应用反卷积实现脉冲计量中的信号重构与系统辨识

本文研究了在脉冲计量领域中的基于反卷积算法的信号重构与系统辨识。我国目前的脉冲参数国家基准过渡时间为725±050ps,带宽为563±58%GHz。如果采用传统的计量方法,该基准无法实现对标称带宽为70GHz的Agilent86100C高速取样示波器以及标称过渡时间为5ps的Picosecond4016负阶跃脉冲源进行校准。本文将反卷积算法引入到测量数据处理中,并结合具体问题对传统的反卷积算法进行了改进,克服了传统的反卷积算法对阶跃信号计算误差过大的问题,并进行了实验验证,实现了量值传递。      

实时宽带示波器在快沿脉冲测量中的应用

脉冲信号的广泛应用使得对其测量准确度提出更高要求,而脉冲信号上升沿变窄的趋势则增加了测量难度。为了更精确地测量脉冲信号并保证测量结果准确可靠,分析了高性能实时宽带示波器在带宽、采样率、底噪、电缆去嵌和匹配校准快沿脉冲等方面的优点,讨论了其用于脉冲信号测量和校准所具有的无可比拟的精准性,说明了其作为脉冲信号测量和脉冲参数计量具有无可替代的作用。最后通过一个实例介绍了对10 ps以内快沿脉冲进行测量和校准的方法。     

纳秒整形激光脉冲波形的高对比度诊断

激光脉冲波形的精密诊断是大型激光装置运行控制和精密物理实验的前提,而动态范围的大小是衡量诊断系统的关键指标之一。为了满足高功率激光装置对纳秒级整形激光脉冲对比度控制及精密诊断的需求,采用双探测器与数字示波器四通道分组并行取样的诊断方法,通过将整形激光脉冲分解为不同的幅值区域并送入示波器的不同输入通道,每个通道采用不同的垂直灵敏度档位进行探测,最后利用共同的时基完成波形的对接重构。研究结果表明,采用的方法可以实现2 500:1的动态范围,在偏差为2%的测量精度内,可以实现对比度高达100:1的多台阶整形脉冲的全波形测量。     

宽带取样示波器Nose-to-Nose校正理论的新进展

本文根据电路、信号与系统理论并结合实际校测工作对一种适于高速/宽带取样示波器性能校正的新方法——Nose-to-Nose (NTN)法的理论基础作了研究,分析了该方法中的重要信号kick-out脉冲,推导了其数学表达式,提出了"kick-out脉冲与示波器取样系统的阶跃响应成比例"的新观点,最后讨论了NTN方法误差及电路非线性和非对称性对校正的影响.     

Nose-to-nose校准技术的理论分析

Nose-to-nose校准技术的理论基础是:kick-out脉冲正比于取样示波器系统的冲激响应.Jan verspecht博士和美国国家标准技术研究院(NIST)用S参数法对此进行了详尽的分析.本文从电路理论分析入手,对kick-out脉冲产生的机理重新进行了分析,得出了十分有用的数学表达式和结论:kick-out 脉冲不仅与电路参数有关,而且与选通脉冲有关.这一结论并被计算机的仿真所证实,这用以前的理论是无法解释的.可以说本文结论进一步完善了NTN校准技术的理论依据.     

基于脉冲分裂的宽带雷达系统通道误差校正方法

在不改动宽带雷达系统校准通道硬件的前提下,该文提出一种校正宽带雷达系统传递函数误差及正交解调误差的新方法。该方法通过对通道误差特征的分析,结合宽带线性调频信号的时频关系,根据分裂脉冲方法以分离通道误差造成的镜频干扰和传递函数非理想,得到宽带雷达系统传递函数的完全表征,由此构建相应的雷达回波校正函数,实现接收回波的误差校正。针对有效带宽的实际雷达系统的通道误差校正实验,验证了该文方法的有效性,且与传统的方法相比,该文方法显现出适用性强的特点。     

