基于异构加速的Φ-OTDR实时信号处理系统

针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外差探测式Φ-OTDR信号处理流程进行分析与分解,提出基于FPGA的滑动窗数据帧分割、多通道并行快速傅里叶变换(FFT)计算、频域滤波、短时能量求和等一系列加速计算方法。该系统最终实现在40 km光纤传感距离、2 kHz重复频率与1 m采样间隔下的长时间、实时扰动信号解调与显示,并且具有80%的帧重叠率。该FPGA系统作为异构加速器,能够减轻计算机数据处理压力,保证传感系统高重复频率下的运算实时性,为系统可靠性和稳定性提供了有效保障。     

基于迭代二阶锥的唯相位波束形成

唯相位自适应波束形成技术对普通相控阵雷达自适应干扰抑制是非常重要的,在数字阵列雷达中,唯相位技术则可以充分利用各阵元发射模块微波功率从而提高雷达的威力。该文提出了一种新的唯相位波束形成方法,假定初始唯相位权重矢量有个较小的相位扰动,将唯相位模型的目标函数和约束函数在该相位扰动区域内分别用泰勒一阶展开式来近似,则可以将原来的非凸问题转化为凸优化问题,通过二阶锥规划方法(SOCP)求得使当前目标函数最小的扰动矢量,然后更新得到新的权重矢量并代替原来的权重矢量,重复上述迭代过程直到满足停止条件,可以得到满足要求的唯相位权重。计算机仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

一种用于高斯光束远场整形的小型双透镜系统设计

为了实现高斯光束的远场均匀投射,利用Zemax 优化设计了一种由双凹、平凸双透镜组成的小型匀 光组件。基于理想均匀光斑在其径向上的照度积分与半径呈线性关系的原理,首先利用双凹 透镜缩短光路, 然后对平凸透镜进行约束优化。该组件长度为24mm,可对波长1064nm、腰斑直径400μm 的激光束实现 发散角为6.6°的远场均匀投射。经过设计模型在10m、30m 和40m投射距离处的模拟仿真,结果 显示在4个投射距离处的光斑均匀度都大于93.9%,能量利用率均高于 90%。该匀光组件仅由2个球面和 1个二次曲面构成,结构简单,间隔和厚度公差可达±0.03mm,拥 有良好的可加工性和实用性,在激光通信、激光干涉照明等领域中具有潜在的使用 价值。     

金卤灯电子镇流器Buck电路的优化设计

提出了金卤灯三级低频方波电子镇流器中的一种新型Buckle路。详细分析了它的工作原理以及新型Buckle路的优点。给出了该电路的主要参数计算方法以及对Buckle路输出及驱动的测量结果。     

利用对数检波器实现射频功放过驻波保护

基于对数检波器和定向耦合器,提出了一种用简单硬件电路实现射频功率放大器输出驻波的实时门限检测和保护的方法。     

基于硅雪崩光电二极管的双光子吸收实验

研究了硅雪崩光电二极管(APD)对光通信波段近红外光子在不同频率、强度,以及APD 不同偏压下的双光子吸收效应(TPA)。通过实验详细测量了光频率从186.3 THz 到196.1 THz 变化时APD的TPA 效率,结果表明:随着入射光频率的不断增加,TPA 效率呈现出先增大、后减小的规律,并且在190.5 THz 附近达到最优效率。此外,在实验中观察到,随着入射光强的增大,TPA 效率也呈现出先增大、后减小的现象(此实验中的峰值光强度约10 mW)。     

基于混沌映射密钥空间拓展的DES算法

提出一种基于混沌映射产生一种伪随机密钥流发生器，并结合shanon的“一次一密”思想，建立一种基于混沌映射的“分组密码密钥空间拓展”理论，很好地解决DES加密算法密钥空间小的问题，实现了一种混沌的DES变形密码算法。     

分布式光纤振动检测方案及应用

在分析网络通信安全需求的基础上,阐述了光纤传感技术和光缆状态实时监测技术对网络通信安全的保障作用。介绍了光纤传感技术的发展历史以及具有代表性的光纤传感器,然后介绍了分布式光纤振动传感系统的原理和工作方式,并对该系统的解调方法进行了分析。为了获得更高的信噪比,通过实验分析了数据解调中延迟差分对信噪比的影响。结果表明,在一定范围内,延迟时间与信噪比正相关。     

两种硫化烯烃的性能对比及其构效关系研究

选择两种不同结构的硫化烯烃润滑添加剂（T321和LZ5340）,采用四球摩擦磨损试验机考察了其极压和抗磨性能,并对比了二者的抗铜片腐蚀性能。结果表明：两种硫化烯烃均能有效降低基础油的摩擦系数和磨损率,显著提高油品的极压性能;T321的减摩、抗磨以及抗腐蚀性能均优于LZ5340,但其极压性能略差于LZ5340。采用气相-质谱联用仪（GC-MS）、核磁共振波谱仪（NMR）、红外光谱仪（IR）及元素分析仪对添加剂的组成和结构进行分析,研究两种不同类型硫化烯烃的结构和性能之间的构效关系,发现硫化烯烃的有效组分及活性硫含量的差异均对其性能产生影响。     

基于数据空间反演的油藏实时生产优化方法

油藏开发实时优化调控技术是智能油藏研究的核心内容。提出了基于数据空间反演的油藏实时生产优化新方法,仅需若干油藏模型先验生产动态,基于贝叶斯理论构建代理模型,根据随机极大似然原理拟合历史观测数据进行模型训练,反演得到符合实际观测数据的生产动态后验估计。采用同步扰动随机逼近算法建立生产优化数学模型,实现注采参数实时优化,提高经济开发效益。该方法基于代理模型在拟合阶段避免了重复数值模拟计算,得到正确生产动态后验估计同时兼顾了油藏模型实际地质特征,优化所得方案考虑了目标油藏的不确定性,降低了实际生产开发风险。油藏实例应用表明:该方法能得到与常规多模型数据同化方法相一致的生产动态预测结果,拟合过程计算效率提高了5倍,且注采优化方案能取得良好的驱油效果。提出的油藏开发生产优化设计方法为油田实时生产优化提供了新的思路。