Mach-Zehnder型光滤波器滤波性能改善的研究

介绍了Mach-Zehnder型光滤波器的结构,分析了其功率传输特性,针对该型光滤波器功率传输带宽较窄、锐截止特性较差的特点,提出了一种在Mach-Zehnder光滤波器波导短臂上插入光环形腔的改进型新结构方案.理论分析表明,该改进型Mach-Zehnder光滤波器功率传输带宽较宽,锐截止特性较好,可望在超密集波分复用(UDWDM)光纤通信的复用/去复用技术中得到应用.     

微弱光信号检测技术研究

为减少光电二极管与信号放大电路噪声对微弱光信号检测系统灵敏度的影响,提高检测精度.给出了微弱光信号检测电路噪声模型,并分析了灵敏度与带宽的关系,藉此能得到最佳的灵敏度和带宽组合.经仿真和实验表明该模拟有效,由此搭建的实验平台能测量nW级光功率.     

闪光雷达中APD探测性能分析

针对闪光雷达,给出了一种分析雪崩光电二极管(ADD)探测性能的方法.通过理论推导及仿真的方法,对APD接收到信号光功率、探测器的噪声、信噪比以及APD的探测性能进行了分析.结果表明.通过选择合理的APD增益,可提高的信噪比和探测概率,通过增大APD探测阈值,可以降低虚警概率.     

基于内腔光阱的光力加速度测量方法

内腔光阱中被捕获微粒的微小位移将导致腔内激光功率的大幅变化,可实现光阱系统的快速自反馈.基于这一原理,提出了一种新型加速度测量方案.该方案计算了内腔光阱中被捕获微粒的径向受力,建立了利用激光功率进行加速度传感的理论模型,并分析了工作点的选取对加速度测量的影响.系统以高频光电探测器作为加速度测量模块,可实现GHz量级的信号采集.内腔光阱将进一步促进光镊技术在惯性测量方向上的应用.     

飞行品质频域准则的输入激励研究

采用加权交叠平均法(Welch法)对电传飞机的4种典型输入激励进行功率谱估计分析,通过合适的加窗处理和频谱分析得到最优的激励输入,并将扫频输入得到的飞机频率特性使用带宽准则、Neal-Smith准则进行飞行品质评估,最终给出评估结果和结论,这对飞行试验的飞行品质研究具有一定的指导意义。     

建立不等式约束条件提高三轴一体光纤陀螺装配合格率

共用光源的三轴一体光纤陀螺组件装配后,三轴光路探测器接收的光功率会存在差异,若差异较大导致注入电流超过规定值,则认为装配失败.针对当前缺乏有效的手段确保其装配合格率,根据光源光功率与注入电流的关系、现有光学器件的技术水平,建立了光路损耗不等式约束条件,给出了产品调试成功与否的区域.在装配过程中,引入了全光路检测设备进行光路参数检测,可提早发现并解决光路损耗异常的部件.实验表明,通过事先建立不等式约束条件,三轴一体产品的合格率由75％提高到98％,常温下零偏稳定性优于0.005(°)/h(100s,1σ),满足任务要求.该方法为同类产品的生产提供了一定的指导意义.     

高空驻留太阳能飞机主动式光伏组件面功率特性研究

 光伏组件面功率特性是影响太阳能飞机性能指标的关键因素之一。首先建立了考虑光伏组件表面温度、太阳能飞机飞行高度、纬度及一年四季等因素的光伏组件面功率模型,分析了光伏组件在一年范围内的日均直射、日均水平面功率随飞行高度、纬度和季节等关键设计指标参数的变化规律,对比研究了3种跟踪采能方式下的主动式光伏组件(TPM)的逐时、日均面功率特性。结果表明:在一天的光照时间内和全年范围内,主动式光伏组件能显著提高光伏组件的面功率特性。然后,参考了典型的太阳能飞机"Helios"和"Zephyr",综合考虑能源与气动特性,初步设计了一种采用主动式光伏组件的高空驻留太阳能飞机布局方案,通过分析其日均净面功率特性得出:合理设计主动式光伏组件,可以显著提高太阳能飞机的日均净面功率约32%~66%,甚至可达116%。这些结论均说明,从采能效率和气动特性两方面综合来说,所提出的基于主动式光伏组件的布局设计思想在高空驻留太阳能飞机总体布局设计时具有良好的应用优势。     

光收发组件驱动电路集成化技术研究

本文对干涉式光纤陀螺用光收发组件的驱动电路集成化技术进行了研究.分析了光源输出光功率稳定性对光纤陀螺精度的影响.建立了光源驱动电路的理论模型.设计了相对简单、集成化程度高的光源驱动电路.对所研制的电路进行了全温测试.实现了光源驱动电路的高精度、集成化和小型化.     

