斯托克斯矢量法在全光纤电流传感器中的应用

针对目前全光纤电流传感器中光信号检测环节多是采用双路光强分析偏振度这一现状,提出将斯托克斯矢量法应用于光纤电流传感器信号偏振度的演变分析,在近似条件下,推导得到基于穆勒矩阵的光纤电流传感器简化传输矩阵.从琼斯矢量法和实验结果的比较可知,斯托克斯矢量法与琼斯矢量法的模拟效果十分接近,此外它还具有传输矩阵中不存在复数、容易简化为稀疏矩阵以及最终偏振度只需计算总传输矩阵的第2个对角元即可等运算优势.这些优势使得该方法不仅可以很好地进行理论分析,还可以有效地简化分析过程和运算过程.     

基于相位调制器产生六倍频光毫米波的OFDM信号光传输系统研究

提出了两个并行相位调制器产生六倍频光毫米波并传输正交频分复用信号的全双工光纤无线通信系统.将2.5 Gbt/s的正交频分复用信号调制到60 GHz光毫米波上.从理论上分析了毫米波产生的原理,并分别模拟了毫米波信号承载OOK信号和正交频分复用信号在光纤中的传输性能.从而验证系统的可行性.仿真模拟结果表明,在光纤无线通信系统中,正交频分复用比非归零码更具有优势.     

基于相位调制器产生六倍频光毫米波的OFDM信号光传输系统研究

提出了两个并行相位调制器产生六倍频光毫米波并传输正交频分复用信号的全双工光纤无线通信系统.将2.5Gbt/s的正交频分复用信号调制到60GHz光毫米波上.从理论上分析了毫米波产生的原理,并分别模拟了毫米波信号承载OOK信号和正交频分复用信号在光纤中的传输性能.从而验证系统的可行性.仿真模拟结果表明,在光纤无线通信系统中,正交频分复用比非归零码更具有优势.     

长距离和多模接入网络中低密度奇偶校验-正交频分复用的性能研究

研究了低密度奇偶校验编码与正交频分复用相结合的编码调制技术,从理论上分析了光纤链路中色散和频率选择性衰落的影响,并通过数值模拟仿真,比较了不同编码码率的编码调制信号在长距离单模光纤传输和多模光纤接入网络中的传输性能.仿真结果表明,采用码率为0.75的长码型非规则的低密度奇偶校验编码与正交频分复用相结合的编码调制技术更适合光纤通信系统中的长距离传输和多模接入网络.     

中间跨谱反转技术实现正交信号的100km传输

实验验证了应用中点谱反转技术实现155 Mb/s~10 Gb/s频移键控/幅度调制(FSK/IM)正交信号的100km传输.其中,FSK/IM正交信号的频谱反转由基于半导体光放大器(SOA)的四波混频效应实现,此技术有效克服了FSK/IM正交信号在传输中色散带来的影响.实验采用DFB激光器作光源,康宁公司生产的标准单模光纤作传输链路,采用长为1.5 mm,光限制因子为0.15的半导体光放大器实现频谱反转.实验中固定FSK/IM的中心波长,测试了接收端FSK与IM信号的眼图,结果发现,标记FSK与数据包IM的性能良好.     

一种提高强度调制直接检测基带光双边带正交频分复用系统传输性能的预处理技术

为了减轻电光调制器的非线性效应以及光纤色度色散给直接检测光正交频分复用系统性能带来的损伤,对两者的损伤机理进行了理论分析.在此基础上提出了在发射中使用一种针对调制器的非线性采用预失真技术,而高频子载波功率衰减采用预增强的联合预处理技术来改善系统的性能.运用数值仿真法对所提出的方法进行了验证,结果表明在光背靠背传输系统中调制指数最优时,接收信号的误差矢量幅度值可以得到2dB的改善.随着光纤传输距离的增长,正交频分复用信号高频子载波功率衰减程度加剧而使得信噪比恶化,从而导致系统误码性能急剧下降.使用所提出的预处理技术的计算复杂程度低,可以使接收机的灵敏度得到明显的改善.     

