高精度子孔径拼接中参考面误差的去除方法

基于最小二乘拟合的传统干涉子孔径拼接方法实现了小口径干涉仪对大口径光学元件的检测,然而在子孔径测试过程中,由于干涉仪上的参考面存在面形误差,将使获得的各子孔径的面形数据偏离真实值,所以在进行高精度面形测量时,获得参考面的面形误差并将其补偿掉是非常必要的。因此,提出了一种在拼接过程中用Zernike项对子孔径间重叠区域数据进行拟合的方法来求得参考面面形。首先在传统的目标函数上加入一系列Zernike项表征待求参考面,然后按照最小二乘法对函数进行求解得到各项系数,从而得到拟合的参考面。对平面和球面分别进行了子孔径拼接实验,拟合得到的参考面面形与QED拼接干涉仪计算得到的参考面面形的PV值偏差小于5nm,RMS值偏差小于0.2nm,拼接后的重叠区域不匹配误差值小于10nm。实验结果表明,在子孔径拼接过程中可以补偿参考面误差而得到更真实的拼接面形。     

基于最大似然估计算法的子孔径拼接检测技术

大口径平面镜作为光学系统的重要组成部分, 其面形精度对系统成像具有重要影响。子孔径拼接检测作为大口径光学平面反射镜检测的常用手段, 子孔径拼接算法是该技术的核心。研究了平面子孔径拼接算法, 基于最大似然估计与正交化Zernike多项式拟合建立了一套合理的拼接算法与数学模型, 基于该算法模型可以有效实现对大口径平面镜的拼接检测, 同时编写了相应的拼接程序, 并利用100 mm干涉仪对120 mm的平面镜进行了拼接检测, 给出了拼接检测与全口径检测的对比结果, 对比结果表明: 拼接所得全孔径相位分布与全口径检测结果的RMS值偏差分别为0.002, 验证了算法的可靠性与准确性。     

子孔径拼接检测光学平面反射镜技术

干涉检测作为高精度光学面形加工的基础,其检测精度决定了加工精度。为了解决大口径光学平面反射镜检测问题,基于子孔径拼接算法,提出了一种拼接因子用于重叠区域取值,同时利用 100mm口径干涉仪对120mm口径平面反射镜完成拼接检验,并将拼接检测结果与利用150mm 口径干涉仪直接检测结果进行了对比分析,实验结果表明,拼接结果无拼痕,拼接检测结果与全口径测量结果PV 与RMS 的相对偏差分别为7.25%与7.14%,检测面形是一致的,由此验证了拼接检测的可靠性和准确性。     

子孔径拼接干涉测量一大口径双曲面(英文)

为了无需辅助元件就能够实现对大口径非球面的检测,将子孔径拼接技术与干涉技术相结合,提出了一种利用子孔径拼接干涉检测非球面的新方法.分析了该技术的基本原理,并基于齐次坐标变换、最小二乘拟合建立了一种综合优化的拼接模型,在此基础上初步设计和搭建了子孔径拼接干涉检测装备.利用该方法对一口径为350 mm的双曲面进行了5个子孔径的拼接检测,得到拼接后的全口径面形误差的PV值为0.319λ,RMS值为0.044λ(=632.8 nm).为了对比和验证,对该非球面进行了零位补偿检测,两种方法测量所得的全口径面形分布是一致的,其PV值和RMS值的偏差分别为0.032λ和0.004λ.实验结果表明:该数学模型和拼接算法是准确可行的,从而提供了一种非零补偿测试大口径非球面的手段.     

子孔径拼接检测浅度非球面

子孔径拼接技术可实现无需辅助元件且低成本、高精度地对大口径光学镜面的测量。针对浅度非球面,在用子孔径拼接检测平面和高陡度非球面的基础上,提出了利用圆形子孔径检测浅度非球面的算法。对其数学模型、拼接算法以及检测过程进行了分析和探讨。利用37项Zernike多项式拟合浅度非球面,用圆形子孔径进行了划分。最后完成子孔径的拼接仿真,验证了数学模型及拼接算法的可行性,同时分析了子孔径的平移、倾斜和随机误差对拼接精度的影响。     

平面镜子孔径加权拼接检测算法(特邀)

为了解决大口径平面反射镜高精度检测问题,建立了一种基于全局优化的子孔径拼接检测数学模型,同时提出了一种拼接因子用于重叠区域取值。基于上述方法,结合工程实例,对一口径为120 mm的平面反射镜完成拼接检测,检测中共规划了四个待测子孔径,为了对比文中所述算法与传统最小二乘拟合拼接算法的拼接性能,分别利用两种算法完成了待测平面镜的面形重构。实验结果表明,两种算法所得拼接结果光滑、连续、无“拼痕”,同时分别将两种算法所得拼接结果与全口径检测结果进行了对比分析,从传统拼接算法残差图中可以看到明显的“拼痕”,而加权拼接方法得到的拼接结果光滑、连续,同时其残差图的PV与RMS值分别为0.012λ与0.002λ,小于传统算法残差图的PV与RMS值,验证了算法的可靠性与精度。     