406～920nm的绝对光谱响应高准确度标度

描述美国国家标准与技术研究院所建立的４０６￣９２０ｎｍ绝对光谱响应标度，该标度完全是建立在探测器测量基础上的，并可溯源到ＮＩＳＴ高准确度低温辐射计。硅光电二极管光吸收探测器被用来将光功率测量由ＨＡＣＲ传递到进行日常校准的单色仪装置。传递也包括建立硅光电二极管光吸收探测器的量子效率模型，最后给出了这些测量为基础的ＮＩＳＴ现有能力的简单介绍。     

飞行状态对太阳能飞机中组件性能的影响

基于光伏组件产生功率模型，研究了太阳能飞机中飞行速度、高度、时间及区域等状态参数影响组件性能的规律。以单晶硅组件及Xihe太阳能飞机为研究对象，当飞机飞行速度增加时，组件产生的功率随之增加但趋于饱和。原因在于速度的增加能有效降低组件的表面温度，但提升是有限的。飞机所需的功率随飞行速度呈现指数增加，且组件产生的功率与飞机所需的功率有能量平衡点。组件产生的功率随飞行高度的增加而增加，但有饱和的趋势。原因在于，当飞行高度上升，大气温度随之下降，组件表面温度下降；同时海拔越高，大气密度和大气通透率越大，太阳辐射增加，从而组件产生的功率增加了；饱和的原因在于组件本身性能的限制。一天之中，组件产生的功率基本以太阳时12点为中心左右近似对称，中午最强；一年中组件性能在夏季最强，冬季最弱。原因在于组件性能主要由所受太阳辐射决定。随着纬度的增加，组件产生的功率减小。原因在于，纬度越高，太阳高度角越小，组件所能接受到的太阳辐射也就越小；纬度越低，组件总产生功率越高且平稳。纬度低的地区更适合太阳能飞机的飞行。该文为太阳能飞机的能量分配、长时间驻空提供一定的帮助。     

光纤陀螺仪中尖峰脉冲引起漂移 的误差分析及其抑制

首次分析了光纤陀螺仪探测器输出信号中频率固定的尖峰脉冲对光纤陀螺 仪零偏漂移的影响机理,给出了尖峰脉冲影响光纤陀螺仪零偏漂移的误差模型;根据干 涉式数字闭环光纤陀螺仪探测器输出信号的特点,提出了一种基于高速集成模拟开关的 时域选通尖峰脉冲抑制具体实现方法,实验验证了尖峰脉冲引起的零偏漂移大小和理论 分析接近,表明了误差模型的正确性,同时表明该方法能够有效降低尖峰脉冲引起的光 纤陀螺仪零偏漂移。     

Simple Eigenvalue-Equalizing Preprocessor for Broadband Power Inversion Array

By expressing the input autocorrelation function in a power series of bandwidth, this paper derives a small bandwidth firstorder approximation for the covariance matrix of the broadband tapped delay line power inversion array. The structure of the associated eigenvalues is then deduced, giving (number of taps)/2 sets of eigenvalues, the eigenvalues in the ith set being proportional to (bandwidth)2(i-1). Thus a simple transformation preprocessor which depends only on the bandwidth, tap spacing, and number of taps is derived for eliminating the spread of eigenvalues due to the use of tapped delay line processing.     

结构高频载荷识别的统计能量分析法

提出了结构高频载荷识别的统计能量分析法,给出了多子系统受激情况下,结构子系统输入功率识别的步骤和方法.对一个板壳组合结构系统的高频载荷识别分别进行了AutoSEA2仿真和实验研究.仿真与实验结果表明:采用所述方法,能很好地识别出单激励和多激励下结构子系统的输入功率.研究工作为工程结构的高频载荷识别提供了理论参考.      

Single-Stage Single-Switch Switched-Capacitor Buck/Buck-Boost-Type Converter

A new dc-dc converter featuring a steep step-down of the input voltage is presented. It answers a typical need for on-board aeronautics modern power architectures: power supplies with a large conversion ratio able to deliver an output voltage of 1–1.2 V. The proposed structure is derived from a switched-capacitor circuit integrated with a buck converter; they share the same active switch. The proposed solution removes the electromagnetic interference (EMI) emission due to the large di/dt in the input current of the switched-capacitor power supplies. Compared with a quadratic buck converter, it presents a similar complexity, a smaller reduction in the line voltage at full load (but less conduction losses due to smaller input inductor current and capacitor voltage), lower voltage stresses on the transistor and diodes, lower current stresses in the diodes, and smaller size inductors. A similar structure using a buck-boost converter as the second stage is also presented. The experimental results confirm the theoretical developments.     

