对Cohn直耦滤波器理论的推广

本文把Cohn的直耦滤波器理论推广到四分之一波长耦合滤波器,从而使这两种类型的微波滤波器在理论上统一起来。给出了低通到带通的频响变换式,这个变换式考虑了滤波器电纳随频率改变。实验结果表明,应用导出的设计公式进行设计,预示的带宽和阻带衰减更接近实际。最后,对频响特性不对称性的消除方法进行了一些讨论。     

对Cohn直耦滤波器理论的推广

本文把Cohn 的直藕滤波器理论推广到四分之一波长藕合滤波器, 从而使这两种类型的微波滤波器在理论上统一起来. 给出了低通到带通的频响变换式, 这个变换式考虑了滤波器电纳随频率改变. 实验结果表明, 应用导出的设计公式进行设计, 预示的带宽和阻带衰减更接近实际. 最后, 对频响特性不对称性的消除方法进行了一些讨论。 关键词：     

基于线阵CMOS型空时滤波器的新型空间滤波测速仪

为了消除速度测量中的方向模糊以及减小测量不确定度,建立了一套基于空时滤波器的新型空间滤波测速仪。设计了一种基于高速互补金属氧化物半导体(CMOS)线阵图像传感器的空时滤波器,并从理论上分析了该类型空时滤波器的滤波特性。采用了快速傅里叶变换法分析输出信号的频谱,并通过能量重心法对频谱进行校正,减小了频率测量不确定度。使用这种新型测速仪对传送带的平移速度进行了测量。实验验证了该空时滤波器对运动方向辨别的可行性。同时,通过实验还分析了速度测量相对标准不确定度。实验结果表明使用空时滤波器的空间滤波测速仪可以使速度测量相对标准不确定度在频率测量相对标准不确定度的基础上大大降低。降低后的速度测量相对标准不确定度小于0.24%,该值还可以通过合理选择空时滤波器的参数来进一步减小。     

蒙特卡罗采样法辐射温度测量不确定度分析

确定了影响辐射温度测量的软X光能谱仪各种光学元件、电子器件的不确定度及还原算法等不确定度来源。建立了基于蒙特卡罗随机采样的不确定度分析方法,获得了各种不确定度综合影响下的辐射温度不确定度。通过单独对谱仪各个探测通道时间对齐进行的分析,显示这一因素对辐射温度不确定度有较大影响。     

阵列波导光栅梳状带通滤波器的传输效率

在光波导模场分布高斯近似条件下,根据星形光波导耦合器的耦合特性,推导出了基于累加运算和卷积运算近似表达的阵列波导光栅梳状带通滤波器光谱响应效率的函数表达式。给出了阵列波导光栅梳状带通滤波器光谱响应效率曲线的半最大值全宽度和阵列波导光栅梳状带通滤波器的通道中心波长的光谱响应度与器件参数的关系。在输入信号光谱分布高斯近似条件下,给出了阵列波导光栅梳状带通滤波器信号通道传输效率的计算表达式和输入信号光谱宽度对阵列波导光栅梳状带通滤波器信号通道输出特性的影响。给出了物理意义明确的函数表达式,它们可为快速分析阵列波导光栅梳状带通滤波器的特性提供理论基础。     

基于多波长布里渊光纤激光器的温度传感特性

为了在高腐蚀、高辐射和强电磁干扰等复杂环境下实现对温度的精确测量,设计并实验了一种基于传感多波长布里渊光纤激光器(MBFL)和参考MBFL的高灵敏度全光纤温度传感器。理论和实验上分析了布里渊散射光的频移与温度变化之间的关系,根据输出斯托克斯激光信号对拍频所得微波信号的频移变化,测量温度的变化。通过带宽为0.1 nm的可调谐光滤波器选择第10阶斯托克斯激光信号对输出,并对其进行拍频探测,实现对传感MBFL周围温度变化的精确测量。通过拍频探测第10阶斯托克斯激光信号对,得出其灵敏度为10.829 MHz/℃。当选用第10阶斯托克斯激光信号对进行温度测量时,温度变化40℃的测量误差约为0.138℃。     

