紫外散射通信实验系统及其性能分析

设计了一种基于紫外发光二极管(LED)的大气散射通信系统,利用非视线单次散射模型仿真分析了紫外光大气散射通信的接收光功率与通信距离之间的关系以及不同宽度的发送光脉冲在接收端的脉冲波形展宽.构建了紫外光散射通信实验系统,实现了语音和数据传输,并对系统的通信距离和收发仰角进行了实验研究.仿真分析与实验结果显示:日盲区紫外光在大气中散射传输时由于大气粒子的强烈散射与吸收,传输损耗较大,距离每增加10倍,接收功率下降20dB,因此日盲区紫外光大气散射通信适用于近距离通信场合;近距离传输时散射造成的光脉冲多径展宽为微秒量级,对中低速通信系统影响较小;单个紫外LED发光功率较低,可通过多个LED阵列来提高发射功率,增大通信距离.     

日盲区紫外光非视线传输模型

为建立一个更接近实际情况的紫外光非视线传输模型,用来处理复杂的大气条件和边界条件,建立了基于Monte Carlo方法的紫外光非视线传输快速算法模型。分析了发射功率为1 W的单色紫外光信号在不同环境条件下的脉冲响应函数和边界条件对信号强度空间分布的影响,以及系统发射仰角和接收仰角与探测信号强度的关系。与单次散射模型比较,该模型具有更高的精度和边界处理能力。对合理涉及通信系统、提高通信质量都有很大提高。     

“日盲区”紫外光大气散射研究

无线紫外光通信具有抗干扰能力强、非视距通信等特点,在军事通信领域应用越来越广泛。针对紫外光的大气传输特性,为下一步实现紫外光通信组网提供物理层的理论依据,研究了紫外光非视距单次散射模型,并简化模型建立了紫外光单次散射近似模型。使用近似模型分析了紫外光通信三种工作模式下的通信效果,着重探讨了定向条件下收发器不同角度对通信性能的影响,仿真结果表明,不同的收发角度对紫外光通信影响较大,其中定向条件下通信性能最好。     

小波分析脉冲信号在微带线中的传输

文章运用小波变换分析了脉冲信号在微带线中的传输特性，比较了矩形脉冲与高斯脉冲在微带线中传输特性的不同点．小波变换法对分析任意时间微带线上、任意位置的脉冲信号畸变是很有效的．     

紫外无线光通信系统研究

紫外光通信是一种极具潜力的近距离通信方式,分析了紫外光大气传输特性和系统信道模型,利用紫外光的散射特性来有实现抗干扰非视距近距离通信这一难题;以紫外LED和光电倍增管分别作为通信系统光源、光电探测器,采用脉冲编码调制和循环冗余编码方式,设计并研制了一套紫外无线光通信系统样机,实现了小角度的实时数据通信,通信速率为9.6 kbps,误码率1%以内,通信距离为5 m以内。     

超宽带单极子天线脉冲传输特性的分析

以超宽带单极子天线为对象,提出一种实验测量结合数值模拟的简便方法,并将其推广用于脉冲体制超宽带通信系统的设计与性能分析,测量天线系统在特定频段上的频域传输幅度和相位特性并将其转换成时域传输特性.然后利用实验数据,结合数值仿真,分析了几种脉冲信号在系统中的传输特性.接着通过比较系统采用不同收发天线对情况下的传输特性,探讨了超宽带天线的性能评估和选择.实验与仿真结果表明,这种方法对脉冲信号的波形设计、超宽带天线的性能评估与优选具有良好的效果.     