基于数字相干叠加的相干光正交频分复用系统中光纤非线性容忍性研究

光正交频分复用系统中的光纤非线性效应制约着系统进一步的扩容. 针对此问题, 提出一种数字相干叠加的方法, 用于提高相干光正交频分复用系统对光纤非线性的容忍性. 仿真中, 5通道的波分复用下偏振复用相干光正交频分复用系统的每个通道传输四进制正交振幅调制映射的71.53 Gbit/s信号在光纤中传输400 km. 首先, 通道间隔为25 GHz, 与传统相干光正交频分复用系统相比, 色散补偿前后, 使用数字相干叠加的相干光正交频分复用系统的信噪比分别提升了6.02 dB和9.05 dB, 最佳入纤光功率均增大了2 dB; 其次, 通道间隔为50 GHz, 色散补偿前后, 信噪比分别提升了4.9 dB和8.75 dB. 通过理论推导及仿真, 验证了所提方法能有效消除相干光正交频分复用系统的一阶非线性失真, 进而提高系统对光纤非线性的容忍性.     

长距离和多模接入网络中低密度奇偶校验-正交频分复用的性能研究

研究了低密度奇偶校验编码与正交频分复用相结合的编码调制技术,从理论上分析了光纤链路中色散和频率选择性衰落的影响,并通过数值模拟仿真,比较了不同编码码率的编码调制信号在长距离单模光纤传输和多模光纤接入网络中的传榆性能.仿真结果表明,采用码率为0.75的长码型非规则的低密度奇偶校验编码与正交频分复用相结合的编码调制技术更适...     

基于时分复用的多点式环形腔光纤电流传感器

为实现输电线路上的多点电流监测,利用通信用普通单模光纤,设计基于时分复用的多点式光纤环形腔结构电流传感器.多路传感系统共用一套光源、检测设备和数字信号处理系统,在节约成本的同时,提高了利用率.实验中选用双路全光纤电流传感器结构,在两个不同的点同时测量电流,其中一测量点对0~600A范围内的电流进行测量,另一测量点对0~1 500A范围内的电流进行测量.对实验数据进行线性拟合,结果表明:循环次数取8比较合适,此时系统具有比取2时高约3~4倍的灵敏度;两个测量点光信号的偏振态与电流之间有良好的线性关系,两个传感单元的灵敏度不同,而且相互之间没有串扰是各自独立的传感系统.     

多路音频信号的数字化光纤传输系统

在信息传输的各个领域中，光纤作为传输信号媒介的应用得以迅速发展。光纤的音频多路数字化传输也是光纤领域目前开发的热点课题之一，它充分利用光纤本身所具有的各种特点，使音频信号的传输更有效、更可靠。本文利用串行信号的时分复用技术，完成了多路音频数字化信号的光纤传输。提出信号传输中,数据信号和控制信号的复用及解复用解决方法。     

一种通用的卫星导航信号码时延估计误差评估方法

卫星导航信号的码时延估计误差是决定系统服务性能的关键因素,迫切需要对多种不同调制与复用方式的导航信号进行全面的码时延估计误差性能评估,从而为后期的系统应用提供重要的选择依据.为此,本文提出了通用的码时延估计误差评估方法.首先,概括了导航接收机的码跟踪环路模型,根据是否匹配接收以及是否相干处理,将目前的导航接收机归纳为四种类型.其次,在假设码时延估计误差非常小的条件下,分别给出了匹配接收下相干处理和非相干处理时的估计误差以及相互之间的关系;推导了非匹配接收下非相干处理时的估计误差,并讨论了与相干处理时的关系.最后,推导了码时延估计误差的齐夫-扎凯界限,解决了估计误差不满足非常小这一假设条件时的评估.本文提出的评估方法均以导航信号的功率谱密度表示,为信号设计和接收机的研制提供了重要的理论指导,同时也给具体信号的评估带来了极大便利.仿真实验中对新一代典型导航信号的码时延估计误差做了有效评估.     

