应用稀疏表示的宽带相干超分辨方位估计方法

针对无源声呐中宽带相干处理对邻近弱目标分辨能力仍不足的问题,提出一种相干聚焦后稀疏空间谱求解的宽带超分辨方位估计方法。首先将不同频点数据相干聚焦到参考频点,构成多测量矢量稀疏求解问题,然后采用二阶锥规划内点算法进行稀疏空间谱拟合,实现了宽带弱目标超分辨方位估计。仿真试验结果表明,该方法在弱目标分辨和方位估计精度方面优于宽带非相干和相干信号子空间高分辨处理方法。32元拖曳阵海试数据的处理结果验证了该方法的优越性能,同时说明了该方法在无源声呐探测中应用的可行性。     

应用稀疏表示的宽带相干超分辨方位估计方法

针对无源声呐中宽带相干处理对邻近弱目标分辨能力仍不足的问题,提出一种相干聚焦后稀疏空间谱求解的宽带超分辨方位估计方法。首先将不同频点数据相干聚焦到参考频点,构成多测量矢量稀疏求解问题,然后采用二阶锥规划内点算法进行稀疏空间谱拟合,实现了宽带弱目标超分辨方位估计。仿真试验结果表明,该方法在弱目标分辨和方位估计精度方面优于宽带非相干和相干信号子空间高分辨处理方法。32元拖曳阵海试数据的处理结果验证了该方法的优越性能,同时说明了该方法在无源声呐探测中应用的可行性。      

外腔半导体激光器随机数熵源的腔长分析

利用光反馈半导体激光器产生的混沌激光作为随机数熵源,详细研究了混沌源外腔长度对500Mbit/s随机数特性的影响.研究表明:在单路混沌源情况下,外腔反馈引起的谐振会使产生的随机序列具有弱周期性,且当外腔反馈时间与采样时间的比值为整数时,产生序列的随机性最差,仅能通过NIST统计测试2,3项;在两路混沌源情况下,当混沌源的外腔长不相等且不成比例时,通过两路异或处理可消除由外腔反馈引起的弱周期性,产生的随机序列能够通过NIST的全部统计测试项.     

基于弱相干光的实际QKD系统的安全性研究

实际量子密钥分发系统使用的单光子源主要是由弱激光脉冲经衰减得到。它不是理想单光子源而是服从泊松分布的准单光子源。每个非空光脉冲中包含多光子的概率不为零,强大的窃听者可利用此获得一些关于最终密钥的信息。因此,有必要研究实际QKD系统的安全性。采用对多光子进行分束窃听、单光子最佳攻击相结合的方案,用Shannon信息理论分析了基于弱相干光的实际QKD系统的安全性。研究结果表明实际QKD系统对于分束窃听和最佳攻击是安全的,并给出合法通信双方在该攻击方案下所容忍的误码率上限。     

关于临界电流被周期性调制的约瑟夫逊结

超导弱连接在外源作用下,一般能简化为由电流源驱动的电阻分路约瑟夫逊结模型.受到辐射场作用时,其临界电流周期性地被调制,本文将给出其解析解.在上述情况下,对弱连接发生的常电压电流阶跃提供一个一般的判据,并且说明分谐波电流阶跃是不存在的;在调制幅度较大的情况下,给出电流阶跃高度依赖于调制幅度的数值计算结果.     

基于原子干涉仪的微观粒子弱等效原理检验

等效原理是广义相对论的两个基本假设之一,也是爱因斯坦对弱等效原理的推广.目前,大量实验证明弱等效原理在一定的实验精度内是成立的.将引力与标准模型统一起来的新理论都要求弱等效原理破缺,因此更高精度的弱等效原理检验具有重要的科学意义.本文介绍了原子干涉仪的原理,回顾了利用原子干涉仪开展微观粒子弱等效原理检验实验研究的历史和现状,介绍了双组分原子干涉仪检验弱等效原理实验涉及的振动噪声抑制、拉曼光移频与相位噪声抑制、四波双衍射拉曼跃迁原子干涉、信号探测与数据处理等关键问题及研究进展,分析了高精度微观粒子弱等效原理检验研究的发展趋势,介绍了长基线原子干涉仪、空间原子干涉仪、超冷原子源以及纠缠原子源制备等方面的研究动态,展望了微观粒子弱等效原理检验研究的发展前景.     

