用 Matlab 实现恒定电场的可视化

用静电比拟方法将恒定电场问题转化为静电场问题后,可用Matlab求解并实现可视化。电力线图能反映场的宏观概况和细节分布,具有清晰的物理含义。Matlab绘制电力线图需要指定准确的起点,简单问题可通过分析对称性直接得到电力线的起点,对称性差的问题要根据电场公式迭代计算确定电力线起点。数字图像处理技术可用来增强恒定电场的图形效果。可视化教学能为抽象电磁理论带来直观性,从而提升教学效果。     

OFDM-PON系统中基于混沌映射的密钥保护和PAPR降低的加密算法

针对正交频分复用-无源光网络(OFDM-PON) 传输系统中的数据安全与高峰均功率比(PAPR)问 题,提出一种基于混沌映射的PAPR降低与数据加密算法。该加密算法,首先利用拉格朗日多 项式隐藏混 沌映射初值实现密钥保护;然后,利用混沌映射生成二值序列,通过正向异或与反向异或对 明文进行加密 得到动态密文,以抵抗选择明文攻击;最后,采用混沌加密的恒包络零自相关(CAZAC)矩 阵与OFDM符 号相乘降低PAPR。实验结果表明,该加密算法可实现密钥的隐藏,且生成的动态密文能够有 效抵抗选择明 文攻击。同时,相较于普通的OFDM-PON系统,该算法能够实现~2.4 dB(PAPR=10－3 )的PAPR降低与~1dB(BER=10－3)的接收灵敏度提升,进一步提升了传输性能。     

可见近红外波段碲镉汞材料光学常数测定与宽谱增透设计

将碲镉汞(Hg_(1-x)Cd_xTe)红外焦平面器件衬底去除后,其响应波段可拓展到可见光波段,在高光谱成像应用中可显著减小系统的尺寸和重量,对光电探测系统的小型化和微型化具有重要实用价值.而明确碲镉汞材料在可见近红外波段的光学常数,对碲镉汞器件在这一响应波段的性能研究具有重要意义.分别测量了不同组分碲镉汞材料的椭圆偏振光谱,拟合得到了其在400~1 600 nm波段范围内的光学常数值,并利用反射光谱对获得的光学常数进行了验证.采用这些碲镉汞外延材料光学常数测量值,并选用Zn S和YF3分别作为高低折射率的增透膜材料,针对不同响应波段的背入射可见近红外碲镉汞焦平面器件,设计了不同的宽谱增透膜系,响应波段范围内的平均透过率高于90%.     

基于STM32的真空玻璃传热参数测试装置的研制

真空玻璃传热参数测试装置是一种专门测量真空玻璃传热参数的仪器设备。真空玻璃传热参数表征真空玻璃隔热保温、隔音降噪、防结霜结露等特性。以国标JC/T1079-2008为依据,并根据真空玻璃传热参数测试装置的组成结构,分别对其内部模块、电路控制系统、检测系统平台进行了研究、设计及制作;对真空玻璃在恒温条件下进行多次测试并研究分析了影响真空玻璃传热参数的一系列因素,测试出相应待测真空玻璃样品的传热参数。     

Fisher分布下基于白化滤波的极化SAR图像CFAR检测方法

在已有的极化合成孔径雷达（SAR）图像恒虚警（CFAR）检测方法中,存在着高分辨下杂波模型适用性差的难题.为此提出了一种Fisher分布下具有虚警概率解析表达形式的CFAR检测方法.首先,在乘积模型框架下,引入Fisher纹理变量,推导出了极化白化滤波（PWF）检测量的概率密度函数（PDF）.然后,对PDF积分得到了虚警概率关于检测门限的解析表达形式,并设计了相应的CFAR检测算法流程.最后,通过机载合成孔径雷达（AIRSAR）实测数据比较了新方法和双参数恒虚警（2P-CFAR）算法及已有的基于K分布、G₀分布、Wishart分布的CFAR检测方法的检测性能.结果表明新方法能有效检测出目标,且鲁棒性较强,相比于其他检测方法,品质因数平均高出32.66%.     