高重复频率毫微秒脉冲的取样显示

本文简述用差频取样法显示高重复频率毫微秒脉冲的原理。分析计算、展宽系数、对取样脉冲与讯号频率稳定度的要求和对电源电压稳定度的要求。分析取样时频谱的变换,指出当取样脉冲重复频率f_o约等于讯号重复频率f_s的倍数时,取样后失掉讯号的某些谱线;并与f_o≌f_s时比较,得出取样后讯号宽度不变,周期变短,幅度变小的结论;计算了取样后波形失真度。对取样脉冲频率与讯号频率间存在不同关系时的取样情况进行了讨论并用实验结果证明。 文中描述了研制的一台高重复频率脉冲取样示波器。利用基波(?)加三次谐波,再多次削波微分来形成窄的取样脉冲。示波器能显示几兆赫到一百兆赫间任意重复频率的脉冲讯号,频宽为300兆赫。用它能观察小至10毫伏的讯号。     

基于FFT的双基地综合脉冲孔径雷达发射阵校准

本文结合高频岸-舰双基地综合脉冲孔径雷达(SIAR)的特点,利用接收到的直达波信号以及全球定位系统(GPS)测得的接收站位置信息,提出基于FFT的发射阵增益、相位以及位置误差校准方法.仅存在增益和相位误差时,校准需已知一个接收站方位;增益、相位和位置误差都存在时,需要三个接收站方位.文中推导了对这三个接收站方位的要求,研究了接收平台运动和存在多径效应时的校准方法,分析了GPS角定位误差对校准的影响.计算机仿真表明了该方法对发射阵的增益、相位以及位置误差具有良好的校正性能.由于无需精确校准的辅助阵元或方位精确已知的辅助信源,并且运算量小,该方法易于工程实现.     

TDS3012B数字示波器检定的探讨

数字示波器与模拟示波器在原理上存在着差异，因此，在对数字示波器进行检定时，不能完全套用模拟示波器的检定规程。本文针对数字示波器所特有的一些测量项目，如时基设置、水平系统时基误差、最高采样速率、自检测功能检查等，给出了相应的检定方法。     

脉冲自动测量系统

长期以来,脉冲参数(如幅度、上升时间、上冲、顶部不平度等)的测量一直是靠测量人员在示波器屏幕上眼观目测的。人为的因素给测量带来了一定的误差,尤其是对复杂不规则的、上升沿很陡的脉冲波形,如何准确地测量其脉冲参数,一直是计量工作者的研究内容。早在1975年,国际电工委员会(IEC)就定义,对脉冲波形的幅度值要按众数法来计算,但在采用数字技术以前,要实现这一定义是不可能的。因为,按照定义,必须要对被测波形进行高速、高分辨率的数字采集,然后借助于计算机进行分析处理。针对IEC的这一定义,美国国家标准局(NBS)在70年代研制并发表     

基于电吸收调制晶体的超短光脉冲产生的数值模拟

数值模拟了基于电吸收调制晶体（ＥＡＭ）的超短光脉冲源的输出脉冲宽度及消光比与外加反向偏压、射频信号幅度之间的变化关系。数值模拟结果表明,在重复率为１０ＧＨｚ情况下,可以获得的最小脉宽约为１３ｐｓ,其消光比大于２０ｄＢ,脉冲波型接近ｓｅｃｈ＾２孤子波型。因此,基于ＥＡＭ的超短光脉冲源可以满足２０Ｇｂ／ｓ的光时分复用（ＯＴＤＭ）系统的需求,也适合于超长距离的光孤子通信系统。     

A Fast-Speed Pulse Detector Based on N-Type Si-Schottky Diode via Tuning Circuit

A fast-speed pulse detector based on n-type Si-Sehottky diode mounted in the waveguide is investigated. The relation of the fast-speed pulse detector between response time and 3 dB bandwidth is analyzed. By adopting the tunable circuit, the matched bandwidth is achieved as wide as possible. Experi- mental results show that the pulse response time of the detector is less than 150 ps within random carrier signal 500 MHz bandwidth range between 35 GHz to 39 GHz via tuning circuit. The detector is very easy to operate because it does not need bias current or synch-pulse source.     