钻杆声波传输对可调脉宽驱动的敏感性研究

设计了一种占空比可调的激振器驱动电路,并对短距离钻杆进行声波传输试验,研究占空比可调的脉冲驱动信号对单钻杆声波传输特性的影响。脉冲信号频率不同时,调节驱动信号的占空比从10%到90%变化,利用压电传感器接收传输信号。测试数据分析表明:所设计的电路可以输出占空比任意调节的驱动信号,且占空比在20%~30%时钻杆声波信号传输效果较好。     

钻井液连续脉冲信号频域传输速度影响因素

随钻测量过程中,有效提高脉冲信号的传输速度能减少信号延迟时间,提高信号传输精度。根据连续脉冲信号传输频域模型,对影响信号传输速度的钻井液组分含量特性、钻井液水力摩擦系数以及脉冲信号频率等参数进行了计算分析。结果表明：随着钻井液密度及压缩性的提高,信号的频域传输速度降低,钻井液的含气量对速度的影响更为显著;信号传输速度随脉冲信号频率的增加而增加,并存在稳定传输频率值;钻井液水力摩擦系数越大,信号传输速度越小,而信号稳定传输频率越大。     

短脉冲激光在散射性介质中传输的时域有限元分析

从瞬态辐射传输方程出发,利用最小二乘变分原理,发展了基于离散坐标形式辐射传输方程的最小二乘有限元方法,并将其用于模拟短脉冲激光在二维散射性介质中的瞬态传输现象.首先简要介绍了求解瞬态辐射传输方程的最小二乘有限元公式,然后以脉冲激光在生物介质中的应用为背景,考察了脉冲激光入射二维非均匀散射性介质的情况,调查了不同位置处时域信号的演化规律,为短脉冲激光在生物医学领域中的应用研究提供了有价值的参考数据.结果表明:对于局部短脉冲入射条件下的非均匀散射性介质,早期的时域反射信号能够较多地反映出介质光学属性分布信息,而距离入射光源较远的测量位置,由于辐射信号经过了较长时间的衰减,所包含的介质光学属性分布信息较少.     

光纤激光器中高斯脉冲输出特性影响因素的探究

基于耦合非线性薛定谔方程,论文数值研究了高斯脉冲在被动锁模光纤激光器中的演化,入射脉冲有快、慢两个偏振分量,两偏振方向的分量在传输过程中可以进行耦合。给出高斯脉冲演化特性与小信号增益系数和相位延迟的关系。通过比较分析得到,可以通过适当改变小信号增益或相位延迟来控制稳定传输过程中的脉冲宽度、单脉冲能量、脉冲光谱和脉冲功率。通过数值模拟,最终稳定输出中心波长为1550nm的高斯脉冲。数值模拟结果为脉冲光纤激光器中获得更窄的脉冲宽度和更高的峰值功率脉冲提供了理论参考。     

基于电缆频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电在线定位方法

为减小电力电缆局部放电定位过程中噪声及反射脉冲的干扰,实现局放源的在线定位,提出了基于频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电定位方法。该方法通过模拟局放脉冲信号在电缆中的传播,分析了局部放电脉冲信号在电缆中的传播特性,推导出考虑频率特性的脉宽变化函数关系式,最后结合实测的脉宽与传输距离的拟合曲线,通过迭代计算获取准确的故障位置。利用PSCAD/EMTDC搭建电缆模型,在不同故障距离下的对该方法进行仿真验证,并与小波变换的定位结果进行比较,结果表明其定位误差低于0.6%,说明该方法具有较高的准确性与实用性。     

声发射信号通过螺栓紧固联接界面的试验研究

在声发射的实际应用中,采集的声发射信号很多都是经过不同界面传输的,其传播特性也受到不同程度的影响,其中通过螺栓紧固联接平面界面传播是最常见的一种。分析了引起声发射信号衰减的各种原因,采用成都动科信号采集卡及其相应的分析系统,模拟设计几组螺栓紧固联接平面试件来进行声发射信号传播特性研究。初步分析研究了在表面粗糙度、压力、接合面介质等不同条件下声发射信号通过螺栓紧固联接平面界面传播后的衰减情况,为声发射检测复杂结构设备具有重大参考意义。     

