谐振式光纤陀螺的系统分析

采用矩阵法从理论上推导了偏振误差所引起的陀螺零漂,利用计算机仿真进行了理论验证;其次针对谐振式光纤陀螺系统光源的选择进行分析,并通过实验验证光源线宽对光纤环谐振曲线的影响;最后,分析了光纤陀螺的检测方案以及光纤陀螺的发展趋势.从噪声因素、器件选择以及信号检测几方面对谐振式光纤陀螺系统进行分析,为谐振式光纤陀螺系统的构建提供了理论及实验基础.     

功率反馈式高稳定光源电路设计

随着导航精度要求的提高,人们对高精度光纤陀螺如何实现一直进行着深入的探索。从设计光纤陀螺光源的角度出发,通过合理设计高精度TEC温度控制电路和恒流LD驱动控制电路,实现了基于反馈控制的高功率稳定性的掺铒光纤光源。测试结果表明,该硬件系统取得了理想的测试效果。该光源硬件电路设计可以作为实现满足高精度光纤陀螺要求的光源设计的一种参考。     

开环光纤陀螺的光源强度噪声抑制方法研究

光纤陀螺系统中的宽带光源会产生光源相对强度噪声,要提高陀螺性能就必须对其加以抑制.由于开环光纤陀螺使用正弦波调制,相对强度噪声不能直接由陀螺信号相减消除.针对基于正弦波调制的开环光纤陀螺系统信号差分电路放大的特点,设计了一种实现强度噪声抑制的新算法.经实验验证,该算法有效,可使开环光纤陀螺的随机游走减小18%.     

应用于高精度光纤陀螺的超荧光光纤光源

在掺铒光纤放大器技术上发展起来的1.55 μm宽带超荧光光纤光源(SFS)具有相干长度短、输出功率大、温度稳定性好、对紫外线辐射不敏感和寿命长等优点,是惯性级和精密级光纤陀螺的理想光源.概述了1.55μm高精度光纤陀螺的研制现状,同时,对SFS的技术优势、最佳结构设计进行了探讨.最后对采用SFS的光纤陀螺的噪声特性进行了研究,并提出了改善光路系统信噪比和抑制光源强度噪声的技术措施.     

光纤陀螺全方位性能自动评价系统

构建了光纤陀螺(FOG)全方位性能自动评价系统,对其主要功能进行了详细的叙述,完成了计算机、转台、温控系统、振动台、光纤陀螺等之间的通讯模块软硬件设计.这种光纤陀螺全方位自动评价系统除了可以测试国军标中规定的测试项目,还可以模拟光纤陀螺实际工况下的温度变化、振动影响,对光纤陀螺抗温度变化、抗振动性能做出数字化评价.所有操作均采用模块化设计和可视化方法,方便和简化了复杂的测试过程.通过配接不同的测试仪器,实现了光纤陀螺与陀螺光学元件的程控自动测试.实践证明介绍的光纤陀螺全方位性能自动评价系统技术先进、功能完备,满足各种光纤陀螺性能测试的需要.     

光纤陀螺用的光源及其关键技术

介绍了各种光纤陀螺光源的工作原理、性能特点及其对提高光纤陀螺精度的影响。分析了光纤陀螺光源的驱动与控制等关键技术及其发展现状。     

1.25 G光纤收发器SFP设计与仿真

对千兆SFP光纤收发器中控制电路参数设计及利用Cadence软件进行仿真展开了一定的探讨,提出千兆SFP光纤收发器中控制电路设计方案,分析了光发射模块和接收模块的性能,主要研究了在Cadence互连设计软件平台中,利用高速电路设计和信号完整性的理论,采用仿真分析的方法,对千兆SFP光收发模块进行板级分析设计,并对接收部分MAX3748芯片的SPICE模型的I/O口、MAX3744与MAX3748接口、SFP光收发模块布线进行了仿真分析,从而使电路性能达到最优化.     

三轴光纤陀螺光路系统的设计与研究

针对实际捷联系统中三轴干涉式光纤陀螺仪各轴之间的精度及稳定性不对称问题,提出将Loyt消偏器引入到三轴陀螺光路系统中,新光路结构使每轴陀螺均输入相同的极低偏振度自然光,保证了各轴陀螺的对称性.利用琼斯矩阵与干涉矩阵建立了该结构光纤陀螺的系统模型,并应用此模型对该陀螺的输出及零点偏移情况进行了仿真分析.结果表明,该光路在保持各轴光路高度对称的同时还提高了陀螺系统的精度与稳定性,并在一定程度上降低了对光源偏振度的要求.     