利用非线性光学环路镜实现非归零码脉冲到归零码脉冲的变换

利用非线性光学环路镜（ＮＯＬＭ）成功地实现了非归零（ＮＲＺ）脉冲向归零（ＲＺ）脉冲的变换。实验中采用 开关激光器产生的超短光脉冲作为控制光、锁模激光器输出光经外调制后得到的光轮训珧。对变换信号采用时分复用（ＴＤＭ）方式得到了２０ＧＨｚ光信号。     

窄脉冲半导体激光器峰值功率测量方法研究

介绍一种利用示波器和光电转换装置同时测试窄脉冲半导体激光器的脉宽和功率的方法,主要分析了影响测量的几个因素,给出测量不确定度。该方法用示波器直接测量脉冲宽度,根据测量电压与激光脉冲功率的正比例关系,同时获得窄脉冲半导体激光器的脉宽和功率。经理论分析和试验验证均能满足对窄脉冲半导体激光器的脉宽和功率测量需要,在808～1064nm波长范围内做过多波长测量试验,测量结果令人满意。     

Pedestal-Free Pulse Source for High Data Rate Optical Time-Division Multiplexing Based on Fiber-Optical Parametric Processes

In this paper, an RF-driven pedestal-free cavity-less 40 GHz pulse source for generation of high-speed optical time-division multiplexing signal is presented. The pulse source is based on pulse compression by means of self-phase modulation in combination with subsequent filtering. Further compression and pedestal removal of the pulse was achieved in one-pump fiber-optic parametric amplifier seeded by a continuous-wave laser source. The obtained idler pulses were characterized by a full-width at half-maximum pulsewidth of 1.2 ps and an SNR of 36 dB. Generation of 320 Gb/s data stream with a Q-factor of 20 dB is successfully demonstrated using the proposed pulse source.     

基于电场探头的雷达强脉冲场时域快速测量

雷达强脉冲场的准确测量对研究电磁环境特征和装备电磁安全性具有重要意义。雷达强脉冲场常用频域测量方法耗时,且测量结果与分辨率带宽设置相关,设置不当会造成错误结果。为此文章在分析脉冲信号的时频域特征,并结合时域测量法和场强探头法测量原理研究的基础上,提出了基于示波器和场强探头的强脉冲场峰值和平均值场强快速测量方法,解决了大功率雷达脉冲近场分布快速测量的难题,同时给出了组合测量方法中场强探头的适用边界条件,实验验证结果表明场强探头与示波器组合法测量误差小于1 dB,且可相互验证。     

雷达脉冲编码理论方法及应用

该文提出了基于脉冲组合编码的雷达探测模式,建立了脉冲编码雷达的基本概念和理论模型。利用多脉冲组合及其时间、频率、相位参量的调制,实现脉冲信号在时间域、频率域、或者时频域结合的编码,为解决传统的脉冲及连续波雷达系统参数相互耦合约束、及其对雷达性能的限制问题,提供了基于多脉冲组合探测的新方法及理论基础。该文着重介绍了多脉冲组合探测的编码、目标信号恢复方法,以及结合研制的合成孔径雷达开展的编码方法、性能评估等实验研究。研究及实验表明,通过采用分频带脉冲编码方法,可使雷达信号采样率突破奈奎斯特采样定理限制,降低系统的实现难度,实验系统中实现了4.8 GHz采样率对5 GHz带宽信号的采样及无失真恢复,成像分辨率达到0.03×0.03 m;通过采用增加占空比的时域脉冲编码方法,实现了信噪比改善超过20 dB的大幅度提高;通过针对合成孔径雷达的成像特性进行2维编码,去除了信号模糊问题,实现了成像幅宽超过90 km等先进性能指标。理论及实验结果验证了脉冲编码方法在提高雷达核心性能方面的显著优势,为高性能雷达系统的实现建立了新的技术途径。      

高消光比超短脉冲产生的实验研究

实验研究了一种高消光比短脉冲的产生技术。利用色散补偿光纤线性压缩由增益开关分布反馈激光器出射的光脉冲。而后利用电吸收调制器的非线性吸收特性同步调制光脉冲。利用这种方法在实验上产生了重复频率为10GHz，脉宽为10．4ps，抖动小，高消光比，无基座的短脉冲。此种技术可以应用于40Gbit／s的光时分复用系统中，同时也说明电吸收调制器具有同号脉冲整形功能。     

基于EidosBSB人工神经元网络的雷达脉冲分选方法

提出了一种基于EidosBSB人工神经元网络的雷达脉冲分选方法。仿真表明,该模型能够通过对大量带有测量误差的雷达脉冲样本进行自联想学习,完成对脉冲模式的记忆,进而实现分选功能。与其他脉冲分选方法相比,该方法具有更好的参数测量误差适应能力和更高的分选精度。