瑞利-拉曼-米氏激光雷达光学接收和信号检测设计

研制了一台探测大气温度、气溶胶、卷云的瑞利-拉曼-米氏激光雷达(RRML),介绍了激光雷达的设计方法,基于单片机实现了光电倍增管门控电路.通过数值模拟计算大气后向散射回波信号,分析仿真信号的特征,作为激光雷达设计的参考.通过设计合理的接收光路,采用极高灵敏度的R4632光电倍增管以及微弱信号光子计数技术,提高瑞利和拉曼微弱信号的信噪比(SNR).为了实现瑞利-拉曼-米氏激光雷达对大气气溶胶和卷云的联合探测,532 am回波信号采取高低分层技术,通过对气溶胶和卷云的回波光加衰减和探测器门控两种手段相结合,保证了R4632光电培增管极高的灵敏度探测器对大气气溶胶和高层卷云回波信号的线性检测,从而实现一台激光雷达对大气温度、气溶胶和卷云的探测.试验表明,信号检测单元的设计满足测量精度的要求.     

数字激光告警系统探测接收前端设计

探测接收前端是激光告警系统的关键部件,针对数字激光告警系统设计激光脉冲探测接收前端.采用宽带、高增益、低噪声的跨导放大方式实现了对最小来袭激光脉冲产生的10 nA,10 ms的微弱窄脉冲电流的放大,采用放大器饱和方式实现信号的整形,把来袭激光脉冲转换、放大成数字系统能处理的数字脉冲,脉冲宽度代表作用能量大小.前端最小可检测来袭激光信号能量达1μW,动态范围达100 dB.该宽带低噪声跨导放大电路很好地处理了电容对窄脉冲的影响,具有带宽宽(500 MHz),成本低的特点,为放大微弱的ns级及以下的窄脉冲电流信号提供一个很好的宽带方案.该设计结构简单、成本低廉、易于维护,不仅可用于激光来袭探测,还可用于激光安防系统等.     

用EDFA提高激光雷达的信噪比

提出了掺铒光纤放大器(EDFA)应用于激光雷达接收系统光学前置放大器以提高雷达探测性能和作用距离的方法.回波信号功率是影响雷达探测分辨率的因素,它随着探测距离的增大而减小.讨论了光电检测前放大回波信号的技术,结合激光雷达回波信号的特点对EFDA主要应用特性(增益特性、噪声特性)进行理论分析.建立了雷达信号传输模型,讨论了大气消光与大气湍流对回波信号的影响.将PIN-FET用作光电探测,给出了没有采用光放大和采用EDFA光学前置放大情况下的信噪比.数值模拟结果显示,将EDFA用作激光雷达接收机极大地提高了雷达系统的信噪比,探测距离越远探测性能的改善越明显.     

光子接收器及其应用

在生产和科研过程中，有时要对离子、电子或光子等微弱信号进行测量，低噪声放大器是必不可少的。例如，在激光雷达方面，通过收集大气对发射激光的后向散射光即可得到大气的信息，由于大气分子对激光的后向散射是非常微弱的，因而需要低噪声高增益放大器并进行多次累加平均才能分析出有用信号。设计时可以使用已有的光探测器后面与低噪声高增益微电流放大器，也可以选择光子对应波段的光子接收器，     

微弱光信号的光电探测放大电路的设计

分析了微弱光信号放大电路的基本工作原理,针对光电探测中对微弱信号放大带来的信噪比和稳定性问题,设计了一种低噪声光电信号放大电路,并给出了电路参数选择方法。     

微弱光信号检测电路的设计

从微弱光信号检测电路的设计方案入手,论述了光电检测电路的基本工作原理,给出了采用AD795KN为前置放大器来设计放大电路、有源滤波电路以及主放大电路．最终设计低噪声光电检测电路的一般原则。实验表明,基于本设计的检测电路可以有效测量微弱光信号,适用于一般光信号和微弱光信号的检测需要。     

瞬变光探测系统前置放大电路的设计

光电探测器前置放大电路设计的好坏会直接影响整个检测系统的信噪比.为了提高对微弱光信号的检测精度,使用低噪声光电二极管和运算放大器,并选择光电二极管工作在光伏模式,设计出了光电探测器的低噪声前置放大电路.通过采用超前校正方法对由光电二极管结电容及运算放大器输入电容引起的相移进行补偿,克服了光电二极管寄生参数引起的转换电路...     

微弱光电信号检测电路设计

光电检测电路的性能对基于激光诊断技术的脉冲爆震发动机多参数测量系统有重要的影响。针对测量系统中光信号的特点,从改善信噪比、提高带宽及稳定性入手,设计了一种宽带低噪声光电信号放大电路,具有电压增益高、上升沿短及噪声低的特点。该电路主要适用于探测快速变化的微弱光,并在某型发动机多参数测量系统中得到了成功应用。     

光电倍增管在直接探测激光雷达中的应用研究

在高层大气探测中,直接探测多普勒激光雷达具有比较优势.总结了直接探测激光雷达作用距离方程,分析了大气溶胶与大气分子散射、消光作用对激光传输的影响,利用Kolmogorov湍流模型估算大气湍流对回波信号的衰减.比较了没有对回波信号放大和用光电倍增管探测时所需发射脉冲的能量,仿真结果显示光电倍增管用于直接探测激光雷达,很好地抑制了探测器中的热噪声,改善了系统的性能,探测灵敏度提高了25.54 dB.     