器件的非理想化对光纤陀螺精度的影响

为了提高开环光纤陀螺的测量精度,研究了干涉式开环光纤陀螺系统中元器件的非理想化对陀螺精度的影响.根据光纤陀螺系统的结构特点,给出了陀螺系统不同元器件的矩阵模型,导出了开环陀螺的输出表达式,重点分析了光源偏振度和输出光功率波动、耦合器分光比波动以及系统中光纤尾纤熔接点对轴误差造成的偏振误差.研究结果表明,在诸多影响因素中,光源波动对陀螺系统的影响最大,耦合器分光比波动次之,熔接点对轴误差的影响最小.     

光纤陀螺中的关键技术分析

光纤陀螺作为一种新型的陀螺,正逐渐成为捷联惯导系统中最重要的传感器件.简要论述了光纤陀螺的基本原理和工作过程,并对光纤熔接技术、光纤绕制技术、误差检测和补偿技术、系统动态误差补偿技术、光源以及噪声抑制技术、集成光学芯片技术、数字信号处理电路等关键技术作了详细分析.     

基于FPGA的RFID无线通信系统的实现

无线收发模块是RFID无线通信系统的关键。研究并实现了基于FPGA的RFID无线通信系统,该系统采用NRF905和XC2V1000芯片分别作为RFID无线收发模块和FPGA控制模块。利用基于Wishbone总线控制的SPI控制模块完成了XC2V1000和NRF905之间的SPI总线模式通信设计。由于采用了参数化设计,提高了其通用性和灵活性。设计通过了前仿真与布局后仿真,并在板级验证中实现了系统100 m距离通信。     

4×25Gb/s光电收发一体模块封装的设计与实现

光电收发模块的性能对整个通信系统质量至关重要。设计一个包括光电器件、封装结构等参数的光电协同链路仿真系统,首先从系统封装方案、版图和信号完整性等方面进行设计优化,获得封装结构的电学参数;其次,对光电器件参数进行优化提取,并建立一个包括封装结构电学参数对系统的性能影响的光电协同的仿真链路,通过光电协同链路仿真提前对模块进行优化评估,确保光电混合集成系统满足要求;最后,进行模块的组装和测试。仿真结果表明:25 Gb/s信号源输入下,模块通过1 km光纤进行自发自收,在213-1码型下,模块的误码率在1E-15以下,总功率仅为3.6 W。     

激光仿真系统中非理想光源的模拟方法

利用数值仿真的方法对激光系统进行研究时,一般使用理想的平面波或高斯波作为光源,而实际的激光传输系统光源通常不满足理想光束的条件,甚至具有恶劣的光束质量,从而造成仿真结果与实验结果存在很大的偏差.从波像差与光束因子的关系出发,讨论了非理想光束的一种数值模拟方法.该方法使用等效相位屏作为光源的初始像差,等效相位屏的强度与待模拟光源的光束质量有关.将该方法分别应用到平面波和高斯波,根据给定的因子仿真出光源的光场,然后计算光场的因子并与设定值进行对比.结果表明:该方法可以准确的模拟出具有给定因子的光源.     

基于ZigBee技术的智能家居系统

为了满足手机短信远程控制家电设备的需要,应用GR64和CC2430为核心开发了一种基于无线传感器网络的智能化短信远程控制系统。系统硬件部分主要由短信（SMS）收发模块、红外收发模块、微处理器模块、存储模块和供电模块等组成;软件部分给出了ZigBee无线通信协议的工作原理、家庭网关的设计流程。试验表明,该系统具有良好的可扩展性、低成本、低功耗、低延时、低复杂度等特点,在智能家居系统中具有广阔的应用前景。     

