双值噪声扰动下分数阶串联电路的随机共振现象

本文研究由被双态噪声调制的电阻、被双态噪声调制的周期输入信号以及通过分数阶微分方程描述的容阻器串联组成的简单电路的随机共振特性. 首先, 利用整数阶微分方程Shapiro- Loginov公式以及广义分数阶微分方程Shapiro-Loginov公式, 得到一组封闭的方程组; 其次, 对封闭方程组利用Laplace变换、逆Laplace变换, 推导出用分数阶微分方程描述的系统一阶矩以及稳态时响应振幅的详细表达式; 再次, 通过Matlab模拟, 根据稳态时响应振幅的表达式, 画出稳态时振幅随系统阶数、周期信号频率、双态噪声强度、双态噪声关联时间的变化图. 从图中发现系统表现出2种不同的随机共振现象—–Bona fide随机共振现象以及广义的随机共振现象.     

高频噪声干扰器对抗声自导鱼雷效果分析*

为提高潜艇对抗声自导鱼雷时机动方案的合理性,在高频噪声干扰器对抗声自导鱼雷原理分析的基础上,探讨了基于方位和能量的干扰效果分析方法。仿真分析了典型态势下噪声干扰器对主被动声自导鱼雷的干扰区域,给出了干扰扇面和自导距离缩减率随雷目距离的变化规律。结果表明,干扰噪声谱级比潜艇辐射噪声高出一定值(如15 dB)时,对被动声自导鱼雷具有较好的干扰效果,将宽带噪声功率集中到窄带中进行频率瞄准干扰,可大幅提高对抗主动声自导鱼雷的效果。该文的研究方法可为潜艇规避声自导鱼雷的机动方案提供依据。     

基于数据融合的风电机组噪声预测

根据风电机组噪声信号检测复杂的情况,研究风电机组非声学参数的信息熵特征,对机组噪声进行多源数据融合预测。分析基于信息熵的非声学参数的特征提取方法,并对传统的基于遗传算法的支持向量机回归(GA-SVR)的缺陷提出改进,结合实际应用的非声学参数的信息熵特点平衡遗传算法(GA)的终止条件。通过统计分析完成了输入变量的筛选,去除了对预测影响较大的共线性因素,并实现了输入降维提高预测精度和速率。最后应用数据的信息熵特征,训练改进的GA-SVR建立最终的多源数据特征级融合预测模型。通过对比表明基于多源数据融合的预测方法精度最高,预测结果的相对误差平均值为0.7757%,具有实际可行性。     

噪声对等光频采样调频连续波激光雷达测距精度的影响分析及实验验证

调频连续波激光雷达具有测量范围大,精度高,无需合作目标等优点,在计量学和工业现场测量中具有重要作用。简单介绍了等光频重采样调频连续波激光雷达的基本结构和测距原理,分析了系统辅助干涉信号和测量干涉信号中存在的主要噪声及其特点。当系统辅助干涉信号中存在噪声时,会造成极值点不准确并且引入测量误差。随后,使用Cramér-Rao下界定理评估测量干涉信号的噪声对测量结果的影响。为了提高测量的准确性和稳定性,基于经验模态分解的小波阈值滤波和汉宁窗带通滤波结合小波滤波的自适应滤波方法分别用来去除了辅助干涉信号和测量干涉信号中的噪声。实验中多次测量了平面镜和多种粗糙度样块,并使用精密导轨验证测量结果的准确性。实验结果表明,当被测物位于3.9 m左右时,使用自适应滤波方法去除噪声后,系统对反射镜和其他粗糙度样块的测量不确定度为20 μm和几十微米(K取值2),远小于使用小波阈值滤波的方法(120 μm和几百微米)。同时,通过对比精密导轨位移数值和系统的测量结果,证明了所提出的方法能够有效提高系统的测量准确性。     

