高性能TDI扫描式红外传感器读出电路研究

扫描式红外成像传感器在遥测遥感、卫星成像等远距离成像领域具有广泛的应用。为了缓解信噪比相对较低而影响图像质量的问题,提出了一种时间延时积分(TDI)型读出电路。该读出电路由电容跨阻放大器(CTIA)像素电路阵列、并行TDI电路、多路开关选择电路和输出缓冲器等组成。为实现对宽动态范围光电流的处理,CTIA电路设计有多档可选增益,且非线性度小于0.3%。该读出电路采用0.35 μm CMOS工艺设计与制造,芯片面积约为1.3 mm×20 mm,采用5 V电源时功耗小于60 mW。为了评估1024×3 TDI读出电路的功能,采用了对TDI输入端注入不同电压激励的方式进行测试,测试结果验证了所提出的设计方案。     

MEMS微波功率传感器的三维等效电路模型

为了得到热电式MEMS微波功率传感器的三维温度分布和时间常数,建立了传感器的三维等效电路模型。首先根据热-电参数的等效关系和传感器的结构建立等效电路模型。接着,对等效电路的单元模块进行理论分析。最后,根据建立的三维等效电路模型研究传感器的温度分布和响应时间。传感器的灵敏度为0.076 mV/mW@10 GHz,时间常数为56.24μs。测试结果表明,传感器的灵敏度为0.06 mV/mW@10 GHz,时间常数为85μs。所建立的三维等效电路模型不但可以得到微波功率传感器的响应时间,而且可以准确地得到热量在衬底的耗散情况。因此,本研究对热电式MEMS微波功率传感器设计具有一定的参考价值。     

氮气退火对锑掺杂氧化锡薄膜近红外阻隔性能的影响

采用射频磁控溅射的方法,用96at％SnO2/4at％Sb2O3陶瓷靶在玻璃表面制备了锑掺杂氧化锡(ATO)薄膜.研究了溅射功率、压强和后退火对薄膜近红外阻隔性能的影响,并采用Uv-Vis-NIR透射光谱、霍尔效应测试仪、XRD和SEM等设备对薄膜的性能和结构进行了测试和分析.结果表明,室温沉积的ATO薄膜近红外透光率较高,但在氮气中退火后,不同溅射压强和溅射功率下沉积的ATO薄膜的近红外透光率均显著降低.在氧含量为10％、压强为1.4Pa、溅射功率为200W时,室温下沉积的ATO薄膜在氮气中500℃下退火1h后,550nm处透光率由80.9％升高至85.8％,2 000 nm处透光率由84.6％下降至23.0％.     

3- 中红外偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器

文章提出了一种3 中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器,器件主要包括两部分：模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求,而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95 到3.05 的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比,TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB,其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算,当器件长度为420 ,能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。     

基于REAL气溶胶激光雷达在站比对标定技术研究

年3月—11月,利用经过欧洲激光雷达标校中心认证的移动REAL 标准气溶胶激 光雷达,开展了迄今为止国内最大规模的激光雷达在站比对标定。本文首先介绍了一种组网 激光雷达在站比对标定方法,然后将REAL雷达与北京、上海、广州3个城市相关站点的12 部气溶胶激光雷达在532 nm波长下开展了首次在站比对标定。根据预 先设定的指标对其中按照 气象探测中心(meteorological observation center,MOC)要求完成软硬件标定的11部雷达进行了定量评估。结果表明11部雷达基本满 足指标要求,其中9部雷达P/S通道2—5 km系统偏差(system deviation,SD)均在±20%以内,超过50%的被标雷达P 通道0.5—2 km系统偏差基本满足±10%以内。 通过在站比对标定技术可以有效识别P/S通道 串扰、探测器饱和等问题,确 定了超大城市试验中被标雷达可信数据的范围,为气溶胶激光 雷达业务化定量应用提供了技术支撑。     

