天线交叉波束指向误差分析

讨论形成左、右交叉波束宽天线阵的设计，运用泰勒级数展开对微波网络幅相不平衡引入的天线交叉波束指向误差进行分析计算，并用一组试验数据验证了分析计算的正确性。     

通道误差对波束形成性能的影响分析

阵列信号中通道误差的存在会影响波束形成算法的性能,使其不能正常工作。通过对通道间及通道带内幅相误差建模,分析其对波束形成的影响。通过对波束形成算法理论分析并结合实际应用情况,通道间幅相误差影响波束形成的波束幅度,不影响波束相位;通道带内幅相误差,会同时影响波束幅度和波束相位。本文给出通道带内误差的校正方法,通过计算机仿真证实本文所分析结果的正确性。     

数字波束形成的误差分析及校正方法

分析了数字波束形成过程中存在的主要误差，给出了各项误差的表达式，提出了误差校正的方法，说明了误差校正的重要性。最后给出了校正前后的试验结果，证明了校正方法的可行性。     

球体表面圆环阵模态域波束形成误差分析

模态域波束形成方法由于将波束形成器分为独立的2个波束形成器,可更有效地设计高阶期望波束,因而得到了广泛的关注。分析了球体表面圆环阵模态域波束形成过程中的误差传递。推导研究了不同阶数下,波束形成中的阵元误差、混淆误差和测量噪声,并对各种误差进行了计算机仿真,从原理上为设计高阶声场传感器及其性能分析起到了指导作用。     

天线交叉波束指向误差分析

讨论形成左、右交叉波束宽带天线阵的设计，运用泰勒级数展开对微波网络幅相不平衡引入的天线交叉波束指向误差进行分析计算，并用一组试验数据验证了分析计算的正确性。     

基于权值约束变换误差的虚拟阵列波束形成

针对内插变换应用于波束形成时,适用角度范围受限的问题,提出了一种利用权值约束变换误差的改进算法.该方法将权值和变换误差约束为近似正交的关系,在虚拟阵列接收信号的协方差矩阵上加载变换误差协方差矩阵,改善了变换误差过大时波束形成性能下降的问题.仿真结果表明,改进后的算法应用于大角度内插变换波束形成时,在干扰处仍能形成稳定的较深的零点,增加了虚拟阵列波束形成的输出信干噪比（Signal to Interference and Noise Ratio,SINR）.与现有方法相比,该方法增加了内插变换应用于虚拟阵列波束形成时的适用角度范围,且能够补偿阵列本身带来的误差,计算复杂度较低.     

基于指向最小误差的宽带稳健波束形成方法

宽带自适应波束形成方法较常规延时求和波束形成方法具备更好的空间分辨能力和干扰抑制能力,但在实际应用中由于阵列误差和指向误差影响导致性能下降。文中在宽带指向最小误差(STMV)方法和窄带稳健Capon(RCB)方法基础上,提出了一种基于椭圆不确定集的宽带稳健波束形成方法。通过仿真验证分析了算法在强副瓣干扰和指向误差条件下弱目标检测能力;在幅频响应误差影响条件下的保持弱信号功率输出能力;并验证算法对快拍数要求低于STMV 方法。     

阵列误差对Capon波束形成算法的影响分析

针对阵列误差存在时经典(Capon)波束形成算法的性能严重恶化问题,介绍了均匀圆阵阵列流型下的Capon波束形成算法,对阵列天线各阵元间的幅度误差、相位误差、水平位置误差和垂直位置误差进行了数学建模,仿真分析了各种阵列误差对Capon波束形成算法的影响,并给出了该影响的量化分析结果,从而对该算法工程实现时的指标确定提供依据。     

幅相误差对数字波束形成系统的影响

针对旁瓣电平、波束指向等指标分析了幅相误差对数字波束形成系统的影响.根据各通道间误差的分布规律不同,给出了天线方向图的波束指向、旁瓣电平的变化情况,并且对数学公式进行了详细的推导.分析结果表明:波束形成后的旁瓣电平、波束指向偏差分别与各通道间的幅度误差、相位误差成正比,利用计算机仿真对其进行了验证,为工程实践提供了依据.     

误差条件下基于协方差矩阵重构的自适应波束形成

针对有幅相误差的互质阵列,提出了一种基于协方差矩阵重构的鲁棒自适应波束形成方法。该方法的主要思想是重构信号的协方差矩阵。如果幅相误差存在且无法被忽视,协方差矩阵重构的精度会受到幅相误差的影响。为了消除幅相误差的影响,准确地重构信号的协方差矩阵,提出了一种基于最小二乘(TLS)的方法。首先,建立了含有幅相误差的协方差矩阵重构的基本模型。然后,将问题转化为变量误差(EIV)模型。再将幅相误差的校准转换为与幅相误差相关的误差矩阵的估计,再利用估计结果得到信号协方差矩阵的有效估计。为了解决误差矩阵估计问题,提出了一种交替下降算法。仿真结果表明,即使在存在幅相误差的情况下,该方法仍能提高协方差矩阵的重建精度,并且自适应波束的性能优于现有算法。     

