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微弱回波条件下差分合成孔径激光雷达成像实验演示 被引量:10
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作者 赵志龙 吴谨 +4 位作者 王海涛 李明磊 董涛 国辉 夏正欢 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期276-283,共8页
本文针对差分合成孔径激光雷达(DSAL)未来应用场景具有回波信号微弱、平台与目标之间存在运动误差的特点,在微弱回波条件下进行了随机活塞运动目标的DSAL成像演示实验。采用波长为1 550nm的激光源,搭建了DSAL成像系统,接收孔径间距为188... 本文针对差分合成孔径激光雷达(DSAL)未来应用场景具有回波信号微弱、平台与目标之间存在运动误差的特点,在微弱回波条件下进行了随机活塞运动目标的DSAL成像演示实验。采用波长为1 550nm的激光源,搭建了DSAL成像系统,接收孔径间距为188μm,目标距离为2.4m。通过在发射端加入偏振片对发射功率进行衰减,并利用步进线性平移台给目标到雷达之间的光程引入随机活塞运动误差。在激光发射功率约为50nW和20nW的情况下,对光程变化在[-5μm,5μm]的随机活塞运动目标进行DSAL成像实验,此时合成孔径激光雷达(SAL)图像由于随机相位误差而完全散焦,DSAL图像则聚焦良好。实验结果表明,在微弱回波条件下,DSAL系统仍能较好地消除相位误差,实现稳定成像。 展开更多
关键词 激光雷达 差分合成孔径 实验演示 微弱回波 随机活塞运动
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量子导航定位系统中的捕获和粗跟踪技术 被引量:9
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作者 丛爽 汪海伦 +2 位作者 邹紫盛 尚伟伟 隋岩 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2017年第1期1-10,共10页
量子导航定位系统需要借助于空间量子卫星信息通信系统来进行信号的捕获、跟踪和对准(acquisition,tracking and pointing,ATP).ATP系统是空间量子卫星信息通信的重要组成部分,涉及到量子通信链路的建立以及中断通信链路的恢复;粗跟踪... 量子导航定位系统需要借助于空间量子卫星信息通信系统来进行信号的捕获、跟踪和对准(acquisition,tracking and pointing,ATP).ATP系统是空间量子卫星信息通信的重要组成部分,涉及到量子通信链路的建立以及中断通信链路的恢复;粗跟踪和精跟踪的相互配合,可以确保通信双方处于通信状态,达到期望的信号跟踪性能.本文详细阐述用于量子导航定位系统的空间量子卫星通信的捕获阶段和粗跟踪的相关技术,重点分析捕获阶段中的初始指向技术、扫描技术、捕获阶段的精度及其性能,以及粗跟踪阶段的精度及其性能指标等关键技术. 展开更多
关键词 捕获 粗跟踪 量子导航 扫描
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差分合成孔径激光雷达高分辨率成像实验 被引量:3
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作者 吴谨 赵志龙 +5 位作者 白涛 李明磊 李丹阳 万磊 唐永新 刁伟伦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期87-93,共7页
利用1 550 nm波长的可调谐光纤激光器,建立了DSAL(Differential synthetic aperture ladar)高分辨率成像演示实验装置。在1.85 m的目标距离上,开展了合作目标的DSAL成像实验。利用基本的DSAL成像理论,重构了目标回波的相位史数据,实现... 利用1 550 nm波长的可调谐光纤激光器,建立了DSAL(Differential synthetic aperture ladar)高分辨率成像演示实验装置。在1.85 m的目标距离上,开展了合作目标的DSAL成像实验。利用基本的DSAL成像理论,重构了目标回波的相位史数据,实现了高分辨率合成孔径成像。详细给出了不同方位运动条件下获得的DSAL图像。实验结果表明:利用经过DSAL技术重建后的目标回波相位史数据,能够形成聚焦良好的高分辨率DSAL图像。这显示了DSAL技术对共模相位误差的稳健消除能力。此外,不同方位运动条件下的DSAL成像结果表明,在超过规定方位运动速度30%的范围内,均可观察到良好聚焦或至少可接受的DSAL图像,表明DSAL系统对方位运动速度变化有一定范围的适应能力。 展开更多