The Effect of Spectral Shape on the Probability of Error in Laser Binary Communication Systems

The effect of spectral bandwidth and spectral shape upon laser binary communication systems is investigated. The probability of error is plotted as a function of bandwidth for Lorentzian and Gaussian shaped spectra. The results show that even when the average noise power and the signal-to-noise ratio are held constant, the probability of error varies considerably as a function of spectral bandwidth.     

Output of a Balanced Frequency Discriminator Driven by a Sine Wave and Gaussian Noise

The output of a realizable balanced frequency discriminator is calculated for an input consisting of a sine wave plus Gaussian noise. Explicit autocorrelation and power spectra are found for one practical embodiment of the discriminator for various input carrier-to-noise ratios, with the carrier tuned to center frequency and also off-center. The formulas also permit the calculation of the output for the case of a spectrum of noise slowly swept through the discriminator. Although qualitatively similar to results previously obtained with an ideal discriminator, substantial differences are also found. Measurements are made that closely verified the theoretical results. No limiting is assumed.     

石英灯阵模拟非均匀气动加热的功率优化

针对结构热试验非均匀热环境模拟的精细化需求,以石英灯阵热流分布理论解析方法为基础,建立了基于线性分析模型的石英灯阵功率快速优化方法,对石英灯阵模拟非均匀气动加热的功率优化问题进行了分析研究。结果表明：线性分析方法可以快速有效地优化石英灯阵功率,对于比较平缓的热流分布可以获得较好的优化结果,对于大梯度热流分布也能获得与遗传算法较为一致的热流优化结果和规律;模拟非均匀气动加热的功率优化结果对热流输入比较敏感,需要通过优化来选择合适的测点范围和测点数量得到相对稳定的系数矩阵。相关研究结果对模拟非均匀气动加热的石英灯阵功率优化设计具有重要参考意义。     

Third-Order Loop Filter Design for Acceleration-Rate Tracking

A perfect third-order loop filter design that can be implemented as a digital filter is obtained which minimizes the noiseless steady-state acceleration rate (jerk) error for a fixed loop noise bandwidth. Simulations were performed to obtain transient responses of the third-order loop plus a sample fourth-order loop under a jerk input. The results enable one to obtain a loop design that minimizes the loop noise bandwidth required for a given steady-state jerk error and thus obtain better noise jitter performance.     

行波管放大器非线性特性对调幅信号边带压缩影响

为了更精确地测试星上功率放大器的饱和点,研究分析了TWTA(Travelling-Wave Tube Amplifier,行波管放大器)的非线性特性对AM(Amplitude Modulation,调幅)信号的边带压缩影响。文中基于Saleh模型描述TWTA,分析其在AM信号放大过程中的非线性特性,研究表明:随着输入AM信号的功率不断增大,放大后的输出信号畸变越来越严重;该变化主要体现在AM信号的边带上,与线性工作区相比,在TWTA的饱和点处,经放大后的AM信号的边带压缩程度达到最大。实验结果与理论分析结果完全一致。该研究为通信卫星星上功放饱和点测试提供了一种可行方法。     

Single-phase grid-connected PV system using three-arm rectifier-inverter

A grid-connected photovoltaic (PV) power supply system with on-line voltage regulation capability is presented. It employs the three-arm rectifier-inverter topology with PV modules connected directly on the dc-link. The common-arm is with line-frequency switching and synchronous to the input voltage, aiming for a lower switching loss and decoupling the control of rectifier and inverter portions. As a result, the rectifier and inverter portions can be controlled independently with the rectifier-arm and inverter-arm, respectively. For maximum power point tracking (MPFF) of the PV modules and balancing the power among utility, PV, and the load, a variable dc-link voltage is adopted and controlled by the rectifier-arm based on the MPPT control algorithm. The inverter-arm then regulates the load voltage with good regulation and low distortion. Due to large variation of the dc-link voltage, a feedforward plus feedback control technique with variable gain is developed to keep constant bandwidth of the current loop at any operation condition. Therefore, the performance of the rectifier and inverter portions can be ensured. A system containing a 2 kVA converter and a 1.2 kW PV module is set up, and some experimental results are provided for demonstrating the effectiveness of the proposed method.