基于FPGA的相控阵探测器高速信号处理电路

为了降低相控阵探测器结构的复杂度,基于现场可编程门阵列FPGA设计了五通道高速信号处理电路。采用坐标旋转数字计算机CORDIC和多相分解滤波器设计了数字下变频器,降低每个数据流的处理负担。在波达方向DOA模块中,引入改良的收缩阵列方法,实现了对数据的并行处理,缩短了空间谱的搜索时间。利用嵌入式乘法器和加法器实现了波束形成网络BFN的可编程设计,使响应速度达到了毫秒级。实验结果表明:设计的电路总延迟仅为1.242 ms,能将原始信号放大到近13 dB,方向角测量误差小于1°,实现了对无线电基带信号的高速处理。     

采用半解析蒙特卡洛技术模拟星载海洋激光雷达回波信号的软件

采用半解析蒙特卡洛方法,开发了一套星载海洋激光雷达回波信号的仿真系统。通过输入激光雷达系统参数和仿真的环境参数,该系统能够模拟具有不同光学特性的大气和海洋的激光雷达回波信号。同时该仿真系统设计了用户友好的软件界面方便用户对输入参数进行操作,并直观地看到输出结果。利用该系统进行了多种仿真,例如不同类型水体以及不同散射相函数的情况,并将仿真结果与理论的激光雷达信号做了对比,具有较高的一致性。该系统对星载海洋激光雷达探测机理的研究有一定的指导意义。     

Broadband second-harmonic generation in a tapered PPLN waveguide

We demonstrate a period poled tapered lithium niobate waveguide and study second harmonic generation (SHG) in this device for the purpose of broadening the quasi-phase matching (QPM) acceptance bandwidth. The finite-difference beam-propagation method is used to simulate the guided modes and calculate the effective indices. The simulation results show that by tapering the width of the cross section linearly, the phase mismatch between a specific input wavelength and its SHG signal can be varied along the propagation length. Ideal SHG phase-matching conditions for a wide range of input wavelengths in communication band from 1 542.5 nm to 1 553.5 nm can be satisfied in different positions of the waveguide.     

修饰不同金纳米颗粒的极大角倾斜光纤光栅折射率传感特性研究

研究了分别使用大尺寸金纳米壳与星型金纳米颗粒修饰极大角倾斜光纤光栅(ExTFG)的局域表面等离子体共振(LSPR)传感器,实验对比了这两种ExTFG-LSPR传感器的折射率传感特性。实验结果表明:修饰星型金纳米颗粒的ExTFG传感器,其TM、TE模的基于波长变化的折射率灵敏度分别提升约15.52和12.8nm/RIU,但共振吸收效应不明显;而修饰大尺寸金纳米壳的ExTFG传感器,在大尺寸金纳米壳的LSPR作用下,其TM、TE模的基于波长变化的折射率灵敏度分别提升约31.1和26.99nm/RIU,同时,TM与TE模在C-L波段表现出强烈的共振吸收,基于归一化强度变化的折射率灵敏度分别约为185.18%/RIU和251.83%/RIU。     

单像素几何矩探测运动物体定位技术（特邀）

针对快速实时定位运动物体的需求,提出了一种使用几何矩探测的单像素快速定位运动物体的方法。该方法的核心是通过探测运动物体的质心实现快速定位运动物体。根据几何矩性质构造3个几何矩照明光,并照射运动物体,利用单像素探测器收集运动物体与调制光相互作用后的反射或透射光的强度值。根据单像素成像理论,探测强度值与物体的零阶和一阶几何矩值相对应。标识物体位置的质心参数可由物体的零阶和一阶几何矩值获取。结合数字微镜调制器(DMD)和时间抖动的方法产生几何矩照明光,利用所提方法在不成像的前提下分别实现了帧频约为500 fps和1 000 fps运动物体定位。所提方法获取质心的误差在1.63个像素以内,均方误差为0.118 3个像素。文中所提方法为使用单像素探测器实现快速追踪运动物体提供了一种新思路。     

基于近似观测的加权L1 压缩感知SAR成像

近些年,压缩感知(CS)理论已经被应用于合成孔径雷达(SAR)成像。传统的CS-SAR 成像需要消耗很高的计算机内存,为了减少计算机内存消耗,基于近似观测的CS-SAR 成像模型被提出。已有的基于近似观测的CS-SAR 成像模型使用Lq(0≤q≤1)正则化项来稀疏约束成像结果,当q 越小时,得到的解越稀疏;但是当q = 0 时, 该优化问题就变成了NP 难问题。提出了基于近似观测的加权L1 -CS-SAR 成像模型,加权L1 正则化既能够很好地逼 近L0 正则化,又能够避免NP 难问题。进一步地,我们针对该成像模型提出了相应的迭代加权阈值算法,仿真结果证明了所提出的成像算法的性能优于已存在的迭代阈值算法。     

基于周期压力写入的长周期光纤光栅的一阶光学微分器

根据一阶光学微分器的传递函数,理论分析了均匀 长周期光纤光栅(LPFG)作为一阶瞬态光学微分器应满足的条件。周期压力产生的LPFG能够通 过压力的控制加强光栅的模式耦合,因而得到大的光栅谐 振损耗,实验证明了周期压力在细径光纤上产生的LPFG能够产生大于50dB的谐振损耗。数值模拟结果表明,此光栅光 学微分器能够高精度地完成对高斯脉冲的微分运算,在超快全光信号处理、飞秒脉冲整形和 任意光脉冲产生等领域中有宽广的应用前景。     

基于时差法和TDC-GP2的超声波热量表设计

为了实现高精度的热量值测量,设计了基于TDC-GP2的时差法超声波热量测量系统。系统采用超声波换能器和铂电阻温度传感器PT1000为敏感单元,TDC-GP2为测试单元,结合FPGA与上位机,最终实现了数据的采集、传输和处理功能。经过测试,系统流量测量误差在±0.5%以内,温度测量偏差不超过0.5℃,热量值测量误差优于±0.3%,达到了《热能表检定规程》的标准。     

一种CMOS超高速主从式采样/保持电路

基于65 nm CMOS工艺,设计了一种新型的CMOS主从式采样/保持电路。采用全差分开环主从式的双通道采样结构,提高了电路的线性度。采用负电压产生技术,解决了纳米级工艺下电源电压低的问题。采用Cadence Spectre软件对电路进行仿真分析。仿真结果显示,在1.9 V电源电压、相干采样下,当输入频率为1.247 5 GHz,峰-峰值为0.4 V的正弦波信号,采样率为2.5 GS/s,负载为0.8 pF时,电路的无杂散动态范围(SFDR)为78.31 dB,总谐波失真(THD)为－75.69 dB,有效位为11.51位,可用于超高速A/D转换器中。     

钯碳催化下以甲酰肼为还原剂的卤代芳烃还原偶联反应研究

在Pd/C催化下, 以甲酰肼为还原剂, 卤代芳烃通过还原偶联反应能高选择性地合成相应的联苯化合物. 具有不同取代基的卤代芳烃的还原偶联反应产率在52%～94%之间.