关键词 差分合成孔径激光雷达 相位史数据 成像 方位运动速度
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三颗量子卫星组成的导航定位系统探讨 被引量:7
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作者 丛爽 宋媛媛 +1 位作者 尚伟伟 陈鼎 《导航定位学报》 CSCD 2019年第1期1-9,共9页
为了进一步提高卫星导航定位的精度,提出一种由3颗量子卫星组成的量子导航定位系统:给出总体框架结构;并分别对其组成部件、作用及其工作的全过程进行详细研究,包括量子纠缠光源子系统,捕获、跟踪和瞄准子系统中的信标光模块、粗跟踪模... 为了进一步提高卫星导航定位的精度,提出一种由3颗量子卫星组成的量子导航定位系统:给出总体框架结构;并分别对其组成部件、作用及其工作的全过程进行详细研究,包括量子纠缠光源子系统,捕获、跟踪和瞄准子系统中的信标光模块、粗跟踪模块、精跟踪模块和超前瞄准模块,以及光子干涉测量子系统和信号处理子系统。研究结果表明,相对于现有的6颗量子卫星的导航定位系统设计方案,所提出的设计方案能够极大地减少所需要的卫星数量,因而更加节省实现的成本。 展开更多
关键词 量子导航定位系统 纠缠光源 捕获、跟踪和瞄准 干涉测量 到达时间差
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太赫兹波前调制超表面器件研究进展 被引量:10
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作者 贺敬文 董涛 张岩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期61-71,共11页
超表面是一种由人工微结构组成的超薄平面器件,能够实现对电磁波振幅、相位以及偏振态的调控,具有体积小、重量轻、集成度高、可灵活操控电磁波等优势,在电磁波谱、波前调制中发挥着巨大的作用。综述了近年来基于超表面的太赫兹波前调... 超表面是一种由人工微结构组成的超薄平面器件,能够实现对电磁波振幅、相位以及偏振态的调控,具有体积小、重量轻、集成度高、可灵活操控电磁波等优势,在电磁波谱、波前调制中发挥着巨大的作用。综述了近年来基于超表面的太赫兹波前调制器件的研究进展。总结了基于Pancharatnam-Berry相位、基于局域表面等离子体共振(LSPR)、基于Mie共振的三种超表面单元结构对电磁波的振幅、相位调控机理,并讨论了实现高效率超表面的方法。之后,介绍了用于设计波前调制超表面器件的纯相位调制方法和复振幅调制方法。综述了在太赫兹波段典型的超表面波前调制器,包括单一功能、复合功能以及可调谐功能的超表面波前调制器件。在早期的研究工作中,设计的超表面可实现波束偏转、波束聚焦、全息成像、以及涡旋光束、自聚焦光束、洛伦兹光束等特殊光束产生等功能。为提高太赫兹器件的利用率,波分复用、偏振复用等功能复用的太赫兹超表面器件被提出。随着对太赫兹波前动态调控需求的增长,一些主动的太赫兹超表面器件被提出并在实验上被验证。共有两种主动的超表面器件。其中一种主动超表面是通过将超表面结构与半导体材料或相变材料结合形成的,另一种是通过光泵浦硅片形成的全光器件。全光超表面在不用重新加工的前提下能够被重复使用。通过调整投影在硅片上的超表面图像即可动态操控太赫兹波前。全光超表面具有动态控制波束扫描和波束聚焦的能力,将来可应用于太赫兹通信、太赫兹雷达等领域。最后,对太赫兹波前调制超表面器件的发展趋势与应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 太赫兹 超表面 波前调制 功能复用超表面 可调谐超表面
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量子定位系统中捕获与粗跟踪控制研究
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作者 丛爽 汪海伦 +1 位作者 邹紫盛 陈鼎 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期193-199,共7页
