光谱稳定性对直接探测多普勒测风激光雷达的影响研究

从种子注入固体激光器的不稳定和多普勒频移检测干涉仪的光谱漂移出发,模拟和分析其对基于双边缘探测技术的直接探测多普勒激光雷达风速测量准确度的影响. 模拟结果显示,在5 min积分时间的30 000个脉冲内,如果达到风速准确度1 m/s,要求激光器出现多纵模的脉冲不能超过总脉冲个数的0.06％.在干涉仪光谱稳定方面,使用两级温控可以将干涉仪温度控制在±0.002℃,对应风速误差为±0.226 m/s.同时提出通过监视种子注入过程中的脉冲建立时间和干涉仪温度,可以在数据反演时,消除激光频率跳动和干涉仪光谱漂移对风速测量准确度的影响.     

基于反射光谱的土壤铁元素含量估算

近几十年来,光谱技术在土壤科学中的应用越来越受到重视。利用土壤反射光谱可以快速获取土壤信息,了解土壤理化属性,对土壤铁含量进行估算。在已有的研究中,土壤铁的光谱估算多选用表层土壤,大多进行全铁的估算,忽略了不同形态的土壤铁,且估算结果并不十分理想。为了得到不同形态土壤铁最佳模型的处理方法,并探讨有机质含量和土壤深度对不同形态土壤铁估算精度的影响,以江苏省东台市为研究区,选取20个地点共采集了160份土壤样品,将每份样品分别研磨至10目和100目,在室内进行光谱数据采集之后,在使用八种不同方法进行预处理的同时将每种方法都选取多种参数,利用偏最小二乘回归法将全反射波段分别与土壤中的全铁、游离铁、无定形铁的含量进行建模回归,并评价模型精度。结果表明：(1)建立三种不同形态土壤铁的最优模型的处理方式都是将土壤研磨成100目,采用多元散射矫正法,全铁的决定系数(R2)只有0.6,而且模型不够稳定;游离铁和无定形铁估算结果比较好,R2分别达到了0.77和0.69,而且误差小,模型稳定;(2)由于全铁中的硅酸铁很容易受到外界环境的影响,有机质和土壤深度对全铁的估算精度影响都很大,对游离铁的估算精度影响最小;无定形铁由于含量少,其估算模型也比较容易受到有机质和土壤深度的影响。     

人工神经网络参数调整对生物光谱识别的影响

本文介绍了一种利用反向传播人工神经网络 (BP ANN)对生物可见光谱进行识别的方法。利用自组的光纤探头式光谱仪对苹果的疤痕和烂痕微区表面进行部分可见光范围 (5 0 0～ 730nm)的光谱测量 ,采用具有单隐层的BP ANN对光谱数据进行分析 ,以便对生物表面性质实现自动识别。本文着重就神经网络的输出值范围、训练方式、隐层数及不同程度的噪音信号等对神经网络识别精度的影响做了较为详尽的讨论。     

超声波对菠萝果蛋白酶活性和光谱的影响

以菠萝果为材料，用盐析法制备菠萝果蛋白酶粗酶，进一步经SephadexG-50和DEAE-纤维素柱层析纯化，其SDS—PAGE呈单一的电泳带，并获得了菠萝果蛋白酶结晶。一定参数的超声作用可以使酶活力提高，经光谱分析，超声处理后酶的吸收光谱不改变，而荧光发射峰由336nm红移到339nm，紫外差示光谱在一定的波长也呈现出明显的正峰和负峰。本文讨论了超声波影响菠萝果蛋白酶活性的机理。     

大气压氩气/空气介质阻挡放电中分子振动温度

使用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气混合气体放电中,利用光谱方法测量了氮分子(C3Π_u)的振动温度及其随空气含量的变化关系。计算中采用的是氮分子第二正带系(C3Π_u→B3Π_g)的发射谱线,顺序带组有：Δｖ＝-1,Δｖ＝-2和Δｖ＝-3。结果表明：大气压介质阻挡放电中氮分子振动温度范围为1 938～2 720 K,振动温度随空气含量的增加几乎是线性增加的。该工作对研究介质阻挡放电中等离子体的动力学过程具有重要意义。     

取样光纤光栅式差分吸收检测甲烷系统

应用取样光纤光栅滤波、近红外光谱和改进的差分吸收检测技术,实现了对甲烷气体等距分布的多条近红外吸收线的同时测量,完善了差分吸收技术应用于弱气体检测的理论。分析了差分吸收检测的基本原理,并结合光源强度调制技术,建立甲烷检测的数学模型。实验结果表明该检测系统性能稳定、灵敏度高,适于检测甲烷。     

宽带多普勒测速技术中的发射信号

声波信号作为系统测速的载体,直接影响测速性能,是多普勒测速技术的关键。研究 了不同发射信号的频谱特性及基于复协方差法的多普勒频移测量误差。一般假设二相编码信号频谱关于载频对称,但实际上其频谱为不关于载频对称的双边谱,不对称程度由不对称系数量化。不对称系数越小,测频偏差、标准差均越小,即测频性能更佳。仿真实验表明,在不考虑波束开角的点回波模型下,差分重复伪随机Blackman码元幅度调制编码信号与常用的非差分重复伪随机二相编码信号相比：不对称系数低3个数量级;信号频带同带宽内信噪比在0~-10 dB范围内测频标准差约下降2%~20%;信噪比高于10 dB时相对测频偏差约小5‰~6‰。     

X射线荧光光谱及拉曼光谱法研究五谷营养成分

采用X射线荧光光谱分析法(XRF)和激光拉曼光谱法(Raman),测定了小米、玉米、黄米、大米和小麦5种常用主食(五谷)中营养成分及钾、镁、钙、铁、锌、锰、铝、铜等多种微量元紊的含量.X射线荧光光谱分析法测量结果表明,五谷中所含微量元素非常丰富且种类基本相同,但各元素含量存在很大差异.5种谷类中K元素含量均为最高,含量...     

Design and implementation of spectrum sensing for cognitive radios with a frequency-hopping primary system

In this work, spectrum sensing for cognitive radios is considered in the presence of multiple Primary Users (PU) using frequency-hopping communication over a set of frequency bands. The detection performance of the Fast Fourier Transform (FFT) Average Ratio (FAR) algorithm is obtained in closed-form, for a given FFT size and number of PUs. The effective throughput of the Secondary Users (SU) is formulated as an optimization problem with a constraint on the maximum allowable interference on the primary network. Given the hopping period of the PUs, the sensing duration that maximizes the SU throughput is derived. The results are validated using Monte Carlo simulations. Further, an implementation of the FAR algorithm on the Lyrtech (now, Nutaq) small form factor software defined radio development platform is presented, and the performance recorded through the hardware is observed to corroborate well with that obtained through simulations, allowing for implementation losses.     

A cost-effective approach for spectrum sensing using beamforming

Spectrum sensing (SS) is one of the principal challenges on which the mobile communication is based on. Identifying the available frequency bands, also called white spaces, is the main issue. A novel blind approach for SS in the narrowband context is proposed in order to improve the signal detection. Considering a channel with its angle of arrival (AoA), we use beamforming technique to exploit the maximum and minimum angular energy. Both theoretical developments of the threshold and performance analysis are developed. To validate our contribution, the analytical results of the performance developed in this paper are compared with those from simulation. A comparison of state-of-the-art SS method using the eigenvalue decomposition is provided which brings an interesting trade-off between complexity and performance. Finally, simulation results considering the probability of misdetection under very low signal-to-noise ratio (SNR) are presented.