Four Kinds of Microwave Measurements to Make Use of an Automatic Slotted-Line System

An automatic slotted line system controlled with the micro-computer IBM 80486 which we have developed had been reported. In this paper, the measuring principles and the software designs of impedance, attenuation, phase shift and detection law of diode measurement to make use of this system will be described, some typical measurement results will be given. This method is adaptable for MM-Wave band and other Micro-wave band.     

多路噪声测量系统的研制

本描述了多路噪声测量系统的建立,该系统是一以微机为中心的数字化系统,可实现对４路稳态宽带噪声的测量,测量参数是线性声压级和倍频带声压级。系统由微机、ＴＭＳ３２０Ｃ３０板、多路ＡＤ板、传感器、放大器等设备构成硬件系统,并通过编制Ｃ３０板嵌入式软件和微机主控程序实现系统功能。在软件编制中结合数字信号处理技术,并结合硬件特性优化程序设计,本系统测量方法简易,快捷和精度高,在噪声测量领域具有较高实用价值     

超宽谱电磁脉冲辐射场测量系统

 介绍了一套自行研制的高功率超宽谱电磁脉冲辐射场测量系统，该系统主要由TEM喇叭接收天线、同轴传输线、宽带示波器及微型计算机组成。其中，TEM喇叭上极板为等腰三角形金属板，顶角14°，高60 cm，下极板为80 cm×30 cm矩形金属板，两金属板间夹角为7°，采用同轴线直接馈电方式，馈电点高度1 mm。分析了测量系统的基本理论，采用时域有限差分和离散傅里叶变换相结合的方法对TEM喇叭接收天线的传递函数进行了计算，建立了信号衰减补偿方法。实测了抛物反射面脉冲辐射天线的辐射场，测得主轴上远区辐射场主脉冲波形与辐射天线的激励信号近似成微分关系，当激励信号的前后沿变快时，测得的辐射场也相应增大。测量结果表明，该系统能够反映脉冲辐射场的变化特性，具有良好的波形保真性和宽频带特性。     

基于传输线变压器的超短波功分器电容补偿原理

设计了一种基于传输线变压器的超短波功分器,利用电报方程完成了对超短波功分器的建模,分析了功分器输入端驻波比、传输系数、分离端隔离度等性能,以及在不同位置补偿电容对功分器性能的影响。数值计算结果表明,补偿适当的电容能够使功分器输入端驻波比减小,传输系数和分离端隔离度增大。实验结果表明,补偿电容后功分器性能变化趋势与数值计算结果吻合。     

The Measurement of Relative Complex Dielectric Constant by Means of an Automatic Slotted-Line System

This paper reports the measurement of relative complex dielectric constant of lost dielectric, by means of an automatic slotted-line system controlled with micro-computer IBM 80486 and by use of numerical method. The measuring principle, method, program and results are given. The measuring results shows that the way mentioned in this paper is successful, so it can be extended to MM-Wave band and other microwave band.     

HLS-Ⅱ储存环工作点测量系统的开发（英）

介绍了在合肥光源重大维修改造工程期间,开发的一套基于扫频激励法的工作点测量系统。测量系统硬件包括基于条带BPM的信号拾取电极、前端信号调理模块、一台带跟踪输出的信号分析仪N9000AEP、功率放大器以及用于激励束流的条带激励器。系统控制软件采用EPICS开发,基于EPICS Stream Device设计的输入输出控制器(soft IOC)运行在服务器虚拟机中,通过VXI11协议进行通信实现对信号分析仪的控制和数据获取;用户操作界面采用EPICS平台下的EDM开发,通过Channel Access与IOC通信。在HLS-II储存环上对工作点测量系统进行了在线的调试。调试结果说明,在扫频范围为2.1 MHz到4.1 MHz时,工作点测量系统的统计分辨率在水平方向上好于0.000 3,在垂直方向上好于0.000 2。     

Micro-motion analyzer used for dynamic MEMS characterization

A computer-controlled micro-motion analyzer (MMA) to study the dynamic behavior of movable structures of MEMS is described in this paper. It employs two optical nondestructive methods—computer microvision for in-plane motion measurement and phase-shifting interferometry for out-of-plane motion measurement. This fully integrated system includes a high-performance imaging system, drive electronics, data acquisition and data analysis software. This system can freeze the fast motions of MEMS devices using strobed illumination and measure motions in three dimensions with nanometer accuracy. The static measurement accuracy and repeatability of the system is calibrated by a step height standard which is certified by National Institute of Standards and Technology (NIST). The capabilities of this system are illustrated with a study of the dynamic behaviors of a surface micromachined polysilicon micro-resonator.     