首先推导出经过地面站正上方的卫星运行轨道,以及从地面获取的卫星运行轨迹的空间信号函数;然后对整个捕获和粗跟踪过程的控制系统进行离散型模型的建立;采用分行式螺旋扫描捕获策略进行信号捕获,对电流-速度-位置三闭环粗跟踪控制系统... 首先推导出经过地面站正上方的卫星运行轨道,以及从地面获取的卫星运行轨迹的空间信号函数;然后对整个捕获和粗跟踪过程的控制系统进行离散型模型的建立;采用分行式螺旋扫描捕获策略进行信号捕获,对电流-速度-位置三闭环粗跟踪控制系统进行控制器设计,并在Simulink环境下,对卫星经过地面站可见区域的4个不同阶段,分别进行信号捕获及其粗跟踪两轴信号的系统仿真实验,并对不同情况下的捕获与粗跟踪控制性能进行了对比分析。本文所做研究为后续的精跟踪过程和超前瞄准提供了保障。 展开更多
关键词 量子定位系统 粗跟踪 捕获 坐标转换 系统仿真实验
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量子导航定位系统中光学信号传输系统设计 被引量:4
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作者 汪海伦 丛爽 +1 位作者 尚伟伟 陈鼎 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期714-722,共9页
基于量子导航定位系统的工作原理和过程,设计了其光学信号传输系统,分析了系统中的部件特性及选型.在给定的相关参数及期望性能指标下,结合各关键部件的特性设计了光学信号传输系统的具体实现方案,包括捕获跟踪瞄准系统中的光学天线、... 基于量子导航定位系统的工作原理和过程,设计了其光学信号传输系统,分析了系统中的部件特性及选型.在给定的相关参数及期望性能指标下,结合各关键部件的特性设计了光学信号传输系统的具体实现方案,包括捕获跟踪瞄准系统中的光学天线、二维转台、粗跟踪探测器、快速反射镜、精跟踪探测器及HOM干涉仪中的单光子探测器,为量子导航定位系统中光学信号传输系统仿真实验平台的建立和硬件系统的实现,以及定位精度的进一步提高打下了基础. 展开更多
关键词 光通信 量子导航定位系统 捕获跟踪瞄准系统 粗精跟踪
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一种抗脉冲干扰的调零天线波束合成方法 被引量:2
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作者 曾浩 方贝贝 +2 位作者 吉利霞 赵云霄 董涛 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期27-32,共6页
在连续波干扰和脉冲干扰同时存在时,卫星导航接收机的调零天线如果采用经典最小均方误差(LMS)方法计算权矢量,则存在收敛速度慢、对脉冲干扰抑制能力有限的问题.为此,文中提出了一种抗脉冲干扰的调零天线波束合成方法.在对脉冲进行有效... 在连续波干扰和脉冲干扰同时存在时,卫星导航接收机的调零天线如果采用经典最小均方误差(LMS)方法计算权矢量,则存在收敛速度慢、对脉冲干扰抑制能力有限的问题.为此,文中提出了一种抗脉冲干扰的调零天线波束合成方法.在对脉冲进行有效检测的基础上,针对脉冲存在和不存在两种情况下的不同信号特征,采用两路并行权值计算模式,最后根据脉冲信号的有无选择输出权值.理论分析和仿真结果表明,与经典LMS方法相比,文中提出的方法收敛速度更快,可以对脉冲干扰进行有效的抑制. 展开更多
关键词 调零天线 抗干扰 波束合成 收敛速度
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基于纳什议价解的地外驻留平台网络可靠性与效用代价分析
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作者 程子敬 赵俊楠 +1 位作者 崔玉文 石乐义 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期10-15,共6页
针对地外驻留平台网络中设备昂贵、对链路可靠性要求极高等特点,将影响网络性能的可靠性和效用代价这2个基本要素视作多目标优化问题进行分析,建立了网络可靠性与效用代价模型,形式化描述了2个优化目标之间的联系。在此基础上,运用合作... 针对地外驻留平台网络中设备昂贵、对链路可靠性要求极高等特点,将影响网络性能的可靠性和效用代价这2个基本要素视作多目标优化问题进行分析,建立了网络可靠性与效用代价模型,形式化描述了2个优化目标之间的联系。在此基础上,运用合作博弈中的纳什议价模型对可靠性与效用代价进行公平性折中,并通过Matlab结合CVX计算得到可靠性与效用代价同时最优的纳什议价解集。进一步动态调整威胁值并重复博弈,即可得到同时保证可靠性与效用代价的公平性的帕累托最优目标值。最后,通过对一个典型地外驻留平台网络拓扑链路进行纳什议价求解,阐述了在网络业务量与链路容量值已知时,如何对链路数和链路容量进行设置以降低效用代价。这对于地外驻留平台网络的优化部署有重要意义。 展开更多