Regions where transient signals are influenced between a source and receiver

At infinite frequency, the only place that a medium can influence the waveform of a received signal that is emitted from a source is along one or more infinitesimally thin ray paths. For any transient signal at finite frequencies, an exact method is developed to compute the regions in a medium that significantly influence the received signal for any specified window of signal travel time. This window is sometimes chosen to surround a peak. Results at finite frequencies differ from those at infinite frequency because of diffraction. The method has its foundation in the integral theorem of Helmholtz and Kirchhoff. Part of the method involves a filter that yields an imperfect but apparently useful picture of influential regions in the presence of interfering waves. The method is useful for quantifying differences between the region of influence and a ray, and for identifying regions in which medium fluctuations significantly influence signal aberrations at a receiver. Four principal results are found at low frequencies. They are: 1) For propagation in homogeneous media, a significant portion of the received signal is influenced by waves that traverse paths that are approximately integer and half-integer numbers of cycles greater than the straight path between source and receiver. Such paths are called 'constructive and destructive paths of influence', respectively. They correspond to edge-diffracted rays for the geometrical theory of diffraction. 2) For reflection from a flat interface in an otherwise homogeneous medium, the received signal is significantly influenced by constructive and destructive paths of influence whose angles of incidence and reflection differ (non-specular reflection). 3) For acoustic propagation centered at 100 Hz in an oceanic acoustic waveguide, the region of influence markedly departs from a ray path, particularly near the reflective ocean surface. The influential region is flat for O(10) km instead of O(1) km for a ray. 4) The first Fresnel zone is an inappropriate scale to characterize the region of influence for transient signals near a steep ray in inhomogeneous media, as assumed by at least one scattering theory. Modification of that theory may yield a better fit with data.     

DSP图像处理技术在空间瞬态光辐射定位探测中的应用

在分析空间瞬态光辐射信号成像特点的基础上,提出了一种在空间瞬态光辐射信号定位系统中,用高速浮点DSP芯片实现图像处理的方案.图像处理过程为：首先通过阈值分割滤除背景和弱噪音;然后根据目标信号的时空连续性进行目标识别以去除强噪音;最后对识别出的目标像点进行重心位置的提取.实验表明,该硬件图像处理方案具有高的实时处理性和定位准确性,可以很好的满足系统要求.     

Variable-time-delay optical coherent transient signal processing

A technique is proposed and experimentally demonstrated that achieves simultaneous optical pattern waveform storage and programmable time delay for continuous real-time signal processing by use of optical coherent transient technology. We achieve variable-time-delay and broadband signal processing by frequency shifting of two chirped programming pulses, the chirp rate of one being twice that of the other, without using brief reference pulses and without changing the timing of the programming sequence. We demonstrate the technique experimentally in Tm(3+): YAG at 5 K for 40-MHz chirps by performing temporal signal convolution with true-time delays that vary over a 250-ns range.     

互谱域MVDR自适应时延估计方法研究

针对窄带信号,通过构造互谱时间序列,在互谱域建立了平稳时间序列时延估计的最小方差无畸变响应(MVDR)滤波器模型;利用分段近似处理,类比空间MVDR自适应算法,给出了其具体算法(Algorithm of MVDR in cross spectral domain,CSMVDR);进行了数值仿真实验研究和海上实验数据处理。数值仿真与实验数据处理结果初步验证了CSMVDR时延估计对于舰船辐射噪声的适用性,CSMVDR时延估计有比相关检测更好的时延估计性能,能够提高信噪比增益和时延估计精度。     

固定干扰源存在下的管道泄漏检测和准确定位

为了解决固定位置的声/振动干扰源引起的管道泄漏声检测的虚警或者漏点定位错误问题,利用泄漏信号源和固定干扰源之间的独立性,通过盲卷源分离算法得到泄漏信号在一定代价函数下的最优估计,并将该估计作为输入信号从检测信号中自适应预测得到泄漏信号,这样就可以保留泄漏信号中的时延信息。对实际检测信号的处理表明,应用提出来的方法可以有效的去除检测信号中来自固定干扰源的噪声,同时不损失泄漏信号中的时延信息,可在固定干扰源存在时实现管道泄漏有效检测和准确定位。      