P波间期的心脏电流源重建及电活动磁成像

用超导量子干涉仪在人体胸腔表面测量的磁场数据重建心脏电流源及其成像,是一种无创获取心脏电活动信息的新技术.由于P波间期的心脏磁信号比R波峰值弱,信噪比较低,本文提出了一种可提高分布源空间谱估计强度对比度(IIC)的波束成形方法.该方法分两步:1)在空间滤波器的加权矩阵中引入导联场矩阵,使滤波器输出估计对磁场电流源及其分布比较敏感.通过求解逆问题,可以改进重建分布源强度的对比度; 2)通过设置源强度阈值,提取每个时刻重建源中偶极矩强度极大的电流源,消除其他位置上相对弱的伪源,可提高P波间期电流源重建的精度.文中采用理论分析与仿真试验,比较了IIC与3种其他电流源重建方法的性能.结果表明, IIC的单源空间谱估计的强度对比度较高,电流源重建精度相对较好.文中还分析了2个健康人的61通道心磁测量数据,以及他们P波间期的心脏电活动成像.与其他3种方法相比, IIC的电流源成像结果最优.能够显示健康人P波峰时刻心房的电活动较心室强. P波间期右心房除极时,心脏电活动具有方向特征.     

射频前端强电磁脉冲防护模块设计

基于PIN二极管射频限幅的原理,分析了尖峰泄露产生的原因并提出了解决方法。在此基础上采用无源多级PIN二极管结构,提取相应防护电路的S参数,以设计优化匹配网络,研制了工作于1~200 MHz、插入损耗小于0.156 dB、响应时间小于1 ns的射频前端电磁脉冲防护模块。结合PIN二极管模型,利用ADS仿真软件对电磁脉冲防护模块限幅性能进行仿真,并对加工出来的电磁脉冲防护模块进行了测试,结果验证了各项指标满足要求。     

空间沾染对光学系统的影响分析

空间光学系统由于直接暴露于轨道真空和热环境中,空间沾染物对光学镜面的污染会使空间光学系统的性能发生改变。建立了一套光学系统沾染损伤分析模型,并计算了一种沾染物质在不同波长下对光学系统的沾染损伤。对空间沾染源进行了分类,通过讨论内、外沾染源对全反射系统、折反射系统、全折射系统的影响,提出了对空间光学系统防护的一些建议。     

基于指示单光子源的量子密钥分配协议

主要介绍了量子光源,尤其是指示单光子源在量子密钥分配(QKD)中的应用,提出了一种新的基于指示单光子源的不依赖于测量装置的量子密钥分配(MDI-QKD)方案。与现有的其他方案,如弱相干态方案相比,该方案具有安全性好,密钥提取率与安全传输距离都显著提高等优点。因而,该方案在未来的量子密钥分配实用化进程中具有广阔的发展前景。     

关于电阻分路约瑟夫森结的解析解

超导弱连接在外源作用下,一般能简化为由电流源驱动的电阻分路约瑟夫森结模型。如果电流源为一直流电流和一交变电流组成,本文将给出解析解。此外,在无量纲交变电流i₁<<1的情况下,应用上述解析解的结果处理了平方律检测以及平均电压v等于零时阶跃问题。 关键词：     

标记单光子源在量子密钥分发中的应用

本文主要介绍标记单光子源的制备、特性,及其在3种主流量子密钥分发(BB84,测量设备无关,双场)协议中的应用与发展,同时通过对比标记单光子源和基于弱相干态光源在同类协议中的性能,分析讨论不同光源的优缺点.此外,针对双场量子密钥分发协议中对单光子干涉特性的要求,分析了标记单光子源在双场协议应用中的局限性,并讨论了可能的解决方案,对今后发展实用化量子保密通信系统将起到有价值的指导和推进作用.     

CdS纳米粒子的微波法制备及其光谱特性研究

用微波法以硫代乙酰胺为硫源,成功合成了CdS纳米粒子。透射电子显微镜(TEM）对合成的CdS纳米粒子的表征结果为粒径约12 nm, 粒径分布较为均匀,分散性较好。研究了微波功率、pH值、反应时间等因素对其吸收光谱,荧光光谱和粒径的影响。结果表明,在微波功率为30％、初始反应pH 9.0、微波反应时间为25 min时,可合成质量较高的CdS纳米粒子。比较了以硫代乙酰胺、硫脲和硫化钠为硫源合成的CdS纳米粒子,结果表明,以硫代乙酰胺为硫源合成的CdS纳米粒子荧光带边发射强,缺陷发射弱,荧光性质较好;而以硫脲为硫源合成的CdS纳米粒子荧光边带发射弱;以硫化钠为硫源合成的CdS纳米粒子荧光以缺陷发射为主。铜离子在6.4～512 μg·L-1范围内对该纳米粒子荧光的猝灭呈现良好线性, 可用于痕量铜离子的测定。     