关键词 地外驻留平台 纳什议价 帕累托最优 可靠性 效用代价
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点阵结构工艺参数对透波平板电磁波谱的影响
10
作者 迟百宏 贺敬文 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期81-86,共6页
为研究点阵结构工艺参数对透波平板电磁波谱的影响,基于体心立方结构(BCC)点阵基本构.型,建立透波平板仿真模型,运用CST仿真软件分别从孔隙率、蒙皮厚度、胞元尺寸、入射角度4方面探究不同结构工艺参数对透波平板共振频率及透射率的影... 为研究点阵结构工艺参数对透波平板电磁波谱的影响,基于体心立方结构(BCC)点阵基本构.型,建立透波平板仿真模型,运用CST仿真软件分别从孔隙率、蒙皮厚度、胞元尺寸、入射角度4方面探究不同结构工艺参数对透波平板共振频率及透射率的影响。并运用选区激光烧结(SLS)制备点阵透波平板结构,用于2~18 GHz透射率对比测试。结果表明,仿真数据与实验结果高度一致;透波平板共振频率随孔隙率增大,第一频率点向低频偏移,第二频率点向高频偏移;随着蒙皮厚度的增加,透射率降低;胞元尺寸与蒙皮厚度决定透射谱的通带共振频率,孔隙率影响较小;入射角增大时,水平极化入射波透射率均大于75%,影响较小;竖直极化入射波透射率在高频处逐渐降低。 展开更多
关键词 透波平板 增材制造 点阵结构 电磁波谱
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双量子系统最大纠缠态制备的两种控制方法 被引量:3
11
作者 商燕 王海涛 +1 位作者 隋岩 丛爽 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期965-973,共9页
分别采用两种脉冲序列,对由两个自旋1/2粒子组成的四能级量子系统进行最大纠缠态的制备.基于部分受激拉曼绝热通道技术,设计了半反直觉脉冲序列;同时设计了基于面积控制的π脉冲控制序列.通过系统仿真实验,在参数选取对纠缠态制备性能... 分别采用两种脉冲序列,对由两个自旋1/2粒子组成的四能级量子系统进行最大纠缠态的制备.基于部分受激拉曼绝热通道技术,设计了半反直觉脉冲序列;同时设计了基于面积控制的π脉冲控制序列.通过系统仿真实验,在参数选取对纠缠态制备性能影响分析的基础上,详细地给出了纠缠态制备中各个参数的优化过程,包括不同参数对纠缠态制备过程中系统几率影响的分析,纠缠态制备最佳参数的选取,以及制备系统最大纠缠态或贝尔(Bell)基态控制参数值的确定. 展开更多
关键词 纠缠态 制备 半反直觉脉冲序列 π脉冲序列
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量子定位中精跟踪系统状态滤波及控制器设计 被引量:3
12
作者 邹紫盛 丛爽 +1 位作者 尚伟伟 陈鼎 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期601-610,共10页
量子定位系统中精跟踪系统的跟踪精度是高精度定位的前提。针对卫星平台抖动以及工作环境噪声对量子定位系统跟踪精度的影响,建立了带有卫星平台振动信号模型以及有色噪声信号的精跟踪系统模型;设计了自适应强跟踪卡尔曼滤波器(adaptive... 量子定位系统中精跟踪系统的跟踪精度是高精度定位的前提。针对卫星平台抖动以及工作环境噪声对量子定位系统跟踪精度的影响,建立了带有卫星平台振动信号模型以及有色噪声信号的精跟踪系统模型;设计了自适应强跟踪卡尔曼滤波器(adaptive strong tracking Kalman filter,ASTKF)算法,对状态扰动和输出噪声进行在线估计;并设计ASTKF对精跟踪系统进行闭环跟踪控制。在系统仿真实验中,对ASTKF进行了数值设计;对带有滤波器和比例-积分-微分(proportion-integration-differentiation,PID)控制器的精跟踪系统的控制性能,与仅采用PID控制方法以及采用自抗扰控制方法进行了性能对比实验。结果表明:采用带有所提出的ASTKF的PID控制的跟踪精度相较PID及自抗扰控制精度均有明显提高,可以达到量子定位的精跟踪系统对跟踪精度±2μrad的要求。 展开更多