Open Resonator System for Automatic and Precise Dielectric Measurement at Millimeter Wavelengths

As low loss dielectric materials, ZnS, MgF₂, MgAl₂O₄ and quartz ceramic have a very important application at millimeter frequencies. However, there is little information about their dielectric properties in the millimeter wavelength band. To obtain their dielectric properties, an automatic open resonator measurement system at Ka-band is designed and constructed. The importance on the precision determination of cavity length over a broad band and the checking of a measurement system are emphasized and their solutions are put forward in this paper for the first time so far as we know. The solutions of above problems ensure the credibility and high accuracy of our measurement system. The certified measurement system after a series of checking is used to measure the above materials. Lots of measurement results show that the standard deviation of measurement error is less than 0.154% in permittivity and 20.42% in loss tangent. Meanwhile, some experimental summaries on the open resonator technique are provided. Software that controls the measurement system is developed and it improves the testing efficiency greatly.     

像增强器荧光屏亮度均匀性自动测试系统

像增强器荧光屏亮度均匀性是评价像增强器的重要指标，其测试是像增强器测试领域的重点与难点。本文介绍一套我们研制的像增强器荧光屏亮度均匀性自动测试系统，该系统使用图像采集与图像处理技术，做到了自动测试，并且使测量精度提高了一个数量级。文章首先介绍了像增强器荧光屏亮度均匀性定义与传统光学测试方法，然后从传统方法的缺陷入手，系统阐述了新系统的工作原理、系统构成、测量结果。文章的最后对新系统测试结果与目前常规使用的光学测量结果进行了比较，从而体现该系统的独特性与优越性。     

非接触体积测量实验系统

将物体体积参量测量转变成气体压力测量，可以实现体积非接触测量．本文设计了非接触体积测量实验系统，并分析了系统测量的分辨率及精度．     

基于光谱波段优化选择的FTIR测量与分析

在主动式红外遥感测量中,大气中痕量气体的红外吸收与不同红外波段的透过率光谱有关。在很多情况下,透过率光谱在光谱定量分析中起到重要的作用,因此,对测量和仿真的透过率光谱的波段进行优化选择是定量分析的关键。文章对最佳透过率测量范围进行了理论分析, 得到了对应于待测气体浓度反演相对误差最小的理论最佳透过率值;基于谱线的洛伦兹线型通过计算得到了待测气体分子的吸收截面, 同时给出了透过率光谱的校准训练集;确定了单组分CO₂光谱测量分析的波段,优化了多组分CO, CO₂和N₂O光谱同时测量分析的波段并成功地应用于开放光路光谱仪系统。光谱拟合分析结果表明,测量光谱与参考光谱得到了很好的拟合,拟合均方根误差小于1%。     

一种测量亚像元CCD拼接误差的方法

提出一种利用高倍率显微计算机系统（由工具显微镜，CCD摄像头、配有图像采集卡的计算机及相关软件等组成）测量亚像元CCD拼接误差的方法，建立了测量模型，并对实测结果进行了统计分析处理。     

HLSⅡ干涉法测量储存环横向尺寸与发射度

为了满足合肥光源升级改造后测量小束流尺寸的需求,设计了干涉法测量束团尺寸与发射度系统。简要介绍了在可见光波段利用干涉法测量束团横向尺寸的原理,详细介绍了该系统的光路与软硬件系统和图像处理算法。为了消除CCD的本底噪声对测量的影响,建立了本底噪声图像与束流流强的查找表,最终得到了多束团模式下的在线实验结果。测量得到的水平尺寸为265μm,测量误差为5.78μm;垂直尺寸为114μm,测量误差为4.89μm。     

电子光学教学实验的开发

介绍利用单踪示波器的阴极射线管,结合模拟软件,开展电子光学实验教学的教学内容设计和教学实践情况.电子光学实验教学的开展有利于学生掌握相关知识和研究方法,受到学生欢迎.     