一种基于光学集成芯片的紧凑型结构光产生系统

过去的几十年中,结构光照明在三维立体成像和计算机视觉有着重要的应用。然而,传统结构光产生系统结构复杂、体积庞大,这严重限制了它的潜在应用价值。提出了一种用于产生结构光的紧凑型的光电集成芯片,这种芯片基于绝缘体上的硅（SOI）材料。该方法具有结构简单、输出稳定、设计灵活等优势。不同于传统的结构光发生系统,该方法中,光束的强度及相位调制以及光束间的相互干涉都是由片上系统操控的。这有效避免了外界扰动对光斑质量的影响,同时提升了系统的便携性。实现了全片上调控的红外结构光产生系统。该结构光芯片大小仅为0.5*0.5毫米,可以产生约200*200微米的结构光照明区域。芯片照明区域的大小和结构光的单元结构周期与光栅的结构设计和光源波长相关。此外,通过设计合理地设计芯片上的元件布局,我们可以得到多种不同结构的照明图样。     

High-density integrated optics

This paper presents two dimensional (2-D) finite difference time domain (FDTD) simulations of low-loss right-angle waveguide bends, T-junctions and crossings, based on high index-contrast waveguides. Such structures are essential for the dense integration of optical components. Excellent performance characteristics are obtained by designing the waveguide intersection regions as low-Q resonant cavities with certain symmetries and small radiation loss. A simple analysis, based on coupled mode theory in time, is used to explain the operation principles and agrees qualitatively with the numerical results     

基于色噪声背景下的自适应波束形成研究

色噪声环境下自适应波束形成技术能有效适应阵列天线系统的实际应用场景。首先分析了色噪声环境下自适应波束形成技术性能,重点研究了有限次快拍下自适应波束畸变产生的原因,其次,在已知噪声协方差情况下,通过对噪声相关矩阵的改进设计,降低了色噪声协方差矩阵对自适应波束形成影响。计算机模拟仿真结果表明:提出的自适应波束形成算法在色噪声环境下具有较好的波束保形能力。     

光机热集成分析中镜面刚体位移分离

环境载荷引起的光机系统变形会严重影响光学系统性能。光机热集成分析是评估这种影响的有效手段。在光机热集成分析中,为减小光学系统刚体位移对变形后镜面拟合的影响,采用齐次坐标变换及最小二乘算法来分离光学镜面变形所包含的刚体位移。该方法首先用齐次坐标变换表示出变形数据中的刚体位移;其次利用最小二乘法求解刚体位移参数。利用该方法对一个低温环境下离轴抛物面镜进行了分析,其刚体偏转量都小到μrad量级。同时,对该方法求解刚体位移的精度进行了分析。当刚体偏转量小于0.01 rad求解误差小于1%,结果表明该方法满足光学镜面变形中的刚体位移求解精度要求。     

Limits in integrated optics

A review is given of the characteristics and limits of integrated optics devices and circuits, with emphasis on size, speed, and power consumption. Performance limits and trade offs are discussed for semiconductor lasers, filters, switches and modulators, and bistable devices.     

基于超构表面的非线性光学与量子光学

近年来,超构表面在经典光场调控领域受到了广泛的关注,获得了优异的成果。同时,超构表面在非线性光学和量子光学方面的应用也引起了人们越来越多的兴趣。文中分别介绍了非线性超构表面和量子超构表面的基本原理和应用,总结了近几年的相关报道,包括谐波产生和增强,谐波产生和对称性的关系,非线性相位调控和全息成像,以及基于超构表面的纠缠光子对产生,测量和调控。最后,对超构表面在这两个领域的进一步应用和前景进行了展望。     

Low-loss ring resonators fabricated from silicon based integrated optics technologies

The fabrication of low-loss ring resonators using silicon based integrated optics technologies is reported. Propagation losses of 0.028+or-0.009 dB/cm have been deduced from finesse measurements.<>     

采用最小成对误码率设计准则的MISO干扰信道波束形成

本文针对MISO干扰信道的瞬时波束形成的设计问题开展研究.现有的研究都是基于最大速率和准则,没有考虑通信质量.本文以通信质量优先为出发点,基于最小成对误码率准则设计MISO干扰信道的瞬时波束形成向量,建立了问题模型并推导了求解方法.通过仿真实验对两种设计准则下的最优波束形成向量进行了比较,结果表明两种方法得到的最优波束...     

Third order nonlinear integrated optics

The authors review progress in the application of nonlinear optical phenomena to integrated optics. Essentially all integrated optics devices such as directional couplers, Mach-Zehnder interferometers, prism couplers, etc., can be used for all-optical signal processing when at least one of the waveguiding media exhibits an intensity-dependent refractive index. Experimental and theoretical results on the operating characteristics and figures of merit of such devices, as well as a new class of phenomena based on large nonlinear changes in waveguide properties will be summarized. Also discussed are measurement techniques for evaluating waveguide nonlinearities. Progress in the implementation of other nonlinear third order interactions, such as degenerate four-wave mixing and nonlinear spectroscopy, will also be reviewed