关键词 量子定位系统 精跟踪控制 自适应滤波 卡尔曼滤波
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面向多周期循环TTP总线消息操作设计方法 被引量:1
13
作者 连天野 熊华钢 +1 位作者 程子敬 李峭 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第7期1801-1806,共6页
面向多周期循环的通信任务,设计一种适用于轮询调度消息操作时间表(message handling time table,MHTT)架构的消息操作(handling)方法。利用最大团(max-group)算法对周期任务进行优化分组,使大部分任务处于候选相容组;利用两组相容性检... 面向多周期循环的通信任务,设计一种适用于轮询调度消息操作时间表(message handling time table,MHTT)架构的消息操作(handling)方法。利用最大团(max-group)算法对周期任务进行优化分组,使大部分任务处于候选相容组;利用两组相容性检查和偏移量查找,提出相容组内周期任务消息排布方法。分析和案例仿真结果说明,与不考虑次序优化的多周期消息操作相比,该方法完全保证相容周期任务的可调度性,使给定节点所需的MBI和时隙长度下限更短。 展开更多
关键词 实时通信 严格周期 时隙分配 时间触发 分组优化
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基于两步测量方法及其最少观测次数的任意量子纯态估计 被引量:3
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作者 杨靖北 丛爽 陈鼎 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1514-1521,共8页
量子状态层析所需要的完备观测次数d^2(d=2~n)随着状态的量子位数n的增加呈指数增长,这使得对高维量子态的层析变得十分困难.本文提出一种基于两步测量的量子态估计方法,可以对任意量子纯态的估计提供最少的观测次数.本文证明:当选择泡... 量子状态层析所需要的完备观测次数d^2(d=2~n)随着状态的量子位数n的增加呈指数增长,这使得对高维量子态的层析变得十分困难.本文提出一种基于两步测量的量子态估计方法,可以对任意量子纯态的估计提供最少的观测次数.本文证明:当选择泡利观测算符,采用本文所提出的量子态估计方法对d=2n维希尔伯特空间中的任意n量子位纯态进行重构时,如果为本征态,那么所需最少观测次数memin仅为memin=n;对于包含l(2 6 l 6 d)个非零本征值的叠加态,重构所需最少观测次数msmin满足msmin=d+2l..3,此数目远小于压缩传感理论给出的量子态重构所需测量配置数目O(rd log d),以及目前已发表论文给出的纯态唯一确定所需最少观测次数4d..5.同时给出最少观测次数对应的最优观测算符集的构建方案,并通过仿真实验对本文所提出的量子态估计方法进行验证,实验中重构保真度均达到97%以上. 展开更多
关键词 量子状态估计 两步测量方法 压缩传感 观测算符
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削弱大气干扰影响的三种量子测距定位方案 被引量:5
15
作者 丛爽 吴文燊 +1 位作者 尚伟伟 陈鼎 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期64-71,共8页
在分析量子测距定位原理与过程的基础上,考虑纠缠光穿过大气电离层和对流层的过程中产生的距离误差对系统测距精度造成的影响,根据纠缠光在电离层中的传播距离误差和电离层自由电子密度与纠缠光频率之间的关系,以及纠缠光在对流层中的... 在分析量子测距定位原理与过程的基础上,考虑纠缠光穿过大气电离层和对流层的过程中产生的距离误差对系统测距精度造成的影响,根据纠缠光在电离层中的传播距离误差和电离层自由电子密度与纠缠光频率之间的关系,以及纠缠光在对流层中的传播距离误差与对流层气压、温度等因素之间的关系,提出3种抗大气干扰的量子测距定位方案;通过理论分析,推导出3种量子测距定位方案在削弱大气干扰带来的测距误差的表达式,并给出数值计算实例,说明基于3颗卫星加一个地面站的双频修正方案对大气层带来的测距误差最小. 展开更多
关键词 量子定位系统 量子关联测距 到达时间差 传播距离误差 精度
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