Ka频段飞行器测控与通信系统设计

传统基于S频段的统一载波测控系统受工作频率低、频带窄的特点限制,无法满足各类飞行器测控与通信系统对高速数传、宽带扩频、克服“黑障”、抗干扰等方面日益增长的需求,给系统设计带来了新的挑战。本文提出一种基于Ka频段直接序列扩频通信体制的实现遥测、外测、遥控等功能的飞行器测控与通信系统,给出了系统架构及主要设备组成,同时对地面测试方案进行了介绍。该系统具备体积小、频带宽、扩展性好等特点,可用于未来空间飞行器特别是小型化、大容量飞行器设计。     

用软件无线电方法实现MRI回波信号接收

该文首先简要介绍了软件无线电的基本原理和基于软件无线电的射频接收系统的3种结构形式：射频全宽开低通采样结构,射频直接带通采样结构和宽带中频带通采样结构;并介绍了磁共振成像（MRI）回波信号接收的基本原理和将软件无线电方法应用于MRI回波信号接收的意义. 然后该文重点介绍了采用3种软件无线电结构实现MRI回波信号接收系统的具体设计方案,包括接收系统方框图、工作原理、设计参数的选择和分析、部分功能模块的实现方法、设计和实现中需要注意的问题. 最后以一个低场通用MRI回波接收系统为实例,分析比较了3种设计方案并给出了实际系统的测试结果.     

基于NI ELVIS的超声换能器参数测量系统设计

为了满足超声换能器快速筛选的要求,在对超声换能器参数导纳圆法测量原理进行分析的基础上,利用NI ELVIS平台搭建了一种结构简单的超声换能器参数测量系统。采用点频法实现高精度、快速的导纳测量,采用最小二乘法拟合得到导纳圆,进而完成超声换能器诸参数的计算。基于LabVIEW软件平台编写了相应的软件系统。针对40 kHz超声换能器的测试表明,所设计的超声换能器参数测量系统精度高、处理速度快,且结构简单、便于使用。     

Simultaneous dual directional strain measurement using spatial phase-shift digital shearography

This paper presents a Dual Directional Sheared Spatial Phase-Shift Digital Shearography (DDS-SPS-DS) system for simultaneous measurement of strains/displacement derivative in two directions. Two Michelson Interferometers are used as the shearing device to create two shearograms, one in the x-shearing direction and one in the y-shearing direction, which are recorded by a single CCD camera. Two lasers with different wavelengths are used for illumination, and corresponding band pass filters are applied in front of each Michelson Interferometer to avoid cross-interference between the two shearing direction channels. Two perpendicular shearing directions in the two measurement channels introduce two different spatial frequency carriers whose spectrums are orientated in different directions after Fourier Transform. Phase maps of the recorded two shearograms can be obtained by applying a windowed inverse Fourier transform, which enables simultaneous measurement of dual directional strains/displacement derivatives. The new system is well suited for nondestructive testing and strain measurement with a continuous or dynamic load. The capability of the dual directional spatial phase-shift digital shearography system is described by theoretical discussions as well as experiments.     

基于DIS数字化信息系统辅助测定重力加速度的研究

叙述了一种采用DIS数字化信息系统辅助测定重力加速度g的方法,通过实地测试可知,实验数据重复性好,精度高,方法简单可操作性强,若对系统的专用软件进行扩充编程,可使整套系统成为测定重力加速度实时显示的专用系统.     

单腔双光梳激光器及其光谱学应用研究进展

光频梳因频率等间隔、波长稳定、谱线线宽窄以及谱宽大等特性,在高精度测量和计量中具有广泛的应用。其中,双光梳快速测量包括光谱测量、绝对测距、三维成像和超快异步光学采样等已成为研究热点之一。近年来,基于自由运行的单腔双光梳激光器的双梳光谱学系统由于具有结构简单、测量范围大和精度高等优点而备受关注。首先从时域和频域介绍了光频梳的特性和应用,尤其介绍了双光梳测量的优势,相较目前主流的稳频稳相锁模激光器、电光调制等双光梳光源实现方案,单腔双光梳激光器方案有望避免采用复杂的电子控制系统,简化双光梳光源的结构、体积和成本。因此,重点介绍了波长复用、偏振复用、空间复用和脉冲波形复用的单腔双光梳光纤激光器实现技术,并对其基本原理、性能参数和当前研究的进展以及目前发展中仍然存在的问题进行了分析;同时对保偏光纤双光梳激光器的研究现状及其性能进行了总结。接着,重点介绍了双梳光谱学的测量原理,回顾了现有光谱扩展技术,并详细介绍了基于自由运行的单腔双光梳激光器的双梳光谱学应用案例,包括掺铒光纤激光器所在的近红外波段以及其扩展到中红外和太赫兹波段的光谱探测。最后,总结了目前的单腔双光梳激光器的主要发展趋势,包括进一步提高单腔型双光梳激光腔的重频稳定性、降低共模噪声、探索单腔双光梳系统在中红外以及太赫兹波段的应用,推动单腔双光梳锁模光纤激光器的实用化。