星载差分吸收光谱仪噪声分析及处理方法

噪声对星载大气痕量气体差分吸收光谱仪信噪比具有重大影响,其是衡量光谱仪成像质量和痕量气体反演能力的标准。为量化并去除光谱仪系统噪声从而提高信噪比,分析了光谱仪噪声来源并给出了相应噪声模型,在此基础上建立了光谱仪信噪比模型。研究了入射光强度、积分时间和系统增益对系统信噪比的影响。通过光谱仪辐射定标试验数据对不同工作模式和不同参数与信噪比的关系进行了对比验证。并提出主要系统噪声的处理方法：利用线性拟合取截距法确定系统偏置噪声;在地面利用暗电流温度相关性获得温度修正因子实现载荷在轨暗电流校正;在探测器响应线性范围内利用两点校正法对PRNU噪声进行修正。结果表明：全幅成像模式下,可见1通道电子学偏置噪声响应DN值2 625,可见2通道电子学偏置噪声响应DN值2 763;暗电流噪声在CCD成像面温度高于0 ℃时占主要部分,温度下降至-20 ℃时其余噪声起主导作用,验证了CCD最佳制冷温度;光谱仪信噪比随着入射光响应和积分时间的增加而增大,系统增益不会影响信噪比;PRNU噪声通过校正得到明显改善,由3.32%下降到0.47%,提高了光谱仪成像质量。该噪声分析和处理方法对后期光谱数据的痕量气体反演提供帮助。     

光纤中拉曼散射回波超高灵敏度探测技术研究

与布里渊散射不同,石英光纤中斯托克斯拉曼散射与光纤所受应力无关,只是绝对温度的函数,而且其拉曼频移为1.395×1013 Hz, 比布里渊散射易于提取,作为分布式光纤温度传感器的传感信号有一定的优势,但斯托克斯拉曼散射信号比布里渊弱,其峰值功率在APD中产生的光电流在nA级,低于APD的噪声电流,经光电转换后信号的信噪比小于1,傅里叶变换以及小波变换都无法有效地处理这类信号。通过对斯托克斯拉曼散射信号进行特征分析后,采用累加与小波降噪的综合方法提取该信号,实现在APD噪声电流以下的超灵敏度探测,达到每度0.104 nA的温度灵敏度,低于本系统所有APD噪声电流2.3 nA的1个数量级。     

噪声对管道超声纵向导波损伤检测的影响

在管道超声导波检测技术的基础上,对不同程度纵向缺陷的损伤检测进行了数值模拟.利用缺陷反射信号对损伤的定位,通过改变管壁局部刚度,研究了缺陷反射信号强度变化的相关规律以及超声导波对缺陷的敏感度,分析了噪声信号对损伤识别的影响,并利用小波的分解和重构算法将信噪分离.结果表明不同程度的信噪比会对超声导波检测法造成一定的影响,通过低通滤噪的方法对信号进行信噪分离,可实现高噪条件下的损伤检测.     

CCD探测器的数字读出技术

探测器的读出噪声是表征其性能的一个重要参数,它不仅限制了探测器的能量分辨,还影响探测器系统的动态范围。传统的CCD探测器信号读出部分都采用由模拟器件构成的相关双采样（Correlated Double Sampling,简称CDS）电路,这种方法已被证实能够有效抑制探测器噪声,但与此同时,由于CDS电路本身比较复杂,引入了新的噪声,它成为进一步减小读出噪声的一个屏障。为了消除模拟电路本身的噪声屏障,作者采用了一种基于高速ADC和FPGA的直接数字化读出方法,去除CDS电路,简化信号路径,由FPGA控制高速ADC对CCD探测器输出信号的参考电平和信号电平进行多次采样,用数值计算方法实现CDS功能,提高了信噪比,改善了探测器的性能。     

环境噪声对具有捕获的种群竞争系统的影响

运用色噪声刻画环境变化性构造了随机的具有捕获的两种群竞争的Gompertz模型,讨论了环境变化和人工捕获对种群生长过程的影响.通过求解在平衡点处线性化的随机微分方程,计算出了两种群偏离平衡点处的期望和方差,研究得到环境随机性虽然会导致种群密度随机变化,但随着时间的增长,种群的密度变化只可能在平衡状态处摆动.最后还讨论了为减少两种群灭绝可能性,系统保持稳定的参数域.     

Entanglement Dynamics of Two-Qubit System in Different Types of Noisy Channels

In this paper, we study entanglement dynamics of a two-qubit extended Werner-like state locally, interacting with independent noisy channels, i.e., amplitude damping, phase damping, and depolarizing channels. We show that the purity of initial entangled state has direct impacts on the entanglement robustness in each noisy channel. That is, if the initial entangled state is prepared in mixed instead of pure form, the state may exhibit entanglement sudden death （ESD） and/or be decreased for the critical probability at which the entanglement disappear.