嵌入式系统抗电磁干扰体系研究与实践

针对嵌入式工业过程产品面临的复杂电磁环境,通过分析研究电磁干扰源的信号特征,探讨了抗电磁干扰的应对措施,提出了嵌入式系统产品设计时应采取的层次化的防护体系结构。在抗电磁干扰体系中,CPU及周边电路为核心,所有外部端口信号都要隔离后接入,需采取吸收、泄放、过滤等措施预先进行干扰信号衰减,防止其损坏元件,突破防护体系。结合所提出抗干扰体系结构,通过具体案例详细说明了其实现的方法。经型式试验结果和现场应用表明,所提出抗电磁干扰体系的效果良好。     

基于偏振纠缠光子对的单光子源

提出了一种基于参量下转换纠缠光子对获得单光子源的实验方案,并对实验的光路、数据采集方面做了详细介绍.实验结果显示,由此方案获得的单光子源的品质要优于弱相干光式的单光子源两个数量级,即多光子光脉冲出现的概率降低了100倍.实验结果表明此方案有望得到实际应用. 关键词： 单光子源 参量下转换 反符合测量     

利用交叉克尔效应制备六光子纠缠态

利用弱非线性的交叉克尔介质和对强相干探测场的动量积分零拍探测,呈现了一个关于制备六光子最大纠缠态的方案,如实现制备Dicke态和W态.在本方案中,只要相干探测光场的强度足够大时,对交叉克尔介质的非线性强度要求可以较弱,因而当前实验技术条件上均能满足本方案的要求.考虑到目前实验上实现单光子很是相对困难的,在信号模上仅用弱的相干光替代单光子源,从而进一步增强了本方案的实验可行性.     

基于混沌光纤激光的准分布式布拉格传感网络

提出了一种基于混沌光纤激光器的准分布式布拉格光纤光栅传感系统,将波长可调谐的混沌光纤激光器作为传感光源,全同弱反射布拉格光纤光栅作为传感元件。利用混沌光源具有delta函数的自相关特性,将混沌源的参考光信号与从全同弱反射布拉格光纤光栅反射的光信号经光电探测器进行光电转换,结合相关法对参考光和反射光进行相关运算,根据相关峰的位置对传感器位置进行精确定位。利用混沌激光的可调谐性实现因应力作用而发生变化的全同弱反射光纤光栅的中心波长的解调,从而实现准分布式的传感网络。实验结果表明利用混沌激光可在单路光纤上复用全同弱反射光纤光栅实现传感,并有望实现密集型全同弱反射光纤光栅传感网络。     

基于多时窗波束形成器方法的心脏磁场信号分析

提出了一种多时窗的波束形成器,可以从多通道心脏磁场测量数据中估计强、弱和持续时间长短不同的等效电流源.这种心脏电活动可视化技术将有助于相关心脏疾病的诊断.通过两个已知电流源的仿真实验说明了这种方法的可行性.并通过一个完全左束支传导阻滞和一个完全右束支传导阻滞病人的心脏QRS段磁场测量数据的源估计结果及其二维电兴奋传播图的比较,分析了用这种成像方法揭示的心脏电生理现象.     

关于超导弱连接的电流阶跃

在电池电源和辐射场作用下,对超导弱连接可采取电流源驱动的电阻分路约瑟夫逊结模型。在上述模型下,本文对弱连接发生的常电压电流阶跃提供一个一般的判据,据此还讨论了分谐波电流阶跃的存在问题;在小辐射场情形下给出了电流阶跃高度的表示式,在中等辐射场的情形下还给出了电流阶跃高度依赖于辐射场强度的数值计算结果。 关键词：     

抽运-检测型原子磁力仪对电流源噪声的测量

用于在宽量程范围内标定原子磁力仪的灵敏度的复现磁场通常由精密电流源和标准线圈产生,电流源噪声将直接影响原子磁力仪在宽量程范围内标定的灵敏度.本文基于抽运-检测型原子磁力仪首先提出抑制复现磁场漂移的磁补偿方法,其次开展宽量程范围内电流源的噪声和原子磁力仪的灵敏度之间依赖关系的研究.研究结果表明,抽运-检测型原子磁力仪的灵敏度主要由电流源噪声决定,因此可用特定磁场下的灵敏度估算电流源在对应输出电流条件下的电流噪声.本文研究对弱磁传感器灵敏度指标的标定、高精度电流源的研制、磁感应强度计量和电流计量的协同发展都具有参考价值.