基于S变换的脉冲星辐射脉冲信号检测

为了提高脉冲星辐射脉冲信号的检测速度和在低信噪比下的检测效果, 提出了一种基于S变换的脉冲星辐射脉冲信号检测算法. 文中证明了高斯白噪声S变换域功率谱服从自由度为2的卡方分布, 基于此对累积信号S变换域功率谱进行阈值处理,累加阈值处理后的时频功率谱作为统计量进行检测. 此外阈值处理后的功率谱也可用来测量脉冲星信号的时间延迟. 仿真实验验证了本文算法的有效性,其检测性能优于同类的基于高斯分布模型的检测算法, 同时还可以在一定精度下给出脉冲星信号的时间延迟值. 关键词： 脉冲星 卡方分布 S变换域检测 时延测量     

基于瞬态光栅频率分辨光学开关法测量飞秒脉冲的研究

超宽光谱的飞秒脉冲测量一直是超快激光领域的重要研究方向之一.常规的飞秒脉冲自相关方法是通过测量自相关倍频信号来获得,而倍频信号具有波长选择性,不同中心波长的飞秒脉冲测量需要更换不同的倍频晶体,十分不方便.因此,提出了一种改进型的瞬态光栅频率分辨光学开关(TG-FROG)方法用于测量飞秒脉冲.该方法结合四波混频和频率分辨光学开关方法,其基本过程是将待测脉冲分为三束,其中两束脉冲经过精密的延时控制并聚焦在光学介质上达到时空重合,利用三阶非线性效应产生稳定的瞬态光栅作为开关光;另一束脉冲作为探测光与产生的瞬态光栅进行相互作用产生一个信号光,使用光谱仪对该信号光的光谱与延迟时间进行测量,并通过反演迭代算法处理而获取待测飞秒脉冲的光谱与电场信息.该方法只需要待测光的功率密度达到三阶非线性效应就可以实现测量,因此可以应用于任意中心波长的飞秒脉冲测量.利用该方法对中心波长分别为800 nm, 400 nm的飞秒脉冲,以及超连续亚10 fs的周期量级超宽光谱飞秒脉冲进行了测量,并与常规的干涉自相关仪器测量结果进行了比较,所得测量结果基本一致.实验结果表明,建立的基于TG-FROG方法对不同中心波长,不同脉冲宽度的飞秒脉冲测量是十分有效的.     

声光技术在雷达动目标模拟中的应用

由于受到延迟时间固定不变或只能离散变化的限制 ,许多雷达目标模拟器不能模拟连续运动目标的变化。为此 ,设计了一种新型的声光延迟系统 ,并对该系统的性能作了分析。与其它延迟系统相比 ,本系统的优点在于延迟时间可连续变化 ,延迟总时间可满足信号处理的要求。因此 ,它可以方便地应用于运动雷达目标模拟和其它信号的处理。     

Investigation on performance of all optical buffer with large dynamical delay time based on cascaded double loop optical buffers

Optical buffers are critical for optical signal processing in future optical packet-switched networks. In this paper, a theoretical study as well as an experimental demonstration on a new optical buffer with large dynamical delay time is carried out based on cascaded double loop optical buffers (DLOBs). It is found that pulse distortion can be restrained by a negative optical control mode when the optical packet is in the loop. Noise analysis indicates that it is feasible to realise a large variable delay range by cascaded DLOBs. These conclusions are validated by the experiment system with 4-stage cascaded DLOBs. Both the theoretical simulations and the experimental results indicate that a large delay range of 1-9999 times the basic delay unit and a fine granularity of 25 ns can be achieved by the cascaded DLOBs. The performance of the cascaded DLOBs is suitable for the all optical networks.