光纤陀螺随钻测斜仪钻进中井眼轨迹测量方法研究

为提高光纤陀螺随钻测斜仪的井眼轨迹的测量精度,采用卡尔曼滤波组合的测量方法,对井斜、方位和工具面失准角进行估计。由于姿态失准角的估计精度与其可观测性密切相关,为了提高估计精度,文章分别在匀速、匀加速和匀速转动三种钻进运动状态下,采用分段线性定常系统(PWCS)和奇异值分解(SVD)的方法分析了姿态失准角的可观测性,并分析了钻进中井斜角和转动速率对姿态失准角估计精度的影响。由仿真结果可知,匀速钻进时,方位失准角不可观测;匀加速钻进时,方位失准角可观测且在水平井中可观测性最强,随着井斜角度增大,方位角、井斜角的测量精度逐渐提高;绕轴向匀速转动钻进时,方位失准角的可观测性和估计精度均优于匀速、匀加速钻进状态;角速率由0°/s增加到5°/s时,三个姿态失准角的估计精度均增大并逐渐趋于稳定。文中提出的轴向转动钻进运动可有效提高井眼轨迹的测量精度。     

A constant false alarm rate frame detector for satellite‐based automatic identification system

Frame detection is an important step in satellite‐based automatic identification system for its contributions in verifying the presence of automatic identification system signal before frame synchronization. In this paper, a constant false alarm rate frame detector is proposed, which exploits the feature implied in the training sequence, to realize frame detection in the presence of additive white Gaussian noise and frequency offset. False alarm probability is related with a threshold, which is independent of the signal and noise. For fixed false alarm probability, the relationship between detection performance and E_b/N₀ is analyzed. Simulations prove that the proposed detector outperforms the detector based on cyclic autocorrelation when message collisions exist. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Determining the Dielectric Constants of Organic Photovoltaic Materials Using Impedance Spectroscopy

The photovoltaic and electrical properties of organic semiconductors are characterized by their low dielectric constant, which leads to the formation of polarons and Frenkel excitons. The low dielectric constant of organic semiconductors has been suggested to be significantly influential in geminate and bimolecular recombination losses in organic photovoltaics (OPVs). However, despite the critical attention that the dielectric constant has received in literature discussions, there has not yet been a thorough study of the dielectric constant in common organic semiconductors and how it changes when blended. In fact, there have been some inconsistent and contradictory reports on such dielectric constants, making it difficult to identify trends. Herein, at first a detailed explanation of a specific methodology to determine the dielectric constant in OPV materials with impedance spectroscopy is provided, including guidelines for possible experimental pitfalls. Using this methodology, the analysis for the dielectric constant of 17 common neat organic semiconductors is carried out. Furthermore, the relationship between the dielectric constant and blend morphology are studied and determined. It is found that the dielectric constant of a blend system can be very accurately predicted solely based on the dielectric constants of the neat materials, scaled by their respective weight ratios in the blend film.     

一种基于窄带信号多普勒频率测量的运动目标直接定位方法

相比于常规的两步定位方法,目标直接定位方法具有更高的定位精度,但现有的直接定位方法主要是针对静止目标所提出的,并具有较大的运算量.本文提出了一种针对匀速运动目标的多普勒频率直接定位方法.文中首先基于最大似然准则推导了直接估计目标初始位置和运动速度的优化模型,针对该优化模型是以矩阵特征值的形式给出而难以数值求解的问题,提出了一种基于矩阵特征值扰动定理的Newton型迭代算法,该算法可以避免多维参数网格搜索所导致的庞大运算量.此外,文中还推导了关于目标初始位置、运动速度以及运动航迹估计的克拉美罗界的闭式表达式.数值实验表明新方法的目标位置估计方差可以达到克拉美罗界,并且具有较少的运算量.     

可切换带宽的可调频率带通滤波器设计

提出了一种可切换固定带宽的可调频率带通滤波器新结构,且实现了在带宽切换前后都能保持固定带宽的特性。基于谐振线间的耦合系数提取算法,参考滤波器综合理论,设计并加工了工作频段为1.3～1.45 GHz的开环微带谐振可切换带宽的可调频率带通滤波器。测试结果表明,在整个工作频段内,3 dB 带宽在切换前后分别为120 MHz、100 MHz 和80 MHz,对应的插入损耗各是-2.9 dB、-2.4 dB、-2.6 dB,测试结果与仿真结果吻合良好。该滤波器具有结构简单、加工难度低、体积小、馈电控制简单等优点。