基于结构函数的子孔径拼接算法研究

为了更好地评价大口径反射光学元件在不同尺度下的起伏情况,提出了一种基于结构函数的子孔径拼接算法.首先,对于算法的基本原理与步骤进行了描述,从理论分析的角度对于计算误差的特性进行了分析;之后针对口径为1.23 m的大型反射镜面形数据,应用文中所提出的方法,利用结构函数进行子孔径拼接并对于其误差特性进行了检验,验证了所提出方法的可行性.最后,将该方法应用于30 m望远镜三镜(TMT M3)的面形仿真数据,得到了其在不同评价尺度下的起伏情况.文中的工作对于TMT M3 的最后完成有着重要的意义,并且对于与TMT M3 类似的大口径平面镜面形评价有着一定指导价值.     

子孔径拼接检测凸球面技术研究

为了解决大口径凸球面镜高精度检测问题,建立了子孔径拼接检测数学模型,模型以全局优化算法及最小二乘拟合算法为基础,优化得出被检测镜面全口径面形,并基于该数学模型对一口径120 mm凸球面镜完成了拼接检测,检测中共测量5个子孔径。由检测结果可以看出,拼接面形表面光滑连续,无拼接痕迹。为了验证拼接精度,在子孔径检测中另取一用于评价拼接精度的自检验子孔径,完成了对应子孔径的检测,并将拼接结果与自检验子孔径检测结果进行了点对点相减,从而获得残差图,实验结果表明:残差图PV值为0.014,RMS值为0.003,表明拼接结果的可信性,验证了算法的可靠性与准确性。     

采用三角剖分算法的子孔径拼接检测技术

为了解决大口径光学平面镜的子孔径拼接检测问题,基于三角剖分算法与最小二乘拟合算法,建立了一套合理的拼接算法和数学模型,编制了拼接程序,并结合工程实例,利用600 mm干涉仪实现了对612 mm180 mm圆角矩型平面镜的拼接测量。检测中,基于靶标确定子孔径间的相对位置,完成子孔径间的对准,并且基于不同的镜体位置,对拼接检测的重复性进行了多次实验验证。实验结果表明:拼接结果无拼痕,并且两次基于不同镜体位置计算获取的拼接面形PV与RMS的相对偏差分别为2.07%与0.52%,拼接面形是一致的,验证了检测的可靠性和准确性。     

基于映射图像匹配的子孔径拼接技术

为实现微球形貌检测中子孔径数据的快速、准确拼接,给出基于点衍射干涉原理的微球形貌检测模型,分析了干涉场横向分辨率的分布规律,提出基于映射图像匹配的子孔径拼接方法。通过形貌数据的等尺度变换,实现横向分辨率均匀化,并将三维点云数据进行降维处理,映射生成二维图像,从而将形貌数据的旋转关系转化为图像坐标的平移关系,再通过图像匹配算法对特征点进行匹配,得出子孔径坐标系间的对应关系,从而实现拼接。最后通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。     

A Method of Time-Varying Rayleigh Channel Tracking in MIMO Radio System

Multi-input multi-output (MIMO) technique, which uses multiple antennas at transmitter and receiver, is the essential technique of the next generation mobile communication system. It can greatly increase the system capacity and spectral efficiency without additional bandwidth[1]. Because of the time-varying nature of the wireless channels and the interference (including inter-symbol interference and inter-user interference), the equalization at the receiver is more difficult to achieve. Amon…     

一种数字矢量调制幅相误差的校正方法

在使用数字矢量调制对基带信号进行瞬时带宽拓展时,由于I/Q通道的非理想性,不可避免的会引入幅相误差,从而产生镜频信号,使得发射机输出信号频谱纯度降低,难以达到接收机对信号进行识别的要求。为了达到工程上的要求,需要对幅相误差进行校正。文中首先测量出系统的幅相误差,再设计出补偿相位的全通滤波器和补偿幅度的低通滤波器。实验结果表明,此校正方法能有效地提高发射机的镜像抑制比,改善输出信号的质量。     

一种时间交替采样的非均匀时延估计技术

给出了一种时间交替采集系统各通道非均匀采样时延偏差的估计方法,分析了非均匀采样信号的频谱特性,介绍了非均匀采样信号时延估计原理。仿真结果表明,该算法可显著提高数据采集系统的性能。     

阵列模型误差影响下ESPRIT算法的二阶性能分析

 针对阵列模型误差扰动的影响,该文对ESPRIT算法的方位估计性能进行二阶性能分析(即忽略模型误差扰动量的三次及以上各项).与经典分析方法(即一阶分析方法)相比,文中的性能分析方法能够在模型误差扰动较大的情况下提高性能预测精度.此外,文中的理论推导不仅针对阵列流形失配的情况,还针对阵元噪声模型失配的情形.数值实验表明:在较大模型误差的条件下,文中的二阶性能分析方法能够提高对ESPRIT算法的性能预测精度.     