地物光谱仪测量中的温湿度影响

地物光谱仪在遥感领域的应用日益重要,可用于研究不同地物条件下可见和红外的光谱辐射特性,从而获得地表的光谱辐射亮度、光谱辐射照度或方向反射因子等信息。地物光谱特性的准确测量是光学遥感定量分析的基础,对于航天传感器定标、遥感数据反演等具有极其重要的意义。地物光谱仪在测量前必须进行光谱辐射定标,一方面定标过程中地物光谱仪的光谱响应特性可能发生漂移,另一方面测量时的环境与定标环境可能差异较大,都会影响测量的准确性。在恒温恒湿条件下,实验采用谱线灯光源和积分球光源考察了地物光谱仪波长和光谱响应度随探测器温度的变化。数据显示当光谱仪内部硅阵列探测器温度上升时,波长位置并未发生改变;而光谱仪的光谱响应度随着温度上升明显增大。当硅探测器温度从28.3 ℃升至35.2 ℃时,光谱仪在380～990 nm的光谱响应度变化达到1.8%～7.3%;同时近红外1 000～1 800 nm的平均变化约3.0%,2 000～2 500 nm的变化约1.9%。当改变环境温度和湿度时,测量数据表明湿度影响主要在大气中水分子的吸收峰附近波长,对其他波长影响很小;光谱仪光谱响应度与内部探测器的温度近似存在一一对应关系,环境温度的影响可以近似根据内部探测器温度变化予以表征。理论上当环境条件改变时,根据光谱响应度随温度的变化和探测器的监测温度,可以进行光谱数据修正。最后,实验测量了一组探测器温度下对应的光谱响应度,采用多项式拟合和最小二乘法建立了地物光谱仪光谱响应度与温度的函数关系。根据函数关系插值得到的光谱响应度修正因子和直接测量得到的数据基本一致,全谱段的差异几乎都小于0.2%,表明光谱响应度与温度的对应关系可用于解决不同环境条件下的测量准确性。     

一种巴特沃斯型FIR数字滤波器的新设计

用傅立叶级数展开式研究了巴特沃斯型FIR半带低通数字滤波器系数和通用带通数字滤波器系数之间的联系,将其应用于巴特沃斯型FIR带通/带阻和低通/高通数字滤波器的设计,给出了滤波器系数的明晰公式。所设计的数字滤波器以幅度频率响应的平滑度为代价,减小了过渡带宽,具有与切比雪夫型FIR数字滤波器相比拟的性能指标。     

双凯塞尔加权的声表面波带通滤波器

仅对表面波滤波器一个换能器加权(辛克函数乘凯塞尔窗口,以下简称单加权)可控制整个频响。根据此原理,我们制作了单加权声表面波滤波器。在其基础上,用两换能器都进行幅度加权,中间加一多条耦合器结构(以下简称双加权),制成了中心频率f_0=30—70MHz,相对带宽△f_зdB=(11％—40％)f_0,带内波纹(相邻峰值)△b=±0.2—±0.4dB;旁瓣抑制SS≥42—49dB,矩形系数K_0.01=1.36—1.45的几种规格的带通滤波器。     

迈克尔逊风场探测干涉仪探测温度不确定度分析

根据迈克尔逊风场探测干涉仪探测原理,所探测的温度不确定度是由装置调制度不确定度和发射线的表观调制度不确定度所决定的.通过它们之间的定量关系,求出了对应于一定温度不确定度的调制度不确定度的允许范围,并进行了模拟计算.最后针对影响因素提出了提高温度不确定度的方法, 明显提高了温度测试准确度.     

应用于增量式光电编码器的相关自适应滤波方法

为了改善增量式光电编码器的莫尔条纹光电信号质量,降低主计数信号中高次谐频的影响,提高信噪比达到输出稳定的正弦波形,本文深入地研究了莫尔条纹光电信号中的高频信号和噪音信号产生的原因及其相关自适应滤除方法.从宏观和微观两个方案分析光栅副的屏函数,研究莫尔条纹光电信号输出波形的不确定原因,并且提出采用相关自适应滤波方法将高频信号滤除保留原有基频信号.从相关自适应滤波的数学模型论证和推导该相关自适应滤波过程并讨论其自适应性.指出在设计该自适应滤波电路时需要重视的几个关键指标及其影响效果,完成相关自适应滤波的有效性分析.相关自适应滤波效果等价于一个中心频率为基频的窄带带通滤波器,当基频随机变化时其通带也会随之改变.通过相关自适应滤波技术较好地滤除计数信号中除基频外所有高频分量和放大电路所引入的加性高斯白噪音.实验证明：莫尔条纹光电信号的失真度被降低8倍相关自适应滤波方法能使莫尔条纹光电输出波形趋近于标准正弦波,获得更高的信噪比.     

电光调制器输入端光纤温度对光纤频率调制光谱影响的研究

激光光谱技术由于其高灵敏、高分辨、可在线检测等优点被广泛的应用与痕量气体探测领域,而频率调制光谱(FMS)技术由于其除了探测灵敏度高的优点外且可同时探测气体样品的吸收和色散,通常还被应用于原子分子物理、量子光学等领域。发展全光纤FMS可以在保持气体探测灵敏度的同时有效简化实验装置,然而FMS是一项偏振态敏感技术,光纤温度变化等引起不适当的偏振态变化会诱发残余幅度调制(RAM),该RAM不仅使FMS线型扭曲,同时对其色散信号产生直流偏置,因此研究光纤温度对RAM特性的影响具有非常重要的意义。研究首先通过理论和实验验证了相位可控波片模型解释保偏光纤特性的可行性,然后实验测量了进入电光调制器(EOM)前保偏光纤温度对RAM的影响,发现由RAM引起的色散光谱直流偏置随温度呈正弦变化,且在24和26.8 ℃时直流偏置为零,即无RAM的状态,然而基于温度的直接RAM消除无法替代Wong-Hall提出的伺服反馈控制来实现其长期抑制,这种温度诱发RAM的变化也是所有FMS色散信号背景漂移的主要原因。     

