模式自动切换电荷泵的开关感应误差电压的分析

本文描述了一个关于模式自动切换电荷泵的开关感应误差电压的精确表达式,此误差电压会在输出电容上产生一个冲击电压。这将会导致一些不希望得到的结果：大的输出电压纹波,有害的高频噪声和低的效率。通过这个表达式可以得到一些减小输出电容上冲击电压的方法。一个等效集总模型被用来推出此表达式。本文中的模式自动切换电荷泵使用SILTERRA0.18?m CMOS工艺实现。实验结果显示冲击电压的值与表达式的计算结果十分吻合。通过比较三个不同的经过改进的版本的测试结果,可以看到由开关感应产生的过冲电压明显的减小。     

等效时移随机共振的载波同步

针对随机共振应用于单频载波同步时存在的噪声能量转化不彻底、采样点数量需求高的问题,提出了随机共振等效时移的载波同步方法。首先,通过充分利用接收信号的先验信息,设计样点等效时移过程,降低了载波同步对采样率的需求;其次,通过设计多级迭代的随机共振系统,并设置本地同频方波信号,提高了噪声的转化效率;最后,给出了较为完整的时移校准和时延校准的模块设计。理论分析和仿真结果均表明该方法能够有效地实现载波同步,并较现有方法提高约10 d性能。     

基于红外测量图像的高速飞行目标等效辐射温度计算方法

高速飞行目标的测量温度对研究其热防护性能有着极其重要的意义,分析了高速飞行目标红外辐射成像的特点,指出了高速飞行目标红外成像较为模糊的3个原因:1)红外光学系统本身使得能量扩散,由点扩散函数表示;2)目标拖尾;3)大气抖动,这使得静止或低速目标辐射测温算法已经不再适用。提出了一种有效计算高速飞行目标辐射温度的方法,首先通过图像分割从红外图像中把飞行目标和背景区域提取出来,再通过标定数据计算目标辐射强度,同时扣除背景能量以及考虑大气透过率,再根据目标的视在面积和发射率计算目标的等效辐射亮度,最后通过查表得到目标的等效辐射温度。     

新型等效斜楔设计

针对现有的静态斜楔干涉具无法实现零光程差,并且对被测光的空间相干性要求较高,进而影响光谱反演的准确性和复杂性问题,提出了一种新型等效斜楔干涉具,该等效斜楔由两种折射率不同的材料构成,两个反射面完全垂直,干涉的两束光是由同一束光分开而得,因此对光的空间相干性无太高要求,并且可以实现零光程差。理论推导了该斜楔不同位置的光程差公式和光谱反演公式,并且设计了该等效斜楔,其最大光程差可达168.3 m,对光谱测量过程进行了仿真分析,结合最大光程差和所测光谱波段分析了线阵CCD的像元数要求。采用532 nm单纵模激光器和632.8 nm氦氖激光器进行了实验分析,实验结果得到中心波长误差小于0.2%。     

基于分形的左手材料设计

为了寻找一种设计出特异媒质单元结构的可行方法,利用分形理论中的文法构图法,采用不同的公理和改写规则,设计出两种全新的分形图案,之后将其周期性地分别蚀刻在介质板两面,通过电磁仿真软件HFSS得到其散射参数的幅值和相位,利用等效参数提取软件提取其等效参数,成功构造出特异媒质中的一类,即左手材料,且在5.5~6 GHz频率下其等效介电常数和等效磁导率均为负。利用分形理论构造特异媒质单元结构的方法是方便可行的,且图形有无穷可能性。     

薄膜体声波谐振器的电磁兼容性分析

随着薄膜体声波谐振器(FBAR)工作频率及FBAR器件集成度的不断提高,FBAR器件的电磁干扰问题显得尤为突出。常用电学模型和有限元模型都假定FBAR中的电磁场为无源准静态场,无法仿真模型的相关电磁特性。使用HFSS高频电磁仿真软件建立了FBAR的三维电磁仿真模型,采用一个包含声场特性的等效介电常数,实现了FBAR电磁场分布、电磁场耦合与压电效应的一体化仿真。分析了高频电磁场分布及电磁场耦合对谐振特性的影响,通过优化FBAR与临近元件的间距及采用不同介电常数的基板材料,减小了电磁场耦合的干扰。     

空间目标天基成像探测信噪比分析

基于光散射理论和轨道动力学,引入区域分解、网格划分和矢量坐标变换的思想,利用双向反射分布函数建立了空间目标等效星等的数学模型。结合空间目标天基成像探测的噪声来源建立了空间目标探测信噪比的数学模型。以空间目标天基红外系统为例,根据目标的结构特性、材料特性、背景特性、轨道特性及探测器的轨道特性、性能参数等,计算了目标等效星等和目标探测信噪比随时间的变化关系。结果表明,目标等效星等在观测时间内存在约3个星等的差别,导致目标探测信噪比在观测过程中也随之变化。仿真结果验证了建模方法的正确性,实现了空间目标天基成像探测信噪比的动态分析。     

基于等效弹簧式柔性连接的摆镜模态分析

针对空间稳像系统摆镜的柔性连接方式,提出了使用多个等效弹簧单元替代原有的柔性连接的有限元分析方式。对等效弹簧与原弹簧的弹性系数的对应关系进行了推导,使用等效弹簧的方式对摆镜系统完成了有限元建模,并进行了模态分析,计算出了一阶谐振频率。最后用非接触式激光共振检测系统对摆镜系统进行了检测,并将检测结果与模态分析结果进行了对比,结果表明,基于等效弹簧式柔性连接的摆镜有限元建模方法切实有效。为摆镜的后续设计提供建设性参考,对类似的工程分析具有十分重要的借鉴意义。     

基于微偏振片阵列的偏振成像技术研究

基于微偏振片阵列(MPA)的偏振成像设备在体积、重量、功耗等方面的优势,极大促进了偏振成像的应用领域。但目前对于MPA光栅参数设计、单元排布模式以及偏振特征解算等方面的研究均存在严重不足,影响了准确偏振特征的获取。针对这些问题,文中利用光栅衍射和等效介质理论进行MPA光栅参数设计,并提出MPA在频域内的联合编解码设计方法,以期MPA单元排布与偏振特征解算达到综合最优。仿真结果表明,MPA编解码设计方式的选择将会对偏振信息的获取性能产生较大影响。     

红外成像系统NETD参数测试算法及应用研究

噪声等效温差(NETD)是表征红外成像系统灵敏度的关键参数,也是评估红外成像系统性能的重要参数之一,应用广泛。通过对红外成像系统3D噪声、信号传递函数(SiTF)、NETD等参数测试方法、算法和流程研究,给出一种基于视频文件的3D噪声离线对比测试方法和一种SiTF线性区自动判断计算斜率算法,在此基础上针对某型技术保障装备国产化光电检测平台开发了配套应用软件功能模块。实现了通过计算单位均方根噪声所对应的SiTF斜率值,分析得出系统NETD参数值的功能。以某型热像仪为被测对象,开展了测试结果重复性和一致性试验,并与美国Optikos公司I-SITE红外整机测试系统进行了对比测试。实验结果表明开发的NETD参数测试功能模块测试精度和重复性满足设计要求,具有较高实用价值,已进行了工程应用。