增益相位误差下基于部分校准嵌套阵列的DOA估计

现有的波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计方法大多依赖于阵列导向矩阵的精确无偏条件,而实际工程中由于时钟偏移、阵元位置偏差的存在导致该条件往往难以满足.为匹配阵列实际接收条件,本文基于部分校准嵌套阵列,提出了一种增益相位误差下的DOA估计新方法.该方法首先利用连乘子函数和简单的代数运算完成初始增益相位误差估计,然后通过协方差矩阵向量化和稀疏表示理论构建具有连续自由度的稀疏表示向量模型,最后考虑有效样本的影响,在初始增益相位误差估计的基础上应用稀疏总体最小均方（Sparse total least squares,STLS）算法完成波达方向估计.本文所提方法不仅对阵列增益相位误差不敏感,而且可依靠嵌套阵列高自由度特性和STLS算法的抗扰动特性获得改进的分辨率和估计精度,计算机仿真结果验证了所提算法的有效性.     

阵列模型误差条件下直接定位性能分析及偏差修正方法

相比于常规的"参数估计+位置解算"两步定位模式，直接定位（DPD）算法具有定位精度高、分辨能力强等诸多优势.但是，DPD算法的性能受到阵列模型误差的影响.本文通过一阶Taylor级数展开，定量推导出模型误差条件下基于多重信号分类直接定位算法（MUSIC-DPD）的定位误差，从定位误差的表达式中可以发现辐射源的真实位置和MUSIC-DPD所得的有偏位置估计之间存在一种非线性关系，但这关系在实际条件下无法精确表示.为此，本文提出一种基于多层感知器（MLP）神经网络的直接定位偏差修正方法，该方法能够直接学习由阵列模型误差引起的定位偏差的规律，有效地修正由阵列模型误差导致的直接定位偏差.     

GPS接收机中晶振误差的模拟方法

GPS(Global Positioning System)接收机中参考频率源的性能对接收机整体性能有着诸多影响。该文对在GPS接收机中使用最多的晶振的误差特性和性能影响进行了分析,在此基础上提出了一种模拟晶振频率误差的方法,即首先确定晶振在给定取样时间间隔上各主要随机误差成分的Allan(阿仑)方差参数,由此反演产生相应的各项晶振频率误差模拟序列并进行叠加。文中给出了计算机数值模拟的方法,并对仿真实验结果进行了分析,从而为GPS接收机设计、性能评估和测试平台如GPS信号模拟器的研制提供有关的理论支持和设计方法。     

一种含误差的双弯曲反射面天线的新建模方法

提出了一种新的双弯曲反射面天线的建模方法,在拉格朗日插值和三次样条插值的基础上进行滑动平均,建立了具有馈源三维实体的含误差的双弯曲反射面天线模型,充分考虑了反射面模型的精度和光滑性,基于FMM给出了天线反射面存在不同加工误差和馈源安装误差情况下的赋形反射面电性能的分析,并比较了仿真结果与测试值,二者吻合性良好。结果表明:该建模方法有效,计算结果可靠,对误差设计和降低制造成本具有重要的参考价值。     

一种浮空器雷达公路航路图积累方法

提出了一种浮空器雷达公路航路图积累方法,对雷达原始点迹进行统计和处理。该方法通过对目标原始点迹的方位宽度、距离宽度和多普勒频移进行分析,统计出公路航路上的动目标点迹。经过一定时间积累,这些点迹可以在公路航路上形成条带分布,并通过局部多项式拟合形成公路航路统计图。形成的公路图可以用于弥补缺失的地图路段或纠正电子地图误差。将公路航路统计图叠加显示在雷达显示画面上,帮助操作员迅速判断目标的类型;运用形成的公路图可以进行地面动目标点的自动剔除,使雷达显示和情报质量改善。实验结果表明该方法是切实有效的,并具有很好的实用性。     

A Method for Distinguishing the Two Candidate Elliptic Curves in the Complex Multiplication Method

In this paper, we particularly deal with no F_p‐rational two‐torsion elliptic curves, where F_p is the prime field of the characteristic p. First we introduce a shift product‐based polynomial transform. Then, we show that the parities of (#E – 1)/2 and (#E’ – 1)/2 are reciprocal to each other, where #E and #E’ are the orders of the two candidate curves obtained at the last step of complex multiplication (CM)‐based algorithm. Based on this property, we propose a method to check the parity by using the shift product‐based polynomial transform. For a 160 bits prime number as the characteristic, the proposed method carries out the parity check 25 or more times faster than the conventional checking method when 4 divides the characteristic minus 1. Finally, this paper shows that the proposed method can make CM‐based algorithm that looks up a table of precomputed class polynomials more than 10 percent faster.