被动式遥感FTIR测量时的仪器响应函数校正

在应用红外发射光谱来获得某些红外源的绝对光谱能量数据,如辐射源光谱辐射通量密度、辐射源光谱辐射强度、辐射源光谱辐射亮度及光谱辐射照度等时,需要得知不同条件下的仪器响应函数。文章对被动式遥感FTIR测量时的仪器响应函数进行了校正,实验结果表明：在不同的实验条件下,仪器响应函数的变化规律是不同的,它不仅和校正时所采用的绝对黑体温度有关,而且和校正中仪器接收到的信号大小有直接关系。因此,在被动式测量时,要密切注意发射源温度以及发射源发射信号大小,以便获得最佳仪器响应函数校正结果。     

Uncertainty quantification of an inflatable/rigidizable torus

There is an increasing interest in lightweight inflatable structures for space missions. The dynamic testing and model updating of these types of structures present many challenges in terms of model uncertainty and structural nonlinearity. This paper presents an experimental study of uncertainty quantification of a 3m-diameter inflatable torus. Model uncertainty can be thought of as coming from two different sources, uncertainty due to changes in controlled conditions, such as temperature and input force level, and uncertainty associated with others random factors, such as measurement noise, etc. To precisely investigate and quantify model uncertainty from different sources, experiments, using sine-sweep excitation in the specified narrow frequency bands, are conducted to collect frequency response function (FRF) under various test conditions. To model the variation of the identified parameters, a singular value decomposition technique is applied to extract the principal components of the parameter change.     

AN ACOUSTIC DECAY MEASUREMENT BASED ON TIME-FREQUENCY ANALYSIS USING WAVELET TRANSFORM

In acoustic decay measurement using the third-octave band pass filter, it is known that an inevitable experimental error is produced by “ringing” at the tail part of the impulse response of the third-octave band pass filter. This ringing gives rise to distortion of the decay curve. In order to reduce this error and to obtain an acceptable acoustic decay curve, it has been recommended that the product of the 3 dB bandwidth B of the third-octave band pass filter and the reverberation time T₆₀ of the room under test be at least 16. For a listening room having short reverberation time and at the low-frequency band with narrow bandwidth, the decay curve cannot, therefore, be measured reliably by using the third-octave band pass filter. In this paper, the continuous wavelet transform (CWT) has been proposed to determine accurately the decay curve with a low value of BT₆₀. The CWT decomposes an acoustic decay signal into time-frequency domain using the third-octave band wavelet filter bank. When the CWT is applied to the measurement of an acoustic decay curve, it is found that the requirement BT₆₀>16 can be replaced by the replacementBT₆₀ >4.     

Photonic crystal narrow filters with two neighboring waveguides and a semiconducting point defect

A tunable filter is demonstrated based on a squared lattice two-dimensional photonic crystal. The filter is formed by a single semiconducting point defect and two neighboring waveguides. Modal properties of the defect modes and the transmittance of the proposed system are analyzed using supercell method and finite difference time domain method, respectively. We show that there is a narrow pass band for each temperature between 218 and 240 Kelvin. The peak of the pass band transmittance and the frequency can be highly tunable with the temperature of an intrinsic semiconducting point defect. Also, we have showed that the frequency and temperature of the desired high transmitted filter do not sensitive on the cavity size.     

嵌入式ADC电磁敏感度的温度效应分析与实验

模数转换器(ADC)在测控系统中应用广泛,针对嵌入式ADC复杂环境下的电磁敏感性问题,通过理论分析和实验测量研究了环境温度对其电磁敏感度的影响。结合ADC结构与特性,分析了射频信号对ADC的干扰机制,指出了环境温度对干扰信号作用下的金属氧化物半导体(MOS)漏电流的影响。在不同温度下,测量、分析了电磁干扰下各部分电路参数的变化情况。并在10 MHz~1 GHz频率范围、-10~80 ℃温度范围内测量了ADC电磁敏感度的温度效应。结果表明,变化的环境温度会通过影响MOS晶体管的迁移率,改变其在电磁干扰下的响应,造成ADC电磁敏感度随环境温度变化发生显著漂移。     

Filtering properties of polar semiconductors

The variation of the dielectric function with frequency has been studied for polar semiconductors. The strong coupling between the surface plasmons and surface optical phonons at the surface of a polar semiconductor leads to the study of its filtering properties. The effect of a dc magnetic field on the filtering properties has also been studied. This study on six polar semiconductors GaSb, InSb, InAs, GaAs, GaP and InP has shown that they behave as a band pass and high pass filter.