紫外波长光成丝在大气中传输时的激光脉冲宽度研究

文章用数值模拟方法研究了脉冲宽度对紫外激光丝在大气中传输的影响.248 nm波长的紫外激光在空气中能够形成光丝的脉冲宽度达到4 ns,比红外波长激光的脉冲宽度高3个数量级.在大气中可以利用长达几个纳秒的紫外脉冲激光在1 TW/cm2的功率下实现长距离的激光丝传输.在适当的长脉冲宽度情况下,可以用不含时间的稳态麦克斯韦波动方程来研究激光丝传输,研究了脉冲宽度的范围.模拟计算选取3种波长,比较了激光丝在氮气中传输的情况,说明了这些激光脉宽依赖于光束的功率.     

基于79 GHz车载雷达的大气环境传播特性研究

针对79 GHz 频带雷达在雾气、降雨、降雪等不同天气条件下雷达性能下降的问题, 研究了基于79 GHz频带车载雷达的传播特性。评价了包括大气因素、降水(雾气、降雨、降雪)以及沙尘对该频段的影响, 并仿真分析了该频带在不同环境条件下对车载雷达性能的影响。结果表明, 不同天气条件对该频段雷达具有一定的衰
减作用, 同时降雨对79 GHz 车载雷达具有较大的影响。该研究对开发和利用79 GHz 频带, 并为该频带进一步应用于智能交通系统提供了理论根据。     

波导与开口腔体瞬态特性研究

从理论上分析了矩形波导中传播模式的瞬变过程，给出了在冲激脉冲、阶跃脉冲和高斯脉冲波形激励下，波导中电磁波瞬态响应的解析公式，并采用时频分析方法对波导中传播信号、开口腔体的散射信号的瞬态特性进行了分析．分析结果发现，当电磁脉冲信号投射到开口腔体上时，其散射信号中含有与其腔体形状、尺寸特征有关的谐振模式，不同的腔体目标，其散射信号后期信号中的谐振频率不同，通过提取散射信号中的谐振特征，可对带腔体目标进行目标识别．     

汽轮发电机绝缘监测中脉冲型噪声的传播特性

了解脉冲型噪声在单元机组网络中的传播规律，是汽轮发电机局部放电在线监测中实现这类噪声抑制的前提。文中采用在电厂单元机组网中选点注入模拟脉冲的方法，选择主变高压侧、母线断口、转子为脉冲注入点，研究了脉冲经由主变的传播特性，以及三相母线对所传播脉冲的作用。并考察了汽轮发电机转子侧产生的噪声脉冲通过定转子间的耦合作用对局部放电信号检测的影响，说明了这些噪声脉冲传播途径的传递特性。并讨论了实验结果的可靠性，以及实验结果对于抑制来源于除主机外其它高压电力设备、电力系统及转子侧大功率电子开关的脉冲型噪声的意义。     

光电成像系统分析中大气传输特性计算的几个问题

利用美国大气传输特性软件LOWTRAN，对常用的基于气象学能见距离的大气透射比公式及中波和长波红外透射比进行了分析．结果表明：气象学能见距离透射比公式可以较好地描述美国标准大气下可见光的光谱透射比和平均透射比，但其向紫外和红外波段的适用性需要慎重处理；在高温和潮湿条件下，中波红外波段的大气平均透射比在路径的起始阶段衰减较快；但在一定距离外，中波红外波段的大气平均透射比优于长波红外波段。     

脉冲热流作用下球体内的非傅立叶热传导

分析了球形物体表面遭受一随时间变化脉冲热流时的双曲型非傅立叶热传导问题．给出了此类超急速传热情形下的热传导方程、边界条件及初始条件的无量纲形式,采用Ｌａｐｌａｃｅ变换技术,求得了任意时刻球体内部温度分布的解析解．作为算例,计算了方波脉冲这类随时间变化热流作用下球体内的温度变化,结果表明,该类超急速热传导问题与常规的傅立叶热传导相比具有明显不同的特征