激光干扰高空动靶地面伺服系统稳定跟踪速度分辨率探讨

强激光连续干扰、照射空中靶材使其升温、软化、熔融而造成其结构的饱和或损伤,一定的能量积累是必需的.能量积累与激光器功率密度和激光束在靶材上的驻留时间有关,在一定激光功率水平下,驻留时间越长,干扰效果越佳.显然强激光地面伺服系统的跟踪精度和速度跟踪能力将直接影响激光在高空动靶上的驻留时间,从而影响干扰效果.而在高俯仰角下跟踪高空动靶,地面伺服系统的水平跟踪精度和速度分辨率又是影响驻留时间的重要因素.系统方位速度分辨率定义为水平伺服系统所能分辨的最低速度值Vmin.本文针对高空500 km处的动态靶标,讨论了地面激光发射系统在出光口径D=1m,衍射极限γ=3,光束直径为40 m时的单次照射时间(即激光在靶标上的驻留时间),由此分析激光干扰高空动靶所需地面伺服系统的跟踪精度和速度跟踪分辨能力,由此得出地面伺服系统方位稳定跟踪速度越低,干扰效果愈好的结论.     

一种低截获概率的波位编排方法

雷达工作时,传统的波位编排因为规则单一,容易被电子战系统截获和识别。针对此问题,提出了一种低截获概率的波位编排方法。首先介绍了传统的区域扫描和定点跟踪的波位编排模式,然后讨论了交错及低损耗点的低截获概率波位编排方法,给出了波位编排的实现流程并分析了任务性能和低截获性能。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于朗伯模型参数估计的VLC室内定位优化算法

为实现高精度室内定位,本文设计了一种可见光 通信(VLC)室内定位系统,并通过 结合优化的朗伯模型、码分多址技术(CDMA)、三边定位算法而有效提升了定位精度和系统 扩展性。首先,每个发光二极管(LED)的ID信息经过直接序列调制后加载到LED驱动电路上 ,LED发出带有自身ID信息的灯光信号。在接收端通过光电探测器(PD)接收灯光信号,并 根据扩频码的正交性恢复出ID信息及接收信号强度(RSS),以此提高信道容量并增强系统 抗干扰能力。然后,根据朗伯光源模型,由三边定位算法得出待定位点的定位估计坐标。为 进一步提高精度,引入k最近邻(KNN)思想,采集适当的指纹点并由指纹点信息对每盏灯在 定位估计坐标处的朗伯光源模型参数进行估计,由优化后的朗伯模型计算出精度更高的定位 坐标。在1m×1m×1.35 m的空间区域中,进行本VLC室内定位系统 的实验测试。结果表明,提 出的高精度VLC室内定位系统的平均定位误差降低至2cm左右,其定位精度相比于传统三边 定 位算法提升了30%。此外,该系统方案所采用基于指纹点信息优化朗 伯模型参数的方法具备良好的实用扩展性,可实现广阔的应用场景。     

利用相位恢复波前传感技术检测球面镜面形

为了验证相位恢复波前传感器系统波前检测的能力,搭建了基于相位恢复测量方法的波前传感器检测球面镜面形的实验平台。该平台结构简单,抗震动,可以在对光路不进行任何改变的前提下,利用成像系统上已有的相机对整个光学系统进行在位检测。为了验证相位恢复波前传感器测量方法的准确性,将相位恢复波前传感器测量结果与ZYGO干涉仪测量结果进行比较,实验结果表明在面形误差分布及误差的峰谷值(PV)和方均根值(RMS)上,两者具有极大的相似性,所以利用相位恢复波前传感器技术能有效地检测出球面镜的面形误差。     

粒子群优化BP神经网络的激光铣削质量预测模型

为了有效地控制激光铣削层质量,建立了激光铣削层质量（铣削层宽度、铣削层深度）与铣削层参数（激光功率、扫描速度和离焦量）的BP神经网络预测模型。采用粒子群算法优化了BP神经网络的权值和阈值,构建了基于粒子群神经网络的质量预测模型。所提出的PSO-BP算法解决了一般BP算法迭代速度慢,且易出现局部最优的问题,并以Al2O3陶瓷激光铣削质量预测为例,进行算法实现。仿真结果表明:提出的PSO-BP算法迭代次数大大减少,且预测误差明显减少。所构建的质量预测模型具有较高的预测精度和实用价值。