现信号发射不稳定的情况,这严重影响了中波发射信号的质量。针对此,为促进中波发射机运用水平的提升,本文先就中波发射天线地网对发射结果的影响进行了分析,并提出了优化中波发射天线地网的措施。     

地面反射波对测量天线增益的影响和消除方法

天线的研究、设计和生产者都希望有一个理想的天线测试场.本文提出一种新的天线测试场设计方案,并在VHF频段进行了设计与实验.分析与实验结果都表明方案是成功的.     

偏置抛物环面天线增益的计算

本文给出了偏置抛物环面天线增益的两种计算方法和计算公式,并把两种方法的计算结果和文献(1～3)中的测试值或计算值进行了比较,表明其中一种方法的计算结果更加精确。     

多波长星间激光通信中光学天线的效率分析

介绍了多波长星间激光通信系统中的光学天线,从电磁波辐射的角度,分析了光学天线的增益与指向角度及波长的关系。论证了星间激光通信需要极精确的指向角度。文中还对天线遮挡与光束束腰的关系进行了推导。     

多孔径发射对大气激光通信系统误码率的影响

大气湍流所引起的光强闪烁会严重影响大气激光通信系统的性能,导致系统误码率(BER)增加.通过Rytov近似理论给出系统误码率和光强闪烁的理论模型,并进行MATLAB数值仿真.分析结果表明:在大气激光通信系统中,通过采取多孔径发射的方式,增加发射机孔径数目,选用长波长的激光,能够减小光强起伏对系统误码率的影响.而且,各发射机发出的光束之间的相干系数越小,越能改善系统性能,降低误码率.     

影响VCSOAs增益饱和特性因素分析

为了改善垂直腔半导体光放大器增益饱和特性,基于其结构上的特点,引入了增益增强因子,修正了边界条件,采用建立腔内光子数与输入信号光功率关系的研究方法,分析了影响垂直腔半导体光放大器增益饱和特性因素。并进行了理论分析和实验论证,取得了影响增益饱和特性的4个关键数据。结果表明,有源区截面积、顶层镜面反射率、抽运功率、自发辐射因子影响着增益饱和特性,优化相关参数,可以将输入饱和功率提高到-2dBm。这一结果对如何改善垂直腔半导体光放大器增益饱和特性是有帮助的。     

激光星间通信中不同光学终端的研究

光学终端在激光星间通信中扮演着重要的角色.研究了单个光学望远镜及光学望远镜阵用作激光星间通信中的光学终端时的系统性能,从电磁辐射入手,分析比较了单个光学望远镜及光学望远镜阵的增益及光学接收终端的方向图与相关参数的关系.仿真不仅论证了激光星间通信需要极精确的指向角度,而且得出结论:使用光学望远镜阵作为激光星间通信系统的光学终端具有更大的优势.     

一种相控阵光学天线设计方法

相控阵天线可实现波束的电控扫描,已在微波波段获得广泛应用.但在光波波段,由于波长短引入的大电尺寸问题影响了相控阵的应用.本文提出了一种相控阵光学天线设计方法,通过增大阵列栅距大幅减少阵元数量,并通过设计阵元辐射特性抑制大栅距产生的栅瓣,显著增强相控阵光学天线的可实现性,该方法的代价为限制了天线的扫描范围.此外,还提出了通过模2π的方法降低光学移相器的实现难度,并论证了该方法在光波波段的合理性和可行性.     

光电经纬仪中激光测距装置光学系统的设计

阐述了在光电经纬仪上应用激光测距装置的重要性,即可实现单台经纬仪确定目标位置.分析了激光测距的原理及测距方程,最后针对光电经纬仪的结构特点,对测距装置的光学系统进行了设计.     

3 dB和10 dB带宽法测量天线增益的误差分析

卫星通信就是地球上的无线电通信站之间利用人造卫星作中继站而进行的通信。卫星通信线路的设计或分析一定涉及到天线增益。天线增益是天线的一个重要性能指标,天线增益越高,则发射机所需输出功率越小。卫星通信天线的增益测量方法很多,各有其优缺点。着重研究了用3dB和10dB带宽法测量时,影响测量精度的各种可能的影响因素及其影响程度,在此基础上提出了一些改良的方法和措施。     

天线增益远场测试及标定

文中提出了改进的Friis传输公式,据此得到天线增益远场测试5种方法的工程处理公式。分析指出,其中"比较法,,测量天线增益不需要考虑测试馈线的插入损耗和提供收、发天线的间距,便于工程应用。最后,以3种方法计算5种规格角锥喇叭增益的理论曲线,给出了标准增益喇叭正确设计和精确标定的建议。     

Optical Gain in the Near Infrared by Light‐Emitting Electrospun Fibers

The potential integration of polymer nanofibers in photonic devices and circuits is a major driver for research on their waveguiding and optical gain properties. Emission in the near‐infrared is especially important in this framework in view of the realization of nanofiber‐based optical amplifiers. Here, the optical gain properties of electrospun fibers embedding near‐infrared light‐emitting molecules are investigated. Upon pulsed optical pumping, line narrowing typical of amplified spontaneous emission is observed, with gain of 5.5 cm^?1 and threshold fluence down to 0.25 mJ cm^?2. Importantly, the stimulated emission characteristics are strongly dependent on individual fiber characteristics and on the mutual alignment of nanofibers in arrays, thus being tailorable through the fiber architecture and assembling. These results open interesting perspectives for the exploitation of electrospun fibers as active components in the near‐infrared range.     

手动VSAT站天线接收增益的诊断测量

阐述了利用卫星信标和高增益标准喇叭天线,测量手动VSAT站天线接收增益的方法。由测量的天线接收增益计算天线接收效率,从而实现对天线发射增益进行估算。最后,给出了工程测量实例,证明了该方法的可行性,并对增益测量误差进行了分析,其均方根误差±0.28dB。     

Low Refractive Metamaterials for Gain Enhancement of Horn Antenna

A flat metamaterials (MTMs) structure with low refractive index is proposed as a cover in a high-gain horn antenna configuration. The MTMs is composed of two-layer metallic grids and slices of foam. For the characterization of the MTMs, the low refraction property is studied and the effective refractive index n ≈ 0.08 (12.0 GHz) is retrieved. The antenna gain and the radiation pattern are calculated. Because of the electromagnetic wave congregating effect of the MTMs, the gain of the horn with MTMs greatly increases (about 4 dB from 11.8 GHz–12.8 GHz) when compared with the conventional type. We conducted the experiments to verify the simulation results. The idea has a good potential application to the feed design of parabolas.