机载光通信平台振动模拟系统的设计与实验

设计了基于音圈电机(VCM)和压电陶瓷(PZT)快速倾斜镜(FSM)的双级振动模拟系统,用于模拟光通信中机载平台对光束的扰动。振动模拟系统结合了VCM和PZT的优点,使得模拟系统角度分辨率为1μrad,在不经过光路的放大或压缩的情况下,光束振动幅度为124mrad。验证结果表明,系统模拟的美国Altair无人机振动功率谱密度函数与其输入的无人机功率谱密度函数的相关系数为0.93,真实再现了机载平台的振动特性。机载振动模拟系统的构建为后期光通信中跟踪控制系统的设计与优化奠定了基础。     

基于FPGA的精跟踪控制系统的设计与实验

针对自由空间光通信精跟踪系统对小型化、智能化的要求,设计了一套以FPGA为处理核心的精跟踪控制系统,完成了对光斑的采集处理、补偿控制及相机的自适应控制等功能,并重点介绍了模糊自适应PID控制的原理及实现方法.最后,搭建了室内试验平台,对系统进行了评估.     

空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验

在空间相干光通信中,为了对本振激光器和大气信道产生的共模噪声进行有效的抑制,接收机中广泛引入平衡探测器,通过分析可知,平衡探测器在相干探测时灵敏度明显提高。为了探求空间相干通信中平衡探测器的性能,对其噪声形成的机理进行了分析,给出了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器在非相干与相干探测条件下的灵敏度理论极限。设计了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器,构建了平衡探测器测试系统,并对其灵敏度进行了测试,在2.5 Gbps通信速率下,非相干探测灵明度达到-21.1 dBm,相干探测的灵敏度达到-41.2 dBm,测试结果与理论分析值基本吻合。空间相干光通信中平衡探测器分析与设计为空间相干光通信系统提供了理论依据和实现条件。     

非合作C模式信号识别与无源定位仿真分析

在研究无源定位技术用于非合作C模式信号接收的基础上，分析并总结机载应答信号A/C模式脉冲编码规则与识别准则；推导基于方位、俯仰两维测角信息和高度码信息的目标单站定位方程，仿真不同种类误差对定位精度的影响，对工程应用有一定的参考价值。     

窗墙比对供暖房间热舒适及系统能耗影响研究

建筑围护结构直接影响室内热湿负荷,而窗户作为三大围护结构中热工性能最差的构件,其对室内热负荷的影响最大,尤其是当存在太阳辐射时会直接影响室内热舒适性。搭建空气源热泵对流-辐射联合供暖系统测试台,并在大窗墙比的情况下增设保温材料设置等效墙的形式,研究了窗墙比对冬季不同供暖模式下室内热舒适及能耗的影响。结果表明,在空气源热泵供水温度一定时,地板辐射末端供暖比风机盘管末端具有更舒适的室内热环境、垂直温度梯度较小并且能耗相对较少;受到太阳辐射的影响,随着窗墙比的增加,地板辐射供暖系统下室内温度波动减小,能耗增加,PMV值变化在热舒适范围内。     

APT系统外场动态模拟实验的设计与分析

设计了3.4km的外场空间激光通信实验,测试了捕获、对准、跟踪(APT)系统在室外机动平台下的性能.实验通过一维旋转平台模拟了机动平台对光束的扰动,实验数据表明,APT系统在大气湍流和旋转平台扰动的情况下,仍然能对光束运动进行有效抑制.     

自由空间光通信中精跟踪系统的辨识

精确的精跟踪系统模型为研究精跟踪的控制算法,找到影响其动态、静态性能的关键因素提供了重要的条件。设计了精跟踪辨识系统,该系统包括:快速倾斜镜、CCD、DA 以及相关的电子设备。精跟踪模型传统上被认为是一个二阶系统,通过输入输出数据、模型类和最小二乘等价准则等一系列过程确定精跟踪的模型。为了评估该辨识方法的性能,将最小二乘辨识法得到的模型与传统的频率响应法得到的模型做比较。通过验证发现,两种模型的输出与实际系统输出的模型残差平方和分别为8.20 和89.52,相关系数分别为0.98 和0.95。结果表明,最小二乘法得到的精跟踪模型比频率响应法得到的模型更准确地反映出实际系统的特性。