双通道衍射计算成像光谱仪系统

常规衍射光谱成像系统采用单通道方案,主要针对简单图形目标或光谱特征已知的气体目标进行模拟仿真和光谱成像实验。而当目标为自然场景等复杂景物时,成像系统的光谱解算效果和精度难以保证。针对复杂景物成像,设计了一套双通道可见近红外衍射计算成像光谱仪系统,在常规单通道衍射成像光谱仪系统的基础上,增加一路全色相机成像,可以为衍射成像通道提供复杂景物的全色信息和先验知识。将两个通道的数据进行联合处理,提升最终的光谱数据反演效果和反演精度。介绍了系统组成和基本原理,分析了系统性能,利用仿真程序模拟了系统成像过程。在实验室搭建了可见近红外衍射计算成像光谱原理验证装置。对实验得到的450~800 nm的可见近红外混叠光谱数据进行光谱复原。利用海洋光学光谱仪测试色板的光谱曲线作为标准谱线,与复原得到的光谱数据进行对比,反演的光谱数据平均精度优于90%。通过衍射计算成像原理分析、模拟仿真和原理实验,验证了双通道衍射计算成像系统原理的正确性,能够反演得到精度优于90%的复杂景物光谱数据,提升了衍射成像光谱系统应用潜力和应用价值。     

基于计算全息的斜面和曲面光刻

斜面和曲面微结构元件在微电子学、微光学、微流体学等领域有着重要的应用,为了实现快速、低成本的斜面和曲面光刻,提出了利用基于液晶空间光调制器的纯相位计算全息技术投影目标图案到斜面和曲面进行曝光的方法。生成了斜面和球面全息光场,对光场进行消散斑和杂散光去除的处理,完成了斜面和球面光刻实验验证。实验结果表明:该方法加工效率高、设计灵活多变,不受单一结构限制,是一种极具潜力的三维微纳加工方法。     

相位恢复算法:原理、发展与应用（特邀）

研究表明,由于相位比振幅包含更多关于场的信息,因此相位测量在现代科学和工程的诸多分支中始终是研究的热点问题。在可见的电磁波范围内,相位信息很难通过现有的光电探测器直接采集获取。相位恢复技术提供了一种从捕获的强度信息中将相位信息“计算”出来的有效手段,并已成功应用于天文观测、生物医学成像和数字信号复原等多个科学领域。算法是相位恢复技术的核心,也是该技术发展和应用的关键。文中结合物理学原理和信号处理方法对相位恢复算法的基本原理进行阐述,综述了各类相位恢复算法的发展历程及其优缺点,并简单概述了相位恢复算法在光学领域的典型应用,最终指明其面临的挑战和未来的发展趋势:更优异的收敛性能和噪声鲁棒性、恢复更复杂物体相位信息的能力、多目标多任务集成的兼容性。     

基于多目标图像清晰度评价的LAMOST光谱仪离焦诊断方法

研究表明,当温度产生一定变化时,会导致大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）光谱仪的内部器件产生热诱导变形,引起CCD靶面上的图像离焦模糊,降低了天文数据测量精度,也大大增加了16台光谱仪的日常维护难度。基于LAMOST运行前拍摄的定标灯谱数据,提出了一种基于多目标图像清晰度评价的离焦诊断方法。该方法通过对不同离焦量下的定标灯谱图像进行分析,提取了一定数量的光斑的半高全宽（FWHM）及其总体分布情况,建立多目标图像清晰度与系统离焦量之间的离焦函数模型,实现对LAMOST成像像质的离焦诊断,为后续智能化主动补偿技术的实现提供了技术支撑。介绍了LAMOST光谱仪的工作原理及结构,给出了光谱仪对调焦精度的需求;详细介绍了光斑FWHM值的测量原理与多目标图像清晰度评价函数的构建方法。与传统图像清晰度评价函数的对比结果显示,文中方法具有更高的清晰度对比率与精度,对定标灯谱图像的离焦诊断误差在10 μm以内,有效降低了人为局部诊断带来的误差,提高了16台光谱仪系统一致性,有望提高LAMOST日常运行效率与光谱仪的长期稳定性。     

基于非整数阶SSC盲移频的LFM雷达干扰技术

传统频谱扩展与压缩(SSC)盲移频干扰的阶数为整数,为了实现精确的位置干扰,需要调整不同的处理延时,在实际应用中存在一定的局限性.该文对整数阶盲移频技术进行了改进,提出了一种基于非整数阶SSC盲移频的LFM雷达干扰技术.该技术在干扰机处理延时不变的情况下,通过改变SSC盲移频的阶数来实现精确的位置干扰.该文推导了一种高效的非整数阶SSC盲移频干扰实现方法,同时通过Newman序列控制信号的初相来减小压制干扰信号的峰均比(PAPR).仿真结果表明,该文算法在指定干扰机处理延时的情况下,可以实现假目标欺骗干扰和相参密集压制干扰,能够有效对抗脉冲压缩体制雷达,具有较好的工程应用价值.     

一种人与人和机器到机器共存下能效最大化的上行用户分配算法

针对5G超密集异构蜂窝网络中人与人(H2H)和机器到机器(M2M)共存场景下有服务质量(QoS)保障和负载均衡的上行用户分配问题,该文提出一种基于匹配理论的用户分配算法.该算法在用户分配过程中同时考虑不同类型节点的接入控制策略,在最大化网络能效的同时,实现节点QoS保障.仿真结果表明,与其他算法相比,该算法不仅能够在能效、负载均衡以及QoS保障方面获得更好的性能,并且能获得与穷举法相近的性能.此外,所提算法的收敛速度很快且不受节点和基站数目变化的影响,适合解决H2H和M2M共存场景中的用户分配问题.     

我国交通电气化产业和技术路线图(下)

2021,变频产业砥砺前行,轨道交通行路致远,新能源汽车踔厉奋发……伴随收获和喜悦,2022的华章已经开启,让我们一起去拥抱机遇和挑战吧!本刊有幸特约到中国电源学会电气化交通专委会主任、新概念汽车研究院副院长、清华大学教授、《变频器世界》编委主任李永东教授,为我们深度剖析变频产业与技术发展的现状与趋势,高瞻远瞩地为我们带来我国交通电气化产业和技术路线图。此路线图将引领行业技术与创新,具有鲜明的行业价值主张,其内容分上(1期)、下(2期)两部分陆续刊出,敬请期待。     

方向估计的神经网络计算

本文给出一种借助于二维神经网络构成的混合系统,用它来完成几种方向估计算法,这些算法包括：最大似然法,交替投影最大似然法,Ｍａｒｃｏｓ等人提出的无需特征分解的“传播算法”。利用神经网络对某些算法的快速性,该系统为实时实现目标的精确定位提供了一条新的,有效的途径。