米-拉曼散射激光雷达反演对流层气溶胶消光系数廓线

介绍了基于米-拉曼散射激光雷达的南京北郊大气气溶胶观测实验,采用小波分析中的软硬阈值方式处理拉曼散射激光雷达回波信号,选取不同的阈值和不同的小波函数处理拉曼散射激光雷达回波信号,得到了平滑的拉曼散射激光雷达信号。根据拉曼散射激光雷达原理反演对流层高空大气气溶胶消光系数廓线,借助弗纳尔德方法并利用米散射激光雷达气溶胶观测数据,反演得到对流层低空大气气溶胶消光系数廓线。实验观测系统中有瑞利、米散射和拉曼散射3个接收通道,重点研究了米散射和拉曼散射通道接收到的观测数据,对南京北郊2011-12-08晚间拉曼散射激光雷达的气溶胶观测数据进行4种不同阈值处理。选择合适的阈值对实验观测数据进行去噪,然后利用反演原理公式并结合距离矫正信号对观测数据进行反演,得到对流层高空大气气溶胶消光系数廓线;利用其中一处的气溶胶消光系数可以反演得到对流层低空大气气溶胶消光系数廓线。利用米-拉曼散射激光雷达联合反演对流层气溶胶消光系数廓线,可以清晰看出气溶胶的分布特征,对流层低空自由大气的气溶胶消光系数最大值一般为0.1km~(-1)左右,表明对流层低空自由大气比较干净;对流层高空大气气溶胶消光系数在云影响下可达到6km~(-1),无云时气溶胶消光系数最大值一般为0.1km~(-1)左右,表明高空大气比较干净。     

Application of model of mixture of probabilistic distributions for definition of the signals of radiophysical probing

The article describes a model representation of radar probing data in form of a mixture of background and target samples, which is the sum of two random variables with very different parameters. For model development we research the behavior of the central moments of the distribution mix without assuming the distribution law form. An example it is described the detection of the signal at the output of compression system of chirp ionosonde.     

部分偏振光的表示方法

随着光纤通信和光纤传感的快速发展,人们时光的偏振态提出了越来越高的要求.光是一种横波,其偏振态大致分为:完全偏振光、部分偏振光和自然光.文中介绍了完全偏振光的几种表示方法,给出了几种部分偏振光的描述方法.并阐述了它们之间的差异与联系.     

浅析IP网服务质量(QoS)

解决IP网QoS问题是目前通信领域的研究热点之一.虽然研究已经取得了一定的进展,但人们对于IP 网QoS本身的含义及相关的问题还有着不同的理解.本文将从IP网QoS的定义入手讨论相关的一些问题以及解决IP网QoS问题所做的各种努力.     

NTRUsign式计算量分析

介绍了NTRUsign签名算法的密钥生成过程,其在实现的过程中需要进行上百位的大数运算问题,这些数字远远超出了普通电脑存贮范围。而要进行大数运算,就得用数组存贮,进行模拟运算,这就大大增加了运算量。文中分析了这个算法实现过程中的运算量,分析结果说明NTRUsign的运算量过大,以致实际并非一个实用算法。     

Interpretation of responses of visual cells of limulus

Assuming that visual responses are due to the action of particles on the membrane of the visual cells, the stochastic variability of the response should be a function of the number of particles producing it. Quantitative predictions can be made with the aid of a model proposed in previous articles. It is found that responses produced in visual cells of Limulus by absorption of a single photon have the stochastic properties which would be expected if the response to one photon were brought about by 25 particles. It is concluded from this that the processes leading to visual responses produce multiplication of particles. The effects of temperature and of metabolic poisons suggest that these processes are of chemical nature.     

Differential method of analysis of luminescence spectra of semiconductors

A method for analyzing the luminescence spectra of semiconductors is suggested. The method is based on differentiation of the spectra. The potentialities of the method are demonstrated for luminescence in the region of the fundamental absorption edge of Si and SiGe alloy single crystals. The method is superior in accuracy to previously known luminescence methods of determining the band gap of indirect-gap semiconductors and practically insensitive to different conditions of outputting radiation from the sample.     

“计算机组成原理”设计性实践教学模式研究

本文阐述了"计算机组成原理"设计性实验教学的重要性,对设计性实验教学的目的和基本特征进行了归纳,对"计算机组成原理"设计性实验教学的现状进行了调查,对存在的问题进行了较深入的分析;在此基础上.对组成原理设计性实验的教学模式进行了研究,对设计性实验的体系进行了初步设计,并对"计算机组成原理"设计性实验的实施方法进行了探讨.