多色温多星等星光光源模拟技术研究

星模拟器是为模拟真实的恒星物理特性而设计的,由于不同恒星的色温和星等不同,为了更真实地模拟恒星,需要星光光源模拟系统能够实现色温和星等大范围高精度可调。该系统由积分球、光源模块、控制模块以及光纤光谱仪构成闭环光源模拟系统。为保证出射光的均匀度,采用了溴钨灯和多种单色LED混光作为光源,用恒流驱动方式控制LED的输出亮度。引入量子行为粒子群算法作为光谱匹配算法,求解LED系数a_i。随着迭代次数的增加,适应度函数的值达到最小,则色温和星等的模拟误差变小。经实验验证:实现了色温3 000、4 300、5 500、6 500、7 600、20 000 K的模拟,色温匹配误差优于±10%;模拟星等+2~+8.5 Mi可调,星等匹配误差优于±6%。     

具有连续自动温度补偿功能的10Gb/s光收发模块

设计并制作了一种10Gb/s光收发模块,在宽温度范围内能够保持稳定的光功率和消光比。基于背电流和光功率的换算比例,计算其偏置电流修正值和调制电流修正值,实现了光模块运行过程中激光器的工作参数可自动连续调节。通过高速电路信号仿真设计,解决了信号完整性、串扰和电磁兼容等问题。光模块收发通道可以独立工作,传输速率可达10Gb/s,实现了光模块高速率、高稳定性以及小体积设计,为甚短距离高速数据传输和处理提供了高可靠性的数据链接。     

TMS320F2812与ARINC429数据总线之间的通信设计

ARINC429总线是一种应用广泛的航空数据总线,主要用于航空电子设备和系统之间的通信。在描述AR-INC429总线和HS-3282的基础上,提出了TMS320F2812 DSP与ARINC429数据总线通信的设计方法。该系统主要由429数据收发模块和CPLD逻辑控制模块组成。429数据收发模块采用429专用协议收发芯片HS-3282完成429总线数据的格式转换和协议处理,CPLD逻辑控制模块使用CPLD地址译码产生HS-3282所需要的初始化、接收使能、发送使能信号,TMS320F2812通过CPLD逻辑控制对HS-3282进行时序控制来完成TMS320F2812与429总线的通信。结果表明,该系统能实现TMS320F2812与ARINC429数据的100 kb速率的通信,并完成总线数据格式转换。     

一种基于SiP的数字光收发微系统设计与验证

根据整机小型化需求,设计了一种数字光收发微系统。以系统级封装技术为基础,采用管壳与基板一体化陶瓷针栅阵列封装,对光收发系统所需的各类集成电路裸芯片、光器件和阻容等无源元件进行高密度集成。通过版图设计、信号完整性、电源完整性及热应力仿真,研制出样品。经测试,信号接收SNR大于65 dBFs,SFDR大于86 dBc。模块功能稳定,指标可靠,满足实际需求。     

LED产生局域空心光束的数值分析与实验

首次使用了离散傅里叶方法数值分析局域空心光束。用离散傅里叶方法描述单色平面波产生局域空心光束（bottle beam）的光强分布,引入色散公式使得一定频谱宽度的LED光源同样适用。讨论抽样要求并对变量进行离散化,导出LED产生bottle beam的离散化傅里叶公式。最后代入相关参数并用MATLAB进行数值模拟,得到了在不同距离处光束的强度分布。设计实验进行验证,实验结果表明:使用LED也能够产生高质量的bottle beam。数值模拟与实验结果基本吻合,证明了采用傅里叶方法可以精确地分析非相干光源产生bottle beam,并且相较于传统的标量衍射理论,它更加简洁、快速,是研究bottle beam的一种全新又可靠的方法。     

系统级封装的S频段射频收发模块研制

研制了一种小体积的S频段射频收发系统级封装( SIP)模块,内部集成了基于多种工艺的器件。模块接收通道一次变频,发射通道二次变频,内部集成中频和射频本振信号源。模块采用双腔结构,不同腔体之间通过绝缘子进行垂直互连,大大减小了模块体积,模块体积为40 mm×40 mm×10 mm。模块采用正向设计,其主要指标的测试结果为：接收通道动态范围-100~-40 dBm,输出信号0~2 dBm,噪声系数小于等于2.8 dB,带外抑制大于等于50 dBc;发射通道输出信号大于等于2 dBm,二次、三次谐波抑制大于等于60 dBc,杂波抑制大于等于55 dBc,相位噪声在1 kHz和10 kHz处分别小于等于-82 dBc/Hz和-91 dBc/Hz。实